Una fuente de alimentación es el equipo que se encarga de transformar la corriente alterna AC (corriente que proviene directamente de la línea eléctrica en los domicilios) en corriente continua DC (es la que usan la mayoría de dispositivos), proporcionando los distintos voltajes que cada equipo requiere.
Tipos de fuentes de alimentación
Existen dos tipos de fuentes de alimentación, las lineales y las computadas.
Fuente de alimentación lineal
Son muy sencillas pero su eficiencia es muy baja. Es decir, son fáciles de producir y de mantener, pero al no ser eficientes, pierden mucha energía durante el proceso de conversión de corriente alterna a corriente continua.
Fuente de alimentación conmutada
Son más eficientes y de un tamaño menor pero mucho más complejas. Según la aplicación y el caso concreto dónde vaya instalada se necesita un tipo u otro de fuente.
¿Cómo funcionan las fuentes de alimentación?
Fuentes lineales
Como ya hemos dicho anteriormente, son fuentes más sencillas y siguen una serie de fases para transformar la corriente alterna en continua. Estos pasos son los siguientes:
El primer paso, la señal pasa por un transformador, que transforma la señal, y esto significa que reduce la tensión de entrada hasta niveles más bajos (5V, 12V, 24V).
El segundo paso, la señal pasa por un rectificador de la señal. El rectificador elimina o convierte las ondas negativas en positivas.
El tercer paso, la señal pasa por un filtro, el filtro reduce el rizado de la señal, es decir lo hace más plano, más constante.
El cuarto y último paso, la señal pasa por un regulador. Éste paso permite adaptar la señal y convertirla en constante. Para ello se usa un transistor que actúa como resistencia que se adapta. Esto permite expulsar el exceso de energía en forma de calor.
Justamente el problema de este tipo de fuentes de alimentación está en que no son nada eficientes, ya que el exceso de energía la estamos desechando en forma de calor. Y por ese motivo, se inventaron las fuentes de alimentación conmutadas, que son más complejas…
Fuentes conmutadas
Antes, usábamos un transistor que se polariza en su región activa para crear una resistencia variable. Con las fuentes de alimentación conmutadas, tenemos varios transistores que pasan de abiertos a cerrados muy rápidamente, es decir, conmutan.
La señal que obtenemos de este proceso es cuadrada. Ésta pasa por un transformador que pone la corriente en la tensión adecuada.
Después, con este voltaje, pasa por un rectificador que convierte la corriente alterna en corriente continua, para después filtrarla y eliminar el rizado.
Al final, el resultado es el mismo, pero sin usar un regulador. Esto es posible ya que la regulación se realiza gracias al conmutador, que son transistores pasando de abiertos a cerrados.
Así se crea una señal PWM que nos permite variar el nivel de la tensión según nuestra entrada. Para ello se cambia lo que llamamos: ciclo de trabajo. El tiempo de trabajo se refiere al tiempo en el que la señal esta en ON respecto al que está en OFF. Esto permite obtener mayor eficiencia de energía utilizada, además de abaratar los costes de la producción de las fuentes de alimentación.
¿Y porqué son más caras las fuentes lineales?
Por el transformador. El transformador es lo más caro de una fuente de alimentación, ya que es muy complejo de fabricar y está compuesto de materiales pesados y caros como el cobre.
La forma de minimizar los costes del transformador fue hacerlo más pequeño, y esto es posible si el transformador recibe alta frecuencia, que es justamente lo que permiten las fuentes de alimentación conmutadas.
Cómo hemos visto, las fuentes de alimentación lineales, a pesar de ser menos eficientes, son mucho más sencillas, y por lo tanto mucho más fáciles de reparar. Por otro lado, las fuentes de alimentación conmutadas son mucho más complejas (dependiendo siempre de cada fuente) y por lo tanto mucho más difícil de reparar.
