Fuente De Alimentación

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Fuente de alimentación El objetivo de este documento es conocer como diseñar fuentes de alimentación lineales fijas y variables así como FA conmutadas. Introducción Cualquier dispositivo electrónico necesita energía para funcionar, esta energía la podemos obtener desde una pila o batería o a travs de la red elctrica. !a tensión que nos suministra la red elctrica es alterna "AC# y $abitualmente e%cede en muc$o el voltaje que necesitamos, por lo que tenemos que insertar un circuito electrónico que nos transforme el voltaje y tipo de corriente de la red "&'()AC en España España## al voltaje voltaje y tipo tipo de corrient corriente e "AC o *C que necesit necesitamo amoss en nuestro nuestro dispositivo. Este circuito se denomina fuente de alimentación. +sicamente e%isten dos tipos de fuentes de alimentación para disminuir el nivel de tensión de la red elctrica al nivel necesario• • !as fuentes lineales, que utilian un transformador y transistores trabajando en la ona lineal. A su ve estas pueden se fijas, si proporcionan una tensión de salida fija "/), 0), 1&), 1&), etc# y variables, si se puede ajustar a voluntad la tensión de salida, por ejemplo de 1 a 1/ voltios. !as fuentes conmutadas que utilian bobinas y transistores trabajando en conmutación "todo o nada#. Estas suelen ser fijas, aunque pueden realiarse tambin variables. !as ventajas de la fuente de alimentación lineal son su sencille y que generan menos ruido electromagntico, las desventajas son su mayor tamaño y su menor eficiencia para la misma potencia de salida "se desperdicia y se disipa ms energía en forma de calor que en las fuentes conmutadas#. Estructura básica de una fuente de alimentación fija En el sigu siguie ient nte e figu figura ra pode podemo moss ver ver la estr estruc uctu tura ra bsi bsica ca de una una fuen fuente te de alimentación lineal- 2odemos apreciar en el diagrama que una fuente de alimentación lineal esta compuesta por distintos bloques que poseen una función concreta, siendo los fundamentales• • • • • • • Cone%ión a la red elctrica. Fusible. Filtro de red para eliminar las posibles perturbaciones electromagnticas "opcional#. 3ransformador. 4ectificador a base de diodos. Filtro realiado con condensadores. 4egulador de tensión que mantiene un nivel de tensión estable a /), 0), 1&), etc. Conexión a la red eléctrica Esta formada por el enc$ufe, bornes o cualquier dispositivo físico, que nos permite conectar nuestra fuente de alimentación a la red elctrica. !os parmetros que $ay que tener en cuenta a la $ora de elegir el enc$ufe es que soporte la tensión de la red "&'()AC /(5#, la corriente que va a consumir el circuito y si debe incluir toma de tierra. !os mismos parmetros utiliaremos para elegir el cable de alimentación. 6i se incluye la toma de tierra deber ir conectada al negativo de la fuente. Fusible 6i nuestra fuente de alimentación tuviera un fallo y se cortocircuitara, producir una subida muy fuerte en el consumo de corriente, las consecuencias de esta subida son impredecibles, ya que si esta fuera muy elevada podríamos $acer saltar el interruptor automtico de protección de la línea de red y si fuera relativamente pequeña podría subir la temperatura de nuestro circuito $asta el punto de producir un sobrecalentamiento y un posible incendio. El fusible es un dispositivo que cuando la corriente que circula por l es superior a su corriente nominal se funde interrumpiendo el suministro de corriente. El parmetro bsico que necesitamos calcular para seleccionar nuestro fusible es la corriente nominal. 7as adelante se e%plica como calcular la intensidad nominal del fusible. Filtro de red Este dispositivo no es estrictamente necesario ya que su función es la de eliminar las posibles perturbaciones electromagnticas que puedan llegar a nuestra fuente de alimentación desde la red elctrica, pero su uso es imprescindibles si queremos $acer a nuestro equipo inmune a dic$as interferencias. Aunque el filtro de red lo podemos realiar nosotros, lo mejor es adquirir un filtro comercial, ya que estos $an sido testados para cumplir con las normas sobre E78s. !a interferencia electromagntica o E78 por sus siglas en ingls "Electro7agnetic 8nterference# o 4F8 "4adio Frequency 8nterference# es la perturbación que ocurre en cualquier circuito, componente o sistema electrónico causada por una fuente e%terna al mismo. Esta perturbación puede interrumpir, degradar o limitar el rendimiento de un sistema. !a fuente de la interferencia puede ser cualquier objeto, ya sea artificial o natural, que posea corrientes elctricas que varíen rpidamente, como un circuito elctrico, el 6ol o las auroras boreales. En el diseño de un dispositivo electrónico se debe evitar que se vea afectado por las E78s y a su ve que no las genere. Transformador El transformador es un componente electrónico que nos permite transformar, mediante la utiliación de campos electromagnticos, una tensión alterna de entrada en una tensión alterna de salida de distinto valor en tensión y corriente. !a principal ventaja que tienen los transformadores es su alto r endimiento. 9n transformador simple consta de un bobinado o devanado primario "por donde se introduce la tensión# y un devanado secundario "por donde se obtiene#. 6ímbolo con un bobinado primario y un bobinado secundario- 6i se utilia para reducir la tensión se le llama reductor, si se utilia para elevarla se le llama elevador. Esto depende de como se utilice puesto que el transformador es reversible. En la figura siguiente se utilia como reductor, a partir de &'()AC obtenemos 0)AC, pero si introducimos 0)AC por el secundario obtendremos &'()AC en el primario. !a corriente alterna en un momento es positiva y en otro negativa, por lo tanto en un instante el nodo A es ":# y el + ";#, en otro instante la polaridad en estos nodos se invierte. En una fuente de alimentación lineal el transformador se encarga de reducir la tensión alterna de &'()AC en el primario, en otra tensión, tambin alterna, en el secundario. Esta tensión es mas pequeña aunque su corriente es mayor. En la figura siguiente se puede ver el esquema de un transformador con un primario y un secundario- !a corriente alterna que circula por el devanado del primario induce un flujo magntico que circula por el n- Flujo magntico que circula por el n