Fuentes Conmutadas

PROGRAMA DE FORMACIÓN IMPLEMENTACION Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS
ELECTRONICOS INDUSTRIALES. FICHA N°2184143

FASE DEL PROYECTO: ANALISIS Y DIAGNOSTICO
COMPETENCIA: MANTENER SISTEMAS ELECTRÓNICOS ANÁLOGOS DE ACUERDO CON LOS PROCEDIMIENTOS
ESTABLECIDOS
RESULTADO (S) DE APRENDIZAJE: RAE2. IMPLEMENTAR CIRCUITOS CONVERTIDORES DE CORRIENTE

ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA APLICANDO HERRAMIENTAS INFORMÁTICAS DE SIMULACIÓN,
CONCEPTOS DE RECTIFICACIÓN, ESTABILIZACIÓN Y CONTROL DE LA CORRIENTE SIGUIENDO NORMAS
TÉCNICAS VIGENTES, DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y SALUD
ACTIVIDAD (ES) A DESARROLLAR: CONOCER EL FUNCIONAMIENTO DE UNA FUENTE CONMUTADA .
FUENTE DE ALIMENTACIÓN CONMUTADA
El principal objetivo de una fuente de
alimentación es proporcionar un
valor de tensión adecuado para el
funcionamiento de cualquier
dispositivo.
La fuente de alimentación se encarga
de convertir la entrada de tensión
alterna de la red en una tensión
continua y consta de varias etapas
que son: Transformación,
rectificación, filtrado y regulación
Puntos a desarrollar para apropiarse del conocimiento de las fuentes conmutadas.

PAGINAS TITULO
12 ¿COMO FUNCIONAN LAS FUENTES CONMUTADAS?,
ETAPAS
24 FILTRO EMC
32 CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA
49: INCISOS: 6.1-6.2-6.3 TRANSISTOR: INVERTER, TRANSISTOR,
67: INCISOS: 9,10,11,11.1,11.2,11.3, 11.4,11.5 RECTIFICADOR SECUNDARIO
1.VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS FUENTES CONMUTADAS

2.PRINCIPALES DIFERENCIAS CON RESPECTO A LAS FUENTES LINEALES
Solución
1: Al aumentar tanto la frecuencia, reducimos las pérdidas y conseguimos reducir el tamaño del transformador,
y con ello su peso y volumen. En este tipo de fuentes, la corriente se convierte de alterna a continua, después
otra vez a alterna con una frecuencia distinta a la anterior, y seguidamente vuelve a transformarse en continua.
Por eso muchos equipos basados en fuentes conmutadas son conocidos como inversores o inverters. Un claro
ejemplo serían las máquinas de soldadura al arco. Los equipos que usan transformadores lineales
(prácticamente han desaparecido) pesan muchísimo más que los de tipo inverter, que no es más que una fuente
de alimentación conmutada, adaptada a las características de este tipo de máquinas. En un variador de
velocidad, el funcionamiento es muy similar. Regulando la frecuencia de la corriente modificamos la velocidad
del motor
2: EMC son las siglas de compatibilidad electromagnética. La legislación industrial, como en el caso europeo
hace la Directiva 2004/108/CE, obliga a todos los equipos eléctricos a cumplir una serie de requisitos.
Básicamente, se trata de que cada aparato sea inmune a los problemas electromagnéticos de la red eléctrica, y a
su vez no emita interferencias a través de ésta. Es decir, que el equipo quede aislado en ambos sentidos, en lo
que se refiere a ruido electromagnético
3: En la corrección de factor de potencia la corriente alterna, la tensión y la intensidad tienen formas de onda
independientes. La tensión depende de la red, pero la intensidad varía en función del consumo del circuito
conectado. Cuando conectamos una lámpara incandescente o una resistencia a la red, las formas de onda de la
corriente y la tensión son muy similares, variando únicamente su amplitud. Las cargas resistivas son lineales, es
decir que su consumo es proporcional a la tensión aplicada, porque la resistencia es fija. Sin embargo, es
habitual que las cargas no sean puramente resistivas, y por lo tanto el consumo no sea lineal.
4:6.1=Un inverter es un convertidor de corriente continua a corriente alterna. Justo lo contrario que el diodo.
6.2=En lugar de un interruptor, usamos un transistor, que permite trabajar a grandes velocidades, pudiendo
cambiar su estado en pocos nanosegundos.
6:3=Cuando el transistor deja de conducir, la corriente no desaparece inmediatamente. El bobinado del

transformador se descarga, devolviendo la corriente en sentido contrario. Esto puede provocar problemas en el
transistor, por lo que es necesario controlar y amortiguar esa corriente. Para solucionarlo se utilizan varios
componentes, conocidos como red snubber (amortiguador en inglés). 52 Se trata de un filtro RC y un diodo que
permiten el paso de las altas frecuencias, y por lo tanto el pico de descarga del transformador.
5: 9; Al igual que ocurría en el rectificador del primario, donde convertíamos 230Vac en unos 320Vac,
utilizaremos un diodo para convertir la corriente alterna en corriente pulsante En esta ocasión no nos importa
tanto si usamos un rectificador de media onda o un rectificador de onda completa. El motivo es que esta
corriente es de alta frecuencia. Esto quiere decir que los pulsos estarán mucho más juntos, y será muy fácil
filtrarlos para conseguir una corriente continua
5:10; Tal como ocurre con el rectificador del primario, a la salida también es necesario montar un componente
que suavice el rizado. Como ya he dicho, con un condensador de poca capacidad es suficiente. Precisamente por
la facilidad de filtrar el rizado, también se utilizan bobinas en serie. Las bobinas presentan una serie de ventajas,
entre las que podemos destacar estas
 Se puede fitrar una gran corriente aumentando la sección del hilo que forma la bobina (figura 16).
 No hay desgaste, como ocurre en los condensadores electrolíticos.
 No se ven afectadas por las altas temperaturas
5:11; La última etapa de una fuente de alimentación conmutada es la que controla la regulación de tensión,
también llamada retroalimentación (feedback), o amplificador de error. El funcionamiento de esta etapa es muy
básico, pero resulta bastante confuso por la forma de explicarlo en los libros de texto y datasheet de fabricantes
5:11.1; En las fuentes SMPS la tensión de salida depende de varios factores. Cuando se conecta una carga que
consume mucha corriente, la tensión de la fuente cae. Igualmente, cuando la carga disminuye, la tensión
aumenta de nuevo. Si la carga no es estable, como ocurre habitualmente, hay que mantener la tensión
constante, para evitar problemas de funcionamiento y averías.
5:11.2; En una fuente de alimentación lineal, la tensión de salida se regula mediante circuitos integrados
estabilizadores de tensión, o diodos zener en aplicaciones más básicas. En muchos circuitos no se requiere
demasiada precisión, por lo que ni siquiera se usan componentes específicos. La tensión de salida es la que
entrega el transformador, una vez rectificada por los diodos y filtrada por el condensador. En una fuente de
alimentación conmutada no sirve este planteamiento, y se hace de una forma totalmente distinta. La solución es
muy básica. Se mide la tensión en la salida de la fuente y se varía la señal PWM para aumentarla o disminuirla
según se requiera. Es fácil decirlo, pero hacerlo es otra historia. El principal problema es que el regulador PWM
está en el primario, con tensiones de más de 300V, y queremos medir la tensión en el secundario, que suele ser
de pocos voltios
5:11.3; Un optoacoplador es un circuito integrado que contiene un diodo led y un fototransistor. Cuando
aplicamos tensión al led, éste se ilumina, activando el fototransistor que entra en conducción. Ambos
componentes "se ven pero no se tocan", es decir que el led transmite luz al fototransistor, pero no hay contacto
físico ni eléctrico entre ellos. Al estar los componentes aislados eléctricamente, los circuitos conectados en cada
lado permanecen separados
5:11.4; Un circuito integrado que incorpora varios elementos. Debido a su bajo coste y a su precisión, es el
componente más habitual para esta aplicación
5:11.5;Un circuito de regulación actua como un divisor de tensión. Si, por ejemplo, la tensión de salida de la
fuente debe ser de 5V, R2 y R3 tendrán valores idénticos, para que en el pin REF la tensión sea igual a 2,5V.
Cuando la tensión entre + y - sea mayor de 5V, la tensión en REF también será mayor que 2,5V, por lo que el
TL431 dejará pasar corriente a través de R1 y del led del optoacoplado
6: Ventajas y desventajas de las fuentes conmutadas...
Ventajas:
• La eficiencia de las fuentes conmutadas está comprendida entre el 68 y el 90%, esto hace reducir el costo.
• Se puede variar la relación de transformación funcionando como reductor, elevador, o inversor de tensión.
• No es necesario el uso del transformador de línea, ya que el elemento de transferencia de energía lo puede
reemplazar.
Desventaja:
• Su diseño más elaborado.
• El ruido es mayor que el de las fuentes lineales.
• Le lleva mayor tiempo de restablecimiento al circuito para soportar variaciones en la entrada. En general las
fuentes conmutadas ofrecen una mejor eficiencia, aunque un ruido considerable a la salida puede llegar a
afectar equipos delicados a diferencia de la fuente lineal, que nos proporciona una salida de voltaje estable y sin
ruido.
7: Las fuentes de alimentación lineales de calidad suprimirán la ondulación mucho mejor. En cambio,

las fuentes conmutadas no exhiben generalmente la ondulación en la frecuencia de la alimentación,
sino salidas generalmente más ruidosas a altas frecuencias

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RESULTADO (S) DE APRENDIZAJE: RAE2. IMPLEMENTAR CIRCUITOS CONVERTIDORES DE CORRIENTE

Puntos a desarrollar para apropiarse del conocimiento de las fuentes conmutadas.

1.VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS FUENTES CONMUTADAS

6:3=Cuando el transistor deja de conducir, la corriente no desaparece inmediatamente. El bobinado del

 No hay desgaste, como ocurre en los condensadores electrolíticos.

 No se ven afectadas por las altas temperaturas

6: Ventajas y desventajas de las fuentes conmutadas...

• Su diseño más elaborado.

• El ruido es mayor que el de las fuentes lineales.

7: Las fuentes de alimentación lineales de calidad suprimirán la ondulación mucho mejor. En cambio,

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