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HP2BWJ > TECH 17.12.17 01:56l 87 Lines 5336 Bytes #999 (0) @ CEAM
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Subj: FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS
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愔种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种
FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS
Por Osvaldo LW1DSE
灾种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种
En esta serie de art璫ulos tratar' de difundir someramente el princi-
pio b sico de las fuentes de alimentaci絥 conmutadas. Tratar' en lo posible
de reducir la cantidad de matem ticas necesarias para entender los textos, y
los gr ficos ser n aproximados, teniendo en cuenta la limitaci絥 inherente
del c絛igo ASCII correspondiente al c絛igo de p gina CP 437. Apelo, por lo
tanto a la imaginaci絥 del lector para interpretar los mismos. Obviamente,
ser n bienvenidas las sugerencias y correcciones hechas por los colegas radio-
aficionados.
1) Introducci絥.
La fuente de alimentaci絥 conmutada, (SMPS por sus siglas del ingl's
Switch Mode Power Supply) nacen como consecuencia de dos necesidades: reducir
el tama蟧 requerido para la fuente en los distintos tipos de equipos electr-
nicos, y por otro lado aumentar la eficiencia de las mismas, teniendo en
cuenta prioritariamente los equipos m絭iles y port tiles, alimentados a pilas
o bater璦s recargables, donde los recursos son limitados en duraci絥 y tama蟧.
Por sobre estas dos premisas, sobrevuela, como siempre, el problema de los
costos de fabricaci絥.
Los reguladores lineales tradicionales, s絣o pueden entregar tensiones
inferiores a las de entrada, mientras que los conmutados pueden entregar vol-
tages menores o mayores que los de entrada e incluso de polaridad inversa con
respecto a 'sta, con la sola diferencia de realinear los mismos componentes.
Mientras que los reguladores lineales hacen uso de una resistencia
variable (transistor de paso), transformando la diferencia de tensi絥 entre
la entrada y la salida en calor; los reguladores SMPS simplemente no utilizan
la energ璦 excedente, por lo cual la temperatura de funcionamiento es siempre
menor y por lo tanto los discipadores son de menor tama蟧 que las lineales,
entonces los costos y el tama蟧 de los equipos son siempre menores. Por otro
lado, menor temperatura casi siempre implica mayor confiabilidad, y menor
envejecimiento de los materiales.
Las reguladores lineales ya han sido implementados con anterioridad
utilizando v lvulas termoi絥icas, para lo cual se hab璦n dise蟖do algunas
especiales para esa tarea, tal como la 6AS7 doble triodo de bajo y alta
corriente da c todo, al mismo tiempo exist璦n v lvulas reguladoras gaseosas
como las VR90, VR105 y VR150, suerte de `Zener' de aquellos tiempos.
En las fuentes lineales, en la mayor璦 de los casos, se necesita
reducir la tensi絥 de entrada al regulador, mediante un transformador operado
desde los 50 Hz de la l璶ea de canalizaci絥. En el caso de necesitar m s de
una tensi絥 de salida, se necesita imperiosamente un regulador por cada una
de ellas con, en algunos casos, un devanado independiente para cada salida.
Algunos circuitos antiguos, inclusive utilizaban 2 bobinados para entregar
una 渘ica tensi絥 de salida, uno de ellos exclusivamente para alimentar al
propio regulador. Dado que el volumen de n渃leo de hierro en un transformador
es inversamente proporcional a la frecuencia, si se aumenta la frecuencia de
trabajo, cae el tama蟧 de n渃leo necesario para hacer pasar la potencia nece-
saria para la carga. Al reducir la secci絥 de hierro, simult neamente se
reduce la cantidad de espiras que se tienen que colocar dentro de 'l, con lo
cual la cantidad de cobre, el peso, y el costo se ven severamente reducidos.
En las SMPS, no siempre es necesario utilizar bobinados independientes, m s
bien son derivaciones en el bobinado; y por otro lado basta un solo regulador
conmutado para generar 4, 5, o m s tensiones bien regualadas por l璶ea y por
carga, como es el caso de las PC y los monitores.
Por otro lado, es bien sabido que para usos de audio, en general se
toman para las capacidades, una aproximaci絥 de unos 2000慒 por cada amper
de carga, y para usos normales, de unos 1000慒 por amper. A medida que los
consumos se elevan para mantener una buena tensi絥 de salida, se hacen
imperiosos enormes capacitores de filtrado. Eventualmente, y en casos
especiales, se recurre al uso de filtros con inductores de entrada, con lo
cual el tama蟧, los costos y el peso son a渘 mayores.
Todos estos factores hicieron que se dejen completamente de lado los
reguladores lineales, salvo en casos de regulaci絥 local, en donde las
potencias puestas en juego son de alrededor del watt. Donde las potencias ya
superan los 5 o 10 watt, los costos y los tama蟧s hacen injustificable una
regulaci絥 lineal.
愔种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种种织
Redacci絥 y dibujos en ASCII por LW1DSE Osvaldo F. Zappacosta.
Barrio Garay, Almirante Brown (1846), Buenos Aires, Argentina.
Realizado con Editor de Texto de MSDOS 7.10's (edit.com) en mi AMD's 80486.
26 de mayo de 2012.
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