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LW1DSE > TECH 03.09.17 21:57l 100 Lines 6059 Bytes #999 (0) @ WW
BID : 127-LW1DSE
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Subj: Fuentes Conmutadas #1 [CP437]
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º FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS º
º Por Osvaldo LW1DSE º
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En esta serie de art¡culos tratar‚ de difundir someramente el princi-
pio b sico de las fuentes de alimentaci¢n 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¢n inherente
del c¢digo ASCII correspondiente al c¢digo de p gina CP 437. Es preferible
que sean visualizados en mode de pantalla 80,50. Apelo, por lo tanto a la
imaginaci¢n del lector para interpretar los mismos. Obviamente, ser n bienve_
nidas las sugerencias y correcciones hechas por los colegas radioaficionados.
1) Introducci¢n.
La fuente de alimentaci¢n conmutada, (SMPS por sus siglas del ingl‚s
Switch Mode Power Supply) nacen como consecuencia de dos necesidades: reducir
el tama¤o 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¢viles y port tiles, alimentados a pilas
o bater¡as recargables, donde los recursos son limitados en duraci¢n y tama¤o.
Por sobre estas dos premisas, sobrevuela, como siempre, el problema de los
costos de fabricaci¢n.
Los reguladores lineales tradicionales, s¢lo 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¢n entre
la entrada y la salida en calor; los reguladores SMPS simplemente no utilizan
la energ¡a excedente, por lo cual la temperatura de funcionamiento es siempre
menor y por lo tanto los discipadores son de menor tama¤o que en las lineales,
entonces los costos y el tama¤o de los equipos son siempre menores. Por otro
lado, menor temperatura casi siempre implica mayor confiabilidad, y menor
envejecimiento de los materiales.
Los reguladores lineales ya han sido implementados con anterioridad
utilizando v lvulas termoi¢nicas, para lo cual se hab¡an dise¤ado algunas
especiales para esa tarea, tal como la 6AS7 doble triodo de bajo æ y alta
corriente da c todo, al mismo tiempo exist¡an v lvulas reguladoras gaseosas
como las VR90, VR105 y VR150, suerte de `Zener' de aquellos tiempos.
En las fuentes lineales, en la mayor¡a de los casos, se necesita
reducir la tensi¢n de entrada al regulador, mediante un transformador operado
desde los 50 Hz de la l¡nea de canalizaci¢n. En el caso de necesitar m s de
una tensi¢n 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 £nica tensi¢n de salida, uno de ellos exclusivamente para alimentar al
propio regulador. Dado que el volumen de n£cleo de hierro en un transformador
es inversamente proporcional a la frecuencia, si se aumenta la frecuencia de
trabajo, cae el tama¤o de n£cleo necesario para hacer pasar la potencia nece-
saria para la carga. Al reducir la secci¢n 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 reguladas por l¡nea 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¢n de unos 2000æF por cada amper
de carga, y para usos normales, de unos 1000æF por amper. A medida que los
consumos se elevan, para mantener una buena tensi¢n 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¤o, los costos y el peso son a£n mayores.
Todos estos factores hicieron que se dejen completamente de lado los
reguladores lineales, salvo en casos de regulaci¢n local, 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¤os hacen injustificable una regulaci¢n tipo
lineal.
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º Redacci¢n y dibujos en ASCII por LW1DSE Osvaldo F. Zappacosta. º
º Barrio Garay, Almirante Brown (1846), Buenos Aires, Argentina. º
º Realizado con Editor de Texto de MSDOS 7.10's (edit.com) en mi AMD's 80486.º
º 26 de mayo de 2012. º
º Revisado y actualizado 27 de agosto de 2017. º
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Fin del cap¡tulo #1.
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º Osvaldo F. Zappacosta. Barrio Garay (GF05tg) Alte. Brown, Bs As, Argentina.º
º Mother UMC æPC:AMD486@120MHz 32MbRAM HD SCSI 8.4Gb MSDOS 7.10 TSTHOST1.43C º
º 6 celdas 2V 150AH. 18 paneles solares 10W. º
º lw1dse@yahoo.com ; lw1dse@gmail.com º
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