CENTRO DE BACHILLERATO TECNOLOGICO industrial y de servicios N°90

-Profesor: Ángel Rodríguez Mariano-Semestre/Grupo: 3° “B”-Materia: MASEUC (Mantenimiento a Sistemas Electrónicos de Uso Comercial)-Tema: Fuentes de Alimentación Conmutadas

Integrantes del Equipo:-Cubillas García Marco Antonio-Pitalua Torres José Manuel-García Mazabas Emanuel-Nieto Pacheco Luis Yair-Lucas Gálvez José Manuel

¿Qué es una Fuente Conmutada? Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que

transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados).

La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias porque tienen muchas pérdidas debido a corrientes de Foucault y sobre todo por las grandes pérdidas por histéresis; hay que recordar que una curva de saturación normal de acero cocido corresponde a un material con característica dura y alta densidad de flujo) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (con diodos rápidos) y filtrados (inductores y condensadores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC).

Diagrama a Bloques de una Fuente Conmutada

Ventajas de las Fuentes Conmutadas

Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento.

 En una alimentación conmutada se rectifica la tensión alterna disponible directamente. Luego, una conmutación electrónica convertirá la tensión continua por activación y desactivación en la tensión con una frecuencia más elevada que la de la red.

El transformador funciona con una frecuencia más elevada que la de la red (más de 20kHz contra 50 ó 60kHz) lo que permite disminuir considerablemente su tamaño.

Por consiguiente las alimentaciones conmutadas son más pequeñas y más ligeras que las alimentaciones lineales. Además poseen un mejor rendimiento.

Mayor frecuencia del ripple de salida, facilitando las tareas de filtrado y reduciendo el tamaño de los elementos requeridos.

El elemento activo de conmutación (transistor o MOSFET), opera entre corte y saturación, reduciendo su disipación de potencia. Rendimientos típicos del 80 al 90% pueden ser fácilmente obtenidos (en oposición al 30 a 40% ofrecido

por las fuentes reguladas linealmente). Adicionalmente las fuentes conmutadas alcanzan su máximo rendimiento a plena carga, en

contraposición de las fuentes convencionales donde su mayor rendimiento se obtiene en vacío. Debido a su reducido volumen y disipación, los elementos activos, pasivos y de disipación son más

pequeños, con el consecuente ahorro en el gabinete, montaje y ventilación. Amplio rango de tensión de entrada. Mediante la variación del ciclo de trabajo, estas variaciones pueden ser fácilmente compensadas.

Desventajas de las Fuentes Conmutadas

Mayor complejidad de diseñoSin embargo, las alimentaciones conmutadas

son más complejas que las alimentaciones lineales y el difícil evitar que este tipo de alimentación genere una interferencia eléctrica. Esta limitación las hace impropias para algunas aplicaciones.

Emisión de señales de interferencia de radiofrecuencia

menor velocidad de respuesta ante bruscas variaciones de carga

Diagrama de Componentes de una Fuente Conmutada

Diagrama de Componentes de una Fuente Conmutada

IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES DEL FILTRO DE RUIDO, RECTIFICADOR, SWICHING Y VOLTAJE DE SALIDA.

Las fuentes conmutadas son convertidores CC-CC, pero del tipo aislado, por lo tanto la corriente de entrada debe ser previamente rectificada y filtrada con una amplitud de ondulación aceptable.

Las fuentes swiching son dispositivos electrónicos que transforman energía eléctrica mediante transistores en conmutación.

El voltaje de salida es controlado mediante el ciclo de trabajo, frecuencia o fase de las conmutaciones. Para esto se requiere de circuitos de comando o control aparte para los transistores, el cual en este trabajo se llama circuito de control.

Fallas Comunes en las Fuentes Conmutadas

1°-Integrado de Oscilación, puede Sufrir un Daño por un Mal Filtraje o una Elevación de Corriente

2°-Una de las fallas más comunes y frecuentes es el cruce (o cortocircuito) del transistor regulador o conmutador, provocado generalmente por un pico en la entrada de línea de AC o por la desvalorización de los filtros electrolíticos en primario de la fuente.

Filtrado secundario dentro de la fuente que ha caído en capacidad de filtrado o simplemente algún filtro explotó. Esto no provoca que haya menos voltaje sino que el mismo carece de continuidad, es decir sufre de RIPPLE.

3°-Mala regulación del voltaje de salida que fluctúa dentro de ciertos márgenes cercanos a los valores nominales. Esto significa que el sistema de regulación de la fuente conmutada ha perdido la capacidad de mantener el voltaje estable. No es como el caso anterior, porque en este tipo de falla el voltaje es continuo y sin RIPPLE. En resumen: La fuente pierde la capacidad de cambiar la frecuencia del circuito primario rápidamente y por ende de ajustar rápidamente los voltajes de salida de acuerdo al consumo que presente la carga en ese momento.

4°-Corrimiento de los voltajes de salida. La fuente regula correctamente, pero lo hace tirando otros voltajes que no son los nominales, TENDIENDO A SUBIR EL VOLTAGE DE SALIDA, porque tiene una mala referencia del voltaje de salida. (normalmente un filtrito chiquito que se hizo percha ubicado en el medio de la plaqueta en uno de los laterales cercano a los disipadores del medio). Es una falla muy peligrosa porque no se detecta hasta que se quema algo o al menos que seas paranoico y te pongas a estudiar los voltajes indicados en la bios o los midas con un tester.

5°-Problemas de arranque, las fuentes (TODAS), tiene un circuito de STANDBY que es una fuente conmutada más chiquita, que aparte de alimentar un pequeño circuito controlador en la fuente PRINCIPAL, también alimenta al standby de la mother.

6°-Se pone en corto algunos de los puentes rectificadores de alto rendimiento del circuito secundario (el de 5v o el de 3.3v GENERALMENTE). Estos son los encargados de convertir a CC la CA que sale del trato conmutador.

Frecuencia de Operación de una Fuente Conmutada

La entrega de energía se hace a través de circuitos que emplean transistores de potencia, los cuales en este trabajo son llamados interruptores de potencia, trabajando en conmutación a altas frecuencias, (entre 20 Khz y varios Mhz dependiendo del diseño de la fuente).

Instrumentos Requeridos para la Reparación de Fuentes Conmutadas

Elementos necesarios:1.- Multímetro  o "tester"2.- Transformador 220V-220V o 110V-110V3.- Lámpara serie 100w.4.- Soldador o cautín aproximadamente de 40w.5.- Estaño y demás elementos para desoldar y soldar

Equipos Electrónicos que Emplean Fuentes Conmutadas