Fuentes de Alimentacin Conmutadas

Fuentes de Alimentacin ConmutadasEOS

Ciclo superior de telecomunicaciones e informtica. CURSO: 2014/2015NDICE

1. INTRODUCCIN2. EN QU CONSISTE LA CONMUTACIN?3. FUENTE DE ALIMENTACIN CONMUTADA: QU ES?4. FUNCIONAMIENTO DE UNA FUENTE CONMUTADA5. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS FUENTES DE ALIMENTACIN CONMUTADAS6. BIBLIOGRAFA

1. INTRODUCCINUna fuente de alimentacin se puede definir como un aparato electrnico modificador de la electricidad que convierte la tensin alterna en una tensin continua.Si nos remontamos por un momento en la historia podemos recodar que en la industria no se contaba con equipos elctricos, luego se empezaron a introducir dispositivos elctricos no muy sofisticados (por lo que no eran muy sensibles a sobretensiones) y luego llegaron los equipos ms modernos que necesitaban de bajos voltajes y por lo tanto eran muy sensibles a sobretensiones, cambios bruscos o ruido en las tensiones de alimentacin. Por ello se inici la construccin de fuentes de alimentacin que proporcionaran el voltaje suficiente de estos dispositivos y que garantizaran la estabilidad de la tensin que ingresa al equipo.Actualmente, la mayora de los equipos electrnicos funcionan con corriente continua: la fuente de alimentacin es el dispositivo que convierte la corriente alterna en corriente continua en los niveles requeridos por el circuito electrnico a alimentar.Podemos distinguir esencialmente dos tipos de fuentes de alimentacin: La fuente de alimentacin conmutada La fuente de alimentacin linealesEvidentemente, cada una de ellas presentar sus propias ventajas y desventajas, seleccionando una u otra en funcin del uso final al que se destinan, es decir, segn los requerimientos de estabilidad y rendimiento que tenga la carga a alimentar.En las aplicaciones actuales, por ejemplo en la ingeniera de control, es esencial tomar la decisin adecuada en cuanto a la seleccin y la planificacin de la fuente de alimentacin. Una conexin o un dimensionado incorrectos de la fuente de alimentacin pueden afectar gravemente a la seguridad y/o la disponibilidad de toda la instalacin.En el presente trabajo nos centraremos en el estudio de las fuentes de alimentacin conmutadas.2. EN QU CONSISTE LA CONMUTACIN?La conmutacin es un proceso de direccionar una corriente o interrumpirla si es el caso; este tipo de conmutacin se encuentra en muchos dispositivos electrnicos los cuales pueden ser manuales mediante una palanca o componentes como transistores, tiristores, los triac, entre otros, permitiendo as el funcionamiento requerido por el fabricante con respecto a las necesidades de su aparato.

3. FUENTE DE ALIMENTACIN CONMUTADA: QU ES?La fuente de alimentacin conmutada es aquella que se encarga de suministrar la corriente a un aparato electrnico. Su objetivo es rectificar la corriente de entrada AC y darle una salida CC/DC que ser la requerida para dicho funcionamiento del aparato. Se dice que es una fuente conmutada ya que su voltaje no es uno solo y a diferencia de la fuente lineal esta fuente conmutada entrega varios voltajes que se requieren para la alimentacin de cada una de las etapas del funcionamiento de dicho artefacto.Las fuentes conmutadas utilizan un principio similar a las fuentes lineales, aunque con diferencias importantes. Las primeras aumentan la frecuencia de la corriente, que pasa de oscilar a 50/60 Hz a ms de 100 kHz, dependiendo del sistema conmutado.Las ventajas que presenta aumentar la frecuencia son que reducimos las prdidas y conseguimos reducir el tamao del transformador y, por tanto, su peso y volumen.4. FUNCIONAMIENTO DE UNA FUENTE CONMUTADAEsta fuente de alimentacin podemos dividirla en varios bloques o etapas, donde cada una de ellas cumple una funcin.Para explicar su funcionamiento, partiremos del siguiente diagrama de bloques que representa el funcionamiento de los sistemas ms comunes.Filtro deentrada

CorreccinFactor de potenciaRectificacin de entradaFiltro de lneaProteccinEntrada AC

Conmutacin

Control

Optoaclopador

SalidaDCFiltrode salida

Rectificacin De salida

Etapatransformadora

Diagrama de bloques del funcionamiento de una fuente conmutada

A. Etapa de proteccinEsta etapa se encarga de proteger la fuente en caso de que ocurra algn problema, ya sea interno o no de la fuente. Est constituida por un fusible y un termistor.

Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variacin de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. Existen dos tipos de termistores: NTC (Negative Temperature Coefficient) y PTC (Positive Temperature Coefficient), de coeficientes de temperatura negativo y positivo respectivamente.B. Etapa de filtro de lneaSu funcin es eliminar el ruido en la red elctrica. Esta etapa normalmente no da problemas. Este bloque lo constituye un filtro LC (bobina-capacitor)

Figura 1. Esquema circuital de un filtro de lnea

Un filtro de lnea protege, tal como ya se ha indicado, contra ruidos elctricos y contra sobretensiones transitorias. Protege contra los ruidos elctricos en base a 2 mecanismos simultneos: Mediante un elemento en serie con la lnea (denominado inductancia) en el cable del vivo, frena el pasaje de la corriente de alta frecuencia hacia la carga.

Mediante otro elemento conectado a la salida entre vivo y neutro (un capacitor en serie con una pequea resistencia), se logra que lo que ha logrado pasar desde la entrada a travs del primer elemento, circule a travs de l y se derive desde el vivo al neutro, dejando solo una cantidad residual muy pequea que pueda pasar a la salida sin producir ningn dao al equipo protegido. Pero si desde la entrada proviene una sobretensin muy elevada, que ya el filtro no puede frenar, se coloca a la salida un elemento llamado varistor que tiene la propiedad de enclavar la tensin entre sus bornes en un valor mximo admisible para las cargas conectadas a la salida del filtro. Este varistor absorbe la energa sobrante en forma de calor. Un filtro de lnea muy completo debe tener filtros RC y varistores tambin entre vivo y tierra y entre neutro y tierra.C. Etapa rectificadora de entradaEst constituida por lo que se conoce como un puente de diodos (circuito conformado por 4 diodos o un integrado), el cual se utiliza como rectificador. El hecho de que se encuentren los diodos encapsulados en un mismo componente facilita la fabricacin y la disipacin de la temperatura. Es fcil encontrar circuitos donde el puente rectificador est formado por diodos individuales; no obstante, el funcionamiento elctrico es idntico.Este componente slo deja pasar la corriente en un sentido, de modo que convierte la onda alterna de entrada en una seal positiva pulsante, es decir, que oscila igual que la corriente alterna pero en un nico sentido; este es el primer paso para obtener una seal continua a partir de una alterna. Figura 2. Puente rectificador de onda completa, con condensador electroltico

En la Fig. 2 hay cuatro diodos, que permiten que durante un semiciclo la corriente pase por dos de ellos, y en el semiciclo contrario pase por los otros dos. As se aprovecha la corriente en un rectificador de onda completa. El esquema es el mismo si se utiliza un puente rectificador o cuatro diodos individuales.Tambin en algunas fuentes de alimentacin se utiliza el rectificador de media onda cuando stas son de muy poca intensidad, o donde se precisen muy pocos componentes (por motivos econmicos o de espacio).D. Correccin del factor de potencia

Cada vez ms, las fuentes de alimentacin conmutadas son diseadas con una etapa de correccin de factor de potencia (PFC) Activa. Esto se debe principalmente para cumplir las nuevas regulaciones dirigidas para contrarrestar el contenido armnico que la corriente de la carga inyecta en las lneas de energa. Tanto los usuarios como las compaas se benefician del PFC, al igual que el medio ambiente.

El Factor de Correccin de Potencia (PFC) puede ser definido como la reduccin del contenido armnico, y/o el alineamiento del ngulo de la fase de la corriente de entrada de modo que est en fase con el voltaje de lnea. Matemticamente, el Factor de Potencia (PF) es igual al cociente de la potencia activa (potencia real aprovechada por los equipos conectados) y la potencia aparente (potencia consumida de la red elctrica). El concepto bsico es hacer que la entrada parezca una resistencia pura. Las resistencias tienen un factor de potencia de 1 (unidad). Esto permite que el sistema de la distribucin de energa funcione en la eficacia mxima, lo que reduce el consumo de energa.

Las fuentes de alimentacin sin PFC utilizan un filtro capacitivo en la entrada de la AC. Esto da lugar a la rectificacin de la lnea de la AC; causa altos picos de corriente en las crestas de Tensin Alterna. Estos picos de corrientes no lineales conducen a unas excesivas cadas de voltaje en el cableado y a problemas de desequilibrio en las fuentes de alimentacin trifsicas. La energa potencial de la lnea de alterna no se utiliza al completo. Los picos de corriente no lineales tambin distorsionan el voltaje de la salida y crean armnicos. Hay un estndar internacional para los armnicos que controlan (IEC100-3-2) y el PFC es obligatorio para los aparatos electrodomsticos que consumen 70W o ms energa en las naciones del EU en fecha enero de 2001.

Los circuitos PFC estn clasificados en 2 tipos, Activos y Pasivos:

El PFC Pasivo utiliza elementos pasivos tales como un ncleo de ferrita en la entrada de la fuente para crear una reactancia que contrarreste. Aunque se puede aadir fcilmente al circuito existente, sin mucha modificacin, el factor de la potencia es bajo (60-80%), la entrada de la AC se debe seleccionar (115VAC/230VAC), y los armnicos producidos de la diferencia entre la capacitancia y la inductancia son difciles de controlar. El ruido electromagntico puede resultar significativo.

El PFC Activo utiliza tecnologa reguladora de conmutacin con los elementos activos tales como IC, FET y diodos, para crear un circuito de PFC. Este circuito tiene un factor de potencia terico de aproximadamente el 95%, reduce armnicos totales perceptiblemente, y ajusta automticamente la tensin de entrada. Sin embargo, requiere un filtro EMI Complejo y un circuito de entrada de la fuente, y es ms costoso construir.

Hay mitos sobre la correccin de factor de energa que continan siendo propagados. Abordemos el ms comn que resulta de nuestro inters:

Hace el PFC una fuente de alimentacin ms eficiente?

No, la correccin del factor de potencia es aplicada generalmente por un circuito de entrada, que usa una cantidad pequea de la energa de entrada. Con dos fuentes de alimentacin que sean idnticas, equipar uno de PFC causar una cada tpica de la eficacia entorno al 2~4%. Muchas fuentes de alimentacin que tienen PFC activo tambin tienen una alta eficiencia, mientras que el PFC Activo se encuentra generalmente en fuentes de alimentacin de ms alta calidad, aunque los dos hechos no estn intrnsecamente relacionados.

E. Etapa de filtro de entradaLa conforman dos capacitores electrolticos. Estos se encargan de disminuir el rizado de la seal proveniente de la etapa rectificadora, obteniendo una seal casi continua. Para hacer esto, almacena la carga elctrica y la entrega cuando es necesario. Cerca de los condensadores hay una resistencia de potencia, a la cual se le conoce como bleeder. Cuando se apaga el aparato, esta resistencia descarga lentamente los capacitores para prevenir posibles roturas de estos. Qu es un capacitor electroltico?Bsicamente, un condensador o capacitor, en su expresin ms simple, est formado por dos placas metlicas (conductoras de la electricidad) enfrentadas y separadas entre s por una mnima distancia, y un dielctrico, que se define como el material no conductor de la electricidad (aire, mica, papel, aceite, cermica, etc.) que se encuentra entre dichas placas. La magnitud del valor de capacidad de un capacitor es directamente proporcional al rea de sus placas e inversamente proporcional a la distancia que las separa. Es decir, cuanto mayor sea el rea de las placas, mayor ser el valor de capacidad, expresado en millonsimas de Faradios [F], y cuanto mayor sea la distancia entre las placas, mayor ser la aislacin o tensin de trabajo del capacitor, expresadas en unidades de Voltios, aunque el valor de capacidad disminuye proporcionalmente cuanto ms las placas se separan.Dentro de la gran variedad de tecnologas de fabricacin de capacitores, los electrolticos son los de mayor capacidad, debido a que se recurre a reducir la separacin entre las placas, a aumentar el rea enfrentada de las mismas y a la utilizacin de un dielctrico de elevada constante dielctrica.Los condensadores o capacitores electrolticos deben su nombre a que el material dielctrico que contienen es un cido llamado electrolito y que se aplica en estado lquido. La fabricacin de un capacitor electroltico comienza enrollando dos lminas de aluminio separadas por un papel absorbente humedecido con cido electroltico. Luego se hace circular una corriente elctrica entre las placas para provocar una reaccin qumica que producir una capa de xido sobre el aluminio, siendo este xido de electrolito el verdadero dielctrico del capacitor. Para que pueda ser conectado en un circuito electrnico, el capacitor llevar sus terminales de conexin remachados o soldados con soldadura de punto. Por ltimo, todo el conjunto se insertar en una carcasa metlica que le dar rigidez mecnica y se sellar hermticamente, en general, con un tapn de goma, que evitar que el cido se evapore en forma precoz.

En qu consiste el Rizado?

Como se puede adivinar, realmente no hemos convertido la corriente alterna en una verdadera corriente continua. En una grfica, la corriente continua es una seal totalmente horizontal, sin altibajos.

A estos altibajos le llamamos rizado. Cuanto menor sea este rizado, ms se parecer la seal a una corriente continua, y por tanto ser de mejor calidad.

Figura 3. Forma de una corriente continua con rizado

Hay varias formas de reducir o eliminar el rizado: Aumentando la capacidad del condensador, la cada de la corriente es ms lenta, por lo que la curva se suaviza.

Aadiendo una bobina en serie. La bobina en serie se comporta igual que un condensador en paralelo, de modo que se refuerza este efecto.

Utilizando un estabilizador a una tensin menor. Si aadimos un elemento semiconductor que elimine la parte alta de la onda conseguimos una corriente continua perfecta, aunque tendr una tensin menor. En esta etapa de las fuentes conmutadas no se suelen utilizar estabilizadores.

Averas tpicas en esta etapa

Los condensadores electrolticos se deterioran con el paso del tiempo, sobre todo si estn expuestos a altas temperaturas o a condiciones elctricas desfavorables. Cuando el condensador se degrada va perdiendo capacidad. Esto supone que el rizado aumenta.

Normalmente, al disear una fuente se prev que el condensador ir perdiendo capacidad, por lo que se sobredimensiona. Sin embargo, llega un punto en el que el rizado es tan alto que afecta al funcionamiento del circuito, provocando fallos.

Figura 4. Rizado elevado, debido al desgaste del condensador

Para medir el estado de un condensador, suele ser suficiente con un capacmetro. Muchos multmetros incorporan esta funcin. El capacmetro indica la capacidad real del condensador, y debe corresponderse con su valor nominal, indicado en su encapsulado. Si la capacidad es inferior a la marcada, hay que sustituirlo.

En circuitos ms sensibles es necesario usar otro tipo de equipos, como los medidores de ESR (resistencia serie equivalente). Un condensador deja circular la corriente alterna a travs suyo. Inyectando corriente alterna de alta frecuencia y midiendo la resistencia que presenta se puede conocer la calidad del condensador. Si un condensador aparenta tener su capacidad nominal, pero la ESR es mayor de varios ohmios, se recomienda reemplazarlo.

En los casos en que el condensador est muy deteriorado, suele verse la tapa superior abultada o agrietada. Si es as, no hace falta medir el componente. Debe ser sustituido directamente.Figura 5. Condensadores hinchados

Con un osciloscopio es fcil diagnosticar el estado de un condensador.

F. Etapa conmutadoraEst constituida por los dos dispositivos que le confieren a la fuente el nombre de switching o conmutada: dos transistores de potencia.Estos dispositivos se encargan de convertir la seal casi continua proveniente de los capacitores nuevamente en una seal alterna, pero con una frecuencia mayor (50 Hz de la red elctrica en aproximadamente 18000 Hz).

Para generar la corriente alterna, lo que hacemos es cortar y dejar pasar corriente muchas veces por segundo. Podemos imaginar un interruptor que se conecta y desconecta constantemente. El resultado es una forma de onda rectangular.En lugar de un interruptor, usamos un transistor, que permite trabajar a grandes velocidades, pudiendo cambiar su estado en pocos nanosegundos.En la prctica, los transistores utilizados suelen ser MOSFET e IGBT, porque sus caractersticas son ms apropiadas que los transistores bipolares.Figura 6. Tiempos de conmutacin

Cuando el transistor est en saturacin o en corte las prdidas son despreciables. Pero si tenemos en cuenta los efectos de retardo de conmutacin, al cambiar de un estado a otro se produce un pico de potencia disipada, ya que en esos instantes el producto IC x VCE va a tener un valor apreciable, por lo que la potencia media de prdidas en el transistor va a ser mayor. Estas prdidas aumentan con la frecuencia de trabajo, debido a que al aumentar sta, tambin lo hace el nmero de veces que se produce el paso de un estado a otro.Podremos distinguir entre tiempo de excitacin o encendido (ton) y tiempo de apagado (toff). A su vez, cada uno de estos tiempos se puede dividir en otros dos.Tiempo de retardo (Delay Time, td): Es el tiempo que transcurre desde el instante en que se aplica la seal de entrada en el dispositivo conmutador, hasta que la seal de salida alcanza el 10% de su valor final.Tiempo de subida (Rise time, tr): Tiempo que emplea la seal de salida en evolucionar entre el 10% y el 90% de su valor final.Tiempo de almacenamiento (Storage time, ts): Tiempo que transcurre desde que se quita la excitacin de entrada y el instante en que la seal de salida baja al 90% de su valor final.Tiempo de cada (Fall time, tf): Tiempo que emplea la seal de salida en evolucionar entre el 90% y el 10% de su valor final.Por tanto, se pueden definir las siguientes relaciones:

Es de hacer notar el hecho de que el tiempo de apagado (toff) ser siempre mayor que el tiempo de encendido (ton).Los tiempos de encendido (ton) y apagado (toff) limitan la frecuencia mxima a la cual puede conmutar el transistor:

G. Etapa transformadoraEst constituida por un transformador (o Chopper); este transformador tiene varios bobinados para generar las diferentes tensiones de la fuente de alimentacin.Otra funcin que cumple es la de separar elctricamente a las etapas de las de salida, siendo un acople de stas del tipo magntico.

El trasformador reduce la tensin de red (generalmente 220 120 V) a otra tensin ms adecuada para ser tratada. Solo es capaz de trabajar con corrientes alternas, esto quiere decir que la tensin de entrada ser alterna y la de salida tambin.Consta de dos arroyamientos sobre un mismo ncleo de hierro, ambos arroyamientos, primario y secundario, son completamente independientes y la energa elctrica se transmite del primario al secundario en forma de energa magntica a travs del ncleo.La bobina que recibe la corriente es denominada bobinado primario, mientras que la que genera la corriente se denomina bobinado secundario. La corriente que circula por el arrollamiento primario (el cual est conectado a la red), genera una circulacin de corriente magntica por el ncleo del transformador. Esta corriente magntica ser ms fuerte cuantas ms espiras (vueltas) tenga el arroyamiento primario. Si se acercara un imn a un transformador en funcionamiento, se notara que el imn vibra; esto es debido a que la corriente magntica del ncleo es alterna, igual que la corriente por los arroyamientos del transformador.En el arroyamiento secundario ocurre el proceso inverso, la corriente magntica que circula por el ncleo genera una tensin que ser tanto mayor cuanto mayor sea el nmero de espiras del secundario y cuanto mayor sea la corriente magntica que circula por el ncleo (la cual depende del nmero de espiras del primario).Figura 7. Esquema simplificado de un transformador

No hay conexin elctrica entre los bobinados primario y secundario, por lo que los transformadores tambin sirven para aislar el circuito de entrada del circuito de salida.

La tensin de entrada es proporcional a la de salida. Esto quiere decir que si aumenta en el primario, tambin lo har en el secundario, y viceversa.Cambiando la relacin de espiras tambin cambiamos la relacin de tensiones.Si, por ejemplo, el bobinado primario tiene el mismo nmero de espiras que el secundario, la tensin de salida ser igual a la de entrada. La relacin de transformacin ser 1:1. Este tipo de transformador solo resultara interesante como aislamiento de seguridad.Si el bobinado primario tiene 100 espiras y el secundario tiene 10, la tensin de salida ser 10 veces menor que la de entrada. La relacin ser 1:10.Si el primario tuviera 5 y el secundario 500, la tensin de salida sera 100 veces la de entrada (1:100).Figura 8. Tensin en el primario y en el secundario

Si al conectar el transformador intercambiamos el primario por el secundario, la relacin de transformacin se invierte, de modo que un transformador que reduca la tensin pasar a aumentarla, y viceversa. Con todo lo explicado anteriormente, ya se puede hacer una idea del funcionamiento del transformador en las fuentes conmutadas, que es lo que nos interesa.En la etapa anterior se haba generado una corriente alterna de ms de 300Vpp, que se aplica al primario.Normalmente las salidas del transformador sern menores de 50V eficaces.Muchas fuentes conmutadas tienen un bobinado auxiliar, para alimentar los componentes de las secciones activas, es decir el corrector del factor de potencia y la etapa de conmutacin (inverter).De hecho, no es raro encontrar transformadores con ms de cinco bobinados secundarios. Por ejemplo, en las fuentes de alimentacin para PC, puede haber un bobinado para cada salida (+12V, -12V, +5V, -5V, 3.3V, etc.).En las fuentes de alimentacin lineales (no conmutadas), los transformadores se seleccionan en funcin de sus tensiones, potencias, y conexin de los bobinados. Estos parmetros estn bastante estandarizados, por lo que no hay demasiada variedad, y no es difcil encontrar el modelo deseado.Los transformadores de pulsos son ms complicados, porque al tener que seleccionar parmetros como la frecuencia de trabajo y la opcin de bobinados auxiliares, las posibilidades se multiplican.Por si esto fuese poco, no hay valores ni referencias estandarizados, lo que complica enormemente conseguir un repuesto.En la mayora de los casos, el transformador se disea a medida para cada modelo de circuito.Si se trata de un equipo muy caro, donde vale la pena dedicarle bastante tiempo, se puede rebobinar el transformador. Tan solo es cuestin de desmontarlo con mucho cuidado, contando las vueltas de cada hilo y estudiando muy bien su montaje. Es importante montar el hilo nuevo exactamente igual, con el mismo nmero de espiras, sentido, aislamientos, conexiones, etc. Tambin hay que medir bien las secciones de los bobinados y seleccionar un hilo esmaltado idntico, para que el conjunto mantenga las mismas caractersticas elctricas. Qu es un inverter?Se trata de un convertidor de corriente continua en corriente alterna; justo lo contrario que el diodo. Un circuito para convertir la corriente continua en alterna es algo complicado. Necesitamos generar impulsos de corriente con un oscilador. Para ello nos podra bastar con un transistor y un condensador.En una fuente de alimentacin necesitamos controlar la corriente, cualquier factor externo podra hacer que la tensin o la intensidad variasen de forma no deseada. Esto podra provocar averas, incluso daos graves.Para conseguir controlar la corriente se utilizan circuitos integrados que hacen todo el trabajo difcil.El objetivo es que la tensin de salida de la fuente sea muy estable, y no se descontrole aunque haya cambios de carga muy bruscos.H. Etapa rectificadora de salidaDebido a que el transformador entrega una corriente alterna, pero con alta frecuencia, y se tiene que entregar una corriente continua, no se usan diodos normales sino que se utilizan dispositivos conocidos como dobles diodos o diodos de potencia.Aqu existen tantas etapas como voltajes se entregan (tanto positivos como negativos). La salida de esta etapa es casi una seal continua pura.Un diodo se compone, bsicamente, de dos cristales de silicio conectados entre s. Estos cristales tienen caractersticas especiales que nicamente permiten el paso de electrones en un sentido.Gracias a esta caracterstica, podemos eliminar todos los semiciclos negativos o positivos de una corriente alterna.I. Etapa de filtro de salidaA diferencia del filtro de entrada, aqu no se utilizan solo capacitores, sino tambin bobinas (filtro LC) debido a que tiene una mejor respuesta en el manejo de grandes corrientes (cercanas a los 12-15 A). Su implementacin se hace necesaria debido a los tiempos de recuperacin de los diodos utilizados en la etapa anterior, los cuales impiden obtener una salida continua perfecta en la etapa previa, cosa que s se logra en esta etapa. De aqu ya salen las tensiones de trabajo de la fuente.J. Optoacoplador

Es el encargado de enlazar la salida de la fuente con el circuito de control mantenindolos fsicamente separados.

Son conocidos como optoaisladores o dispositivos de acoplamiento ptico, basan su funcionamiento en el empleo de un haz de radiacin luminosa para pasar seales de un circuito a otro sin conexin elctrica.

Figura 9. Circuito tpico con optoaclopador

La gran ventaja de un optoacoplador reside en el aislamiento elctrico que puede establecerse entre los circuitos de entrada y salida. Fundamentalmente este dispositivo est formado por una fuente emisora de luz, y un fotosensor de silicio, que se adapta a la sensibilidad espectral del emisor luminoso, todos estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP.

K. Etapa de controlEsta etapa se encarga de verificar el trabajo de la fuente. En ella, se regula la velocidad de conmutacin de los transistores switching, de acuerdo a la corriente que exija la fuente en un momento dado. Esta etapa suele tener varias funciones, como proteccin contra cortocircuitos, sobrecargas, sobretensiones Tambin controla la correccin del factor de potencia y mide la tensin de salida de la fuente, modificando la seal entregada al transistor para regular la tensin y mantener estable la salida.4.1. Etapa rectificador-condensadorPara comprender mejor el comportamiento de la corriente, lo ilustraremos con sus respectivas formas de onda: A. Se puede ver la forma de onda sinusoidal tpica de la corriente alterna (hay que aclarar que los dibujos no tienen la forma exacta de una onda senoidal perfecta). Durante la mitad del tiempo la corriente se desplaza en un sentido, y en la otra mitad lo hace en el sentido contrario.

B. Cuando conectamos un diodo en serie con la corriente, en su salida encontraremos la onda B.

Podemos apreciar que hemos eliminado el semiciclo negativo de la onda anterior.

C. Si utilizamos un puente rectificador se consigue aprovechar la corriente de los dos semiciclos. La onda de salida ser parecida a la C.En el caso de la onda B hablamos de un rectificador de media onda porque perdemos la mitad de la onda, mientras que en el caso de la onda C decimos que el rectificador es de onda completa. Al aadir un condensador a la salida del diodo, amortiguamos la onda, debido a que el condensador se carga mientras la onda asciende, y se descarga lentamente cuando desciende. La onda de salida correspondiente a la descarga del condensador es la que visualizamos a continuacin:

D. Como puede observarse en la figura, se suaviza la cada de la onda gracias a la descarga del condensador.

E. El condensador a la salida de un rectificador de onda completa transforma la seal, que es similar a la onda E. Se parece ms a una corriente continua que usando un rectificador de media onda. Como la cada es ms corta, se puede utilizar un condensador de menor capacidad, haciendo el circuito ms barato y compacto.

5. Ventajas y Desventajas de las fuentes de alimentacin conmutadasLas fuentes conmutadas presentan las siguientes ventajas y desventajas:Ventajas Alta eficiencia energtica (70%- 90%)

Poco peso y volumen siendo usadas para grandes potencias de salida

Requieren menos materiales y componentes, siendo menor su costo

Posibilidad de regulacin en una amplia gama de voltajes de entrada variando el ciclo til de trabajo en forma apropiada

Posibilidad de obtencin de voltajes de directa de salida que sean mayores o de polaridad opuesta al voltaje de directa de entrada

Menor calentamientoDesventajas Tcnica circuital ms compleja (aunque este problema ha sido prcticamente solventado con el empleo de los dispositivos de control integrados)

Mayores interferencias de alta frecuencia

Mayor dificultad para obtener una baja ondulacin de voltaje a la salida

Reaccin ms lenta a los cambios bruscos de carga

Necesidad de usar filtros para evitar que salga ruido (frecuencia de conmutacin) para la lnea o para la salida

6. BIBLIOGRAFA http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema4_Falimentac.pdf

http://www.monografias.com/trabajos75/fuentes-conmutadas-tipo-atx/fuentes-conmutadas-tipo-atx2.shtml

https://prezi.com/xhygouqemljz/fuente-de-alimentacion-conmutada/

http://www.energitsa.com.ar/cursos/Capitulo_06.pdf