Art Tecnicos Pequeñas fuentes conmutadas
8 junio, 2008
O mejor dicho.
¿Por que son tan pequeñas las fuentes conmutadas?
Muchos lo sabreis, pero como no todo el mundo lo sabe:
Pues basicamente por el tamaño del nucleo del transformador.
Sin entrar en demasiadas explicaciones para una misma potencia de un trasformador la cantidad de material magnetico o nucleo depende de la frecuencia.
Imagenes de wikipedia.
A frecuencias bajas como las de la red electrica 50Hz en Europa y 60Hz en Estados Unidos el tamaño del nucleo es grande ( Chapas de aleacion acero-silicio en forma de EI.
Segun subimos de frecuencia este tamaño disminuye (nucleos mediante componentes Ferromagneticos).
Imagenes de wikipedia.
Diferencias entre fuentes de alimentacion
Fuente conmutada, muy plana y poco peso.
Fuente lineal de la misma potencia que la anterior, observese el gran transformador
Por eso para conseguir fuentes de pequeño tamaño gracias a la utilización de semiconductores, transistores, FET o Mosfet lo que se hace es lo siguiente ( hay varios sistemas Boost Buck forward )
Funcionamiento esquematico basico.
1) Se rectifica la tension de red y se filtra.
2) Con dicha tension cercana a los 300V se alimenta un circuito oscilador a una frecuencia muy superior que puede alcanzar los 500Khz
3) Con esa oscilacion se alimenta el primario de un trasnformador, el nucleo es ya muy pequeño (dependiendo de la frecuencia utilizada)
4) En el secundario del trasformador se rectifica con unos diodos rapidos y se filtra, para el filtrado no hace falta una gran capacidad por la frecuencia empleada.
5) De la tension de salida se toma una muestra para contolar el oscilador de entrada y estabilizar la tension de salida
6) Si se necesitan mas salidas se introducen mas devanados en el secundario, solo se ha de estabilizar mediante una de las tensiones del secundario, ya que el resto se hace por relacion de trasnformacion.
Imagen de la funcionamiento basico de una fuente conmutada ( web de PREMIUM )
Transformadores de salida y seccion de rectificado.
Las ventajas:
Un tamaño mucho mas pequeño para una misma relación de potencia, por el tamaño del transformador y de los disipadores.
Un amplio rango de tensiones de entrada ( al poder variar el ciclo de trabajo del oscilador) en las que pueden funcionar de manera automatica.
Alta eficiencia de salida y bajas perdidas entre 10% y 20% frente a las regulaciones lineales.
Inconvenientes :
– Son menos robustas por implicar mas componentes activos, y altas tensiones en los circuitos de primario.
– Emisiones o radiaciones electromagneticas EMC radiadas o conducidas, si no estan bien diseñadas y apantalladas.
– Falta de aislamiento entre primario y secundario si el sistema de regulación no esta bien aislado.
– Posibles espurios de la oscilación del primario, si no están bien diseñadas.
– Menor velocidad de respuesta ante variaciones rapidas de la carga.
Aun con los inconvenientes, la diferencia de tamaño y peso es tan importante y el desarrollo de los semiconductores y elementos de protección tan grande que se han estandarizado.
Algunos enlaces para ampliar información:
http://www.premium.es/guia3a.html Una informacion muy amplia.
http://www.dbup.com.ar/tutorial_fuentes_conmutadas.htm Amplia y clara informacion.
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_conmutada
http://www.electronicafacil.net/tutoriales/Fuentes-conmutadas.php