Tipos de fuentes DC ( DC Power Supply): Serie, paralelo, conmutadas ó switching

Una fuente de DC (DC Power Supply) entrega un voltaje de corriente directa (Direct Current).

Los usos y aplicaciones de las fuentes de corriente directa son innumerables y están presentes en prácticamente todos los equipos electrónicos que usamos a diario: cargador de teléfono celular, cargador de laptop, computadora de escritorio, televisor, radio, micro-ondas, refrigeradora, luces LED, teléfono de red fija, juguetes, videojuegos, equipos médicos, equipos de comunicaciones, satélites, automóviles y casi cualquier artefacto de uso común.

Debido a este uso masivo de las fuentes de DC es que éstas han tenido una evolución durante la hsitoria de la electrónica y las comunicaciones, existindo fuentes de alimentación de corriente directa de diversos tipos, pudiendo clasificárselas en fuentes reguladas y fuentes no reguladas por un lado.

 

Fuentes de alimentación DC no reguladas

Las fuentes de DC no reguladas obtienen corriente directa a partir de la rectificación y filtrado, de la corriente alterna que disponemos en nuestras viviendas ya sea de 110VAC ó 220 VAC, usan por lo común un transformador, un circuito de rectificación y un capacitor ó condensador electrolítico para el filtrado. Son sencillas pero no mantienen el voltaje de alimentación en un valor estable, y su voltaje fluctúa conforme la carga consume mayor o menor corriente.

En muchos casos la fuentes de DC no reguladas son externas y alimentan equipos que incorporan circuitos de estabilización ó regulación de voltaje.

Las fuentes no reguladas que usan transformador son pesadas y voluminosas, y son más pesadas/voluminosas conforme la potencia es mayor, llegando en muchos casos a ser inmanejables por una sola persona, por lo que cada día van quedando en desuso y son reemplazadas por fuentes del tipo switching.

Fuente Lineal de DC 12V con transformador y transistor seriePor ejemplo la fuente LINEAL de DC de 12V de esta fotografía usa un transformador reductor de voltaje, alrededor de unos 14VAC, se rectifica y filtra con un capacitor de unos 2200uF/35V.

Se obtiene un voltaje no regulado alrededor de 20VDC, que se ingresa a un regulador serie- cuyo disipador se muestra en la parte posterior, este transistor se comporta como una resistencia variable en serie con la carga, y se controla electrónicamente, por lo que DISIPA ENORMES CANTIDADES DE POTENCIA CUANDO LA CARGA REQUIERE GRAN CORRIENTE, por lo que son de eficiencia baja.

El transformador reductor es de gran peso comparativamente con una Fuente Switching de DC de iguales características tal como se aprecia de la fuente switching de +/- 12V 15A que aparace más abajo.

Por ejemplo, la fuente de DC regulada con transformador de arriba de 12V 6.8A pesa unas 10 libras mientras que la fuenet Switching de +/- 12V 15A de abajo pesa apenas unas 2 libras.

En cuanto a la eficiencia tenemos que la fuente Switching supera el 90 % mientras que la fuente de DC con transformador llega a menos de 50% cuando la corriente es alta.

Fuentes de alimentación DC reguladas o estabilizadas

Fuente de DC Switching de +/- 12V 15A de alta eficienciaLas fuentes de DC reguladas mantienen el voltaje de alimentación en un valor fijo sin importar si la carga consume baja o alta corriente. Las fuentes de corriente directa reguladas ó estabilizadas usan diversos mecanismos electrónicos para mantener el voltaje de salida en un valor establecido, y ese mecanismo eletrónico le brinda ciertas características a la fuente.

Una fuente de alimentación DC recibe un voltaje no regulado y usa un regulador electrónico del tipo serie, paralelo en unos casos, en pocas palabras el circuito electrónico actúa como una resistencia de ajuste automático que interactúa con la carga.

También existen las fuentes de DC conmutadas ó Switching Power Supply cuyo uso se ha extendido grandemente alrededor del mundo por sus ventajas.

Una fuente conmutada de DC ó DC Switching Power Supply usa un mecanismo de conducción a intervalos y una regulación electrónica del tiempo de conducción más un filtrado para obtener cualquier voltaje de uso en equipos caseros e industriales.

Las fuentes de conmutación/switching operan con frecuencias que superan los 50kHz en muchos casos haciendo que los componentes usados sean más ligeros y pequeños que sus pares usados en 50Hz/60Hz, pudiendo de esta manera entregar potencias muy altas en pequeños volúmenes y pesos.

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