Fuentes de alimentación. Introducción. Transformador, rectificador y filtraje

Fuentes de alimentación. Introducción. Transformador, rectificador y filtraje.  

Actualmente la tecnología ha avanzado en gran manera permitiendo el crecimiento  de productos electrónicos los cuales requieren de una fuente de alimentación que no solo suministre energía sino que además los proteja los de sobretensión así como también le dé estabilidad al sistema.  La fuente de alimentación es en realidad un dispositivo  muy simple que convierte la corriente alterna, en una o varias corrientes continuas, alimentando  los distintos circuitos que conforman los  aparatos electrónicos. En otras palabras la fuente de alimentación es la fuente de energía necesaria para  la mayoría de los dispositivos electrónicos permitiendo así su correcto funcionamiento. Es evidente que la función de  una fuente de alimentación es convertir la corriente  alterna en una corriente  continua  lo más estable posible. Para ser esto posible  la fuente debe realizar una serie de etapas que están constituidas por varios componentes entre ellos se encuentra el transformador que permite reducir la tensión proporcionada de la red  (generalmente 220 o 120 V) a otra tensión más adecuada para ser tratada. Solo es capaz de trabajar con corrientes alternas, esto quiere decir que la tensión de entrada será alterna y la de salida también. Este transformador consta de dos arrollamientos sobre un mismo núcleo de hierro, ambos arrollamientos, primario y secundario, son completamente independientes y la energía eléctrica se transmite del primario al secundario en forma de energía magnética a través del núcleo. Esta tensión alterna  debe ser convertida a tensión continua por lo que otro componente de la fuente de alimentación es el rectificador que se encarga de hacer esto posible. El rectificador se conecta después del transformador, por lo tanto le entra tensión alterna y tendrá que sacar tensión continua, es decir, un polo positivo y otro negativo. Para ello se utilizan diodos. No obstante un diodo conduce cuando la tensión de su ánodo es mayor que la de su cátodo. El rectificador más sencillo es el que utiliza solamente un diodo. Este conduce cuando su voltaje de entrada sea positivo, ya que la tensión del ánodo será mayor que la del cátodo mientras el voltaje de entrada   sea negativo la tensión del ánodo será menor que la del cátodo y el diodo no podrá conducir siendo el  voltaje de salida  cero. Sin embargo el  rectificador más usado es el rectificador de puente, porque pierde más voltios; este necesita de cuatro diodos. De modo que  cuando su voltaje de entrada sea positivo su salida será positiva debido a que  los diodos D2 y D3 conducen, cuando  su voltaje de entrada sea negativo los diodos D1 y D4 conducirán, de tal forma que se invierte la tensión de entrada haciendo que la salida vuelva a ser positiva. La tensión en la carga que se obtiene de un rectificador es en forma de pulsos. En un ciclo de salida completo, la tensión en la carga aumenta de cero a un valor de pico, para caer después de nuevo a cero. De lo contrario se necesita es una tensión constante. Para obtener este tipo de tensión rectificada en la carga es necesario emplear un filtro. El tipo más común de filtro es el del condensador a la entrada que  consta de un condensador en paralelo a una resistencia y una bobina en serie; en donde el condensador al inicio esta descargado  y la tensión de alimentación lo carga. Al cabo de un tiempo el  condensador estará completamente cargado. De tal manera que este comienza a descargarse por la carga de RL. Sin embargo  el generador de alterna lo detecta y empieza a cargar otra vez el condensador. No obstante en cierta parte  el condensador  nunca se descarga por completo. En cuanto a la Tensión en Rl o de salida, al estar en paralelo con el condensador, será la misma que tenga el condensador, por eso la onda de la tensión de salida es casi ideal solo nos queda un pequeño rizado originado por la carga y descarga del condensador. Para evitar las tensiones de rizado se usa un regulador o estabilizador. Este es un circuito que se encarga de reducir el rizado y de proporcionar la tensión de salida deseada siendo esta constante a las variaciones de la carga. Por último se podría decir que el transformador permite reducir la  tensión mientras que el rectificador convierte el voltaje alterno a onda completa, el filtro se encarga de  convierte la onda completa a continua y el regulador elimina el rizado y  mantiene el  voltaje de salida ante las variaciones en la carga. Es evidente que la fuente de alimentación sin duda alguna es de gran utilidad porque permite el suministro de energía y   la  protección frente a eventuales inconvenientes en el suministro eléctrico, así  como la sobretensión.

...