FUENTE DE ALIMENTACION LINEAL

La fuente de alimentacin es, el circuito encargado de proporcionar la energa a los diferentes procesos de un equipo. Su misin es fundamental, puesto que debe dotar de las tensiones de polarizacin adecuadas a cada etapa, y ser capaz de suministrar la corriente suficiente para que los dems circuitos trabajen adecuadamente.

Bsicamente existen dos tipos de fuentes de alimentacin, las lineales, que utilizan un transformador para disminuir el nivel de tensin a nuestra necesidad del circuito. Y las fuentes conmutadas, que utilizan circuitos basados en bobinas y transistores, trabajando en conmutacin para reducir la tensin.

Lafuente linealofrece al diseador tres ventajas principales: Simplicidad de diseo. Operacin suave y capacidad de manejar cargas. Bajo ruido de salida y una respuesta dinmica muy rpida. Para potencias menores a 10W, el costo de los componentes es mucho menor que el de las fuentes conmutadas.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA FUENTE LINEAL

+ TRANSFORMACION.El primer elemento del que consta una fuente de alimentacin lineal es de un transformador, que est formado por un bobinado primario y uno o varios bobinados secundario, que tiene como funcin principal, convertir la energa elctrica alterna de la red, en energa alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la accin de un campo magntico. Adems provee una aislacin galvnica entre la entrada y la salida

Sus tres parmetros son su tensin de secundario, su potencia nominal y su factor de regulacin.

Un transformador de 15V y 20 VA tiene una tensin de 15 voltios eficaces en los terminales del secundario cuando est suministrando 20wa, y si se retira la carga, la tensin del secundario aumentara hasta un valor especificado por el factor de regulacin. En consecuencia la salida de un transformador de 15 voltios con un factor de regulacin del 10% aumentara 16.5 V cuando no tenga la carga nominal conectada al secundario.

+RECTIFICACIONEl bloque rectificador convierte la tensin alterna de entrada en una forma de onda pulsante a la salida que incluye la componente de alterna y de continnua a la misma vez dominndosele tensin pulsante.Se lleva a cabo por medio de diodos semiconductores y en puente de Graetz.

Las principales configuraciones de rectificacin son en media onda y onda completa

+FILTRADO DE LA TENSION PULSANTEEsta etapa queda constituida por uno o varios capacitores que se utilizan para eliminar la componente de tensin alterna que proviene de la etapa de rectificacin. Los capacitores se cargan al valor mximo de voltaje entregado por el rectificador y se descargan lentamente cuando la seal pulsante desaparece. Permitiendo lograr una nivel de tensin lo ms continua posiblePara ello se utilizan los condensadores electrolticos. Su alta capacidad en baja frecuencia permite eliminar casi por completo el factor de rizado y la componente alterna, dejando la tensin ms directa y continua.

+ESTABILIZACIONLa estabilizacin consiste en mantener la tensin de salida a un valor fijo, sin que se produzcan variaciones de la tensin a niveles peligrosos, que pueden daar el circuito.Para ello, se aade a la salida del rectificador, uno o varios circuitos integrados que tienen la funcin de mantener constante las caractersticas del sistema y tienen la capacidad de mantener el estado de la salida independientemente de la entrada.La tensin de entrada debe de estar siempre por lo alto de la tensin de salida estabilizada y a unos 3 voltios como mnimoSu funcionamiento es lineal, lo que da nombre a toda la estructura de la fuente de alirnentacin.

FUENTE LINEAL EN SERIE Y PARALELOEn la parte de estabilizacin (o regulador), se puede colocar el estabilizador en serie o paralelo, dependiendo el sistema.

+Estabilizador paralelo (con diodo zener). Esta configuracin suele utilizarse cuando la carga es pequea. El circuito est auto protegido frente a cortocircuitos. El diodo zener trabaja en polarizacin inversa y se comporta como un estabilizador de tensin, manteniendo prcticamente constante la tensin entre sus terminales. Consta de una resistencia limitadora y de proteccin necesaria para el correcto funcionamiento del diodo.

+Estabilizador en serie. Suele utilizarse cuando la carga es grande, depende de una tensin de referencia, elemento regulador que se encuentra en serie con la carga.

DIFERENCIA ENTRE FUENTES LINEAES Y CONMUTADAS.

Las fuentes de alimentacin lineales son, como ya hemos comentado, los sistemas de alimentacin de utilizacin ms difundida. Su estructura clsica, sencilla y con pocos componentes, hace que sean fciles de reparar, al diferenciarse fcilmente sus distintas reas funcionales.Lasdesventajas del regulador lineales su lmite de aplicacin. Slo pueden ser reductores de tensin, lo que significa que se necesitar una cada de tensin aceptable para poder controlar la polarizacin de la etapa de potencia lineal y la regulacin en la lnea. En aplicaciones de lnea de 50Hz, debern utilizarse transformadores de lnea adicionales de gran volumen, condicionando su versatilidad y practicidad; puede tener slo una salida. Por esto, para cada salida regulada adicional necesaria, deber incrementarse el circuito de potencia. Laeficiencia se ve disminuida; en aplicaciones normales, los reguladores linealestienen unaeficienciadel 30 al 60%. Esto significa que por cada Watt los costos se irn incrementando.

Lasfuentes conmutadas, es un dispositivo electrnico que transforma energa elctrica mediante transistores en conmutacin.

Tienen las siguientes ventajas: Laeficienciade lasfuentes conmutadasest comprendida entre el 68 y el 90%. Esto hace reducir el costo de los dispositivos de potencia. Debido a que la tensin de entrada esconmutadaen una forma de alterna y ubicada en un elemento magntico, se puede variar la relacin de transformacin pudiendo funcionar como reductor, elevador, o inversor de tensin con mltiples salidas. No es necesario el uso del transformador de lnea, ya que el elemento magntico de transferencia de energa lo puede reemplazar, funcionando no en 50/60 Hz, sino en alta frecuencia de conmutacin, reduciendo el tamao del transformador y en consecuencia, de la fuente; reduciendo el peso, y el coste.Ladesventaja de las fuentes conmutadases su diseo ms elaborado. Undiseo de una fuente conmutadapuede llevar varias semanas o meses de desarrollo y puesta a punto, dependiendo de los requerimientos. El ruido es mayor que el de lasfuentes lineales.En la salida y entrada, radia interferencia electromagntica y de radiofrecuencia. Esto puede dificultar el control, por ste motivo se debern agregar de proteccin, de arranque suave, y filtros de lnea adicionales como etapas previas. Lafuente conmutadatoma proporciones de energa de la entrada en pulsos de tiempos limitados para transferirlo a la salida en otras condiciones de corriente y tensin, por lo que le llevar mayor tiempo de restablecimiento al circuito para soportar variaciones en la entrada.