GUIA DE PRACTICA Nº 01FUENTE DE PODERFUENTE DE PODER

I. OBJETIVOS

Reconocer los tipos de fuente de poder AT y ATX.

Medir las entradas y salidas de tensión en las fuentes de

poder AT y ATX.

Diferenciar los tipos de fuentes AT y ATX.

Relacionar las fuentes AT y ATX con sus respectivas placas

madre.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

FUENTE DE PODER

1. DEFINICIÓN

Como su nombre lo indica es la principal, y muy importante fuente de corriente eléctrica de la computadora. Además, transforma la corriente alterna del tomacorriente común en corriente directa de bajo voltaje que los componentes de la computadora pueden usar. Si este voltaje fallara, fuera demasiado alto o demasiado bajo la computadora no arrancaría.

Muchos circuitos necesitan para su funcionamiento, una alimentación de corriente continua (C.C.), pero lo que normalmente se encuentra es alimentación de corriente alterna (C.A.)

Potencia (watt) = V (voltio) x I (amper)

2. ETAPAS DEL PROCESO DE TRANSFORMACION

En el gráfico siguiente se puede ver el funcionamiento de una fuente, con ayuda de un diagrama de bloques y de las formas de onda esperadas al inicio (entrada), al final (salida) y entre cada uno de ellos.

La señal de entrada es una onda senoidal cuya amplitud dependerá del lugar en donde vivimos (110 / 220 Voltios u otro) El transformador disminuye la amplitud de la señal de entrada a un valor que esté de acorde al voltaje final de corriente continua.

El rectificador convierte la señal anterior en una onda de corriente continua pulsante, y elimina la parte negativa de la onda.

El filtro alisa o aplana la onda anterior eliminando el componente de corriente alterna (C.A.) que estregó el rectificador.

El regulador entrega una tensión constante sin importar las variaciones en la carga o del voltaje de alimentación.

- Los transformadores se utilizan para disminuir o elevar voltajes de corriente alterna.

- Los rectificadores.- Los filtros, pueden ser de varios tipos y se utilizan para

eliminar los componentes de C.A. no deseados.- Los reguladores son un grupo de elementos o un elemento

electrónico.

3. EXPLICACIÓN DEL PROCESO QUE SIGUE LA FUENTE DE PODER PARA TRANSFORMAR LA CORRIENTE ELECTRICA DE ALTERNA A CONTINUA

a. Transformación

Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente (220v o 125v) que son los que nos otorga la red eléctrica.

Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su nombre, se realiza con un transformador en bobina. La salida de este proceso generará de 5 a 12 voltios.

b. Rectificación

La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere decir, que sufre variaciones en su linea de tiempo, con variaciones, nos referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la tensión es variable, no siempre es la misma.

Eso lógicamente, no nos podría servir para alimentar a los componentes de un PC, ya que imaginemos que si le estamos dando 12 voltios con corriente alterna a un disco duro, lógicamente no funcionará ya que al ser variable, no estariamos ofreciendole los 12 voltios constantes.

Lo que se intenta con esta fase, es pasar de corriente alterna a corriente continua, a través de un componente que se llama puente rectificador o de Graetz. Con esto se logra que el voltaje no baje de 0 voltios, y siempre se mantenga por encima de esta cifra.

c. Filtrado

Ahora ya, disponemos de corriente continua, que es lo que nos interesaba, no obstante, aun no nos sirve de nada, porque no es constante, y no nos serviría para alimentar a ningun circuito. Lo que se hace en esta fase de filtrado, es aplanar al máximo la señal, para que no hayan oscilaciones, se consigue con uno o varios condensadores, que retienen la corriente y la dejan pasar lentamente para suavizar la señal, así se logra el efecto deseado.

d. Estabilización

Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo plana, ahora solo nos falta estabilizarla por completo, para que cuando aumenta o descienda la señal de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma. Esto se consigue con un regulador.

4. DIAGRAMA Y FUNCIONAMIENTO DE LA FUENTE DE PODER REGULADA (0 a 12 voltios y 3 amperes)

Antes de comprender el funcionamiento de la fuente de poder comensemos analizando el diagrama de las mismas que a continuación se presenta.

Como puede notarse, esta fuente de poder regulada posee las cuatro etapas que debe tener como mínimo para su correcto funcionamiento, así pues, cada uno de los puntos que se pueden examinar en el diagrama iniciemos la descripción del funcionamiento del circuito.

Primera etapa: transformador de poder. Como puede notarse la primera etapa de la fuente corresponde al transformador de poder.

Existen un sin fin de tipos de transformador de poder, entre ellos tenemos:

Transformador elevador: nos eleva la corriente Transformador de baja potencia

El transformador es un dispositivo que permite obtener voltajes mayores o menores que los producidos por una fuente de energía eléctrica de corriente alterna (C.A). Un transformador se compone de dos enrollamiento o embobinados eléctricamente aislados entre sí, devanados sobre el mismo núcleo de hierro o de aire.

Una corriente alterna que circula por uno de los devanados genera en el núcleo un campo magnético alterno, del cual la mayor parte atraviesa al otro devanado e induce en él una fuerza electro- motriz también alterna. La potencia eléctrica es transferida así de un devanado a otro, por medio del flujo magnético a través del núcleo. El devanado al cual se le suministra potencia se llama primario, y el que cede potencia se llama secundario.

En cualquier transformador, no todas las líneas de flujo están enteramente en el hierro, porque algunas de ellas vuelven a través del aire. La parte de flujo que atraviesa al primario y al secundario es la Llamada flujo mutuo,. la parte que sólo atraviesa al primario es el flujo ligado al primario y la que atraviesa sólo al secundario, se le llama flujo liga- do al secundario.

En este caso, la potencia eléctrica obtenida (potencia de salida) en el transformador será menor a la potencia de entrada o suministrada al mismo, debido a las inevitables pérdidas por calentamiento en el primario y secundario, mismas que se denominan perdidas del cobre, a demás, puesto que como se muestra en el diagrama el primario es mayor al secundario, la tensión de salida será menor a la de entrada, puesto que los requerimientos necesitados nos dan que la medición de salida entre estos puntos será de 12 v c.a. (ver cuadro y diagrama de puntos de medición).

Segunda etapa: rectificación. La segunda etapa de nuestra fuente de alimentación es la que queda constituida por la rectificación, en este punto, la señal inducida al secundario, será nuevamente inducida pero ahora a una señal directa.Nuestra fuente que es nuestro tema de estudio, en este caso posee una rectificación a base de 4 diodos, por lo que su rectificación será de onda completa y esta conectado en "tipo puente".

El funcionamiento de este rectificado es el siguiente:Vemos que cuando la tensión V es positiva quedan polarizados en directa los diodos y D2 circulando la corriente desde D1 pasando por la resistencia de carga y cerrándose por D2, en el próximo semiciclo se cortan los diodos D1 y D2 pero se ponen en directa los diodos D3 y D4 estableciéndose una corriente que sale de D3 pasa por la resistencia y se cierra a través de D4 circulando por la resistencia la corriente en una sola dirección.Esto provocara que los semiciclos de la corriente alterna se induzcan para formar una onda muy similar a la de la figura de abajo, lo que provoca que nuestra C.A de entrada quede mas parecida a la de C.D.

Ahora bien, la corriente proporcionada no es la requerida para alimentar un dispositivo electrico, puesto que aun es pulsante. Ahora bien para ello existe la tercera etapa de la fuente la cual nos alizara mas las crestas.

Tercera Etapa: Filtro. Esta etapa, tiene como función, "suavizar" o "alizar" o "reducir" a un mínimo la componete de rizo y elevar el valor promedio de tensión directa. El que a continuación describiremos es el ocupado por la fuente causa de nuestro estudio, y es a base precisamente de elementos pasivos como es el capcitor. Nuestra fuente tiene un capacitor de 4700 mF a 16 V, el cual tendra dicha funcion. Este tipo de red de filtro, es el mas ocupado por ser el mas sencillo y economico, como nuestra fuente posee pequeñas variaciones de carga y puede tolerarse algo de sumbido, es ideal para el funcionamieto de filtraje.

El funcinamiento es el siguiente: Por cada ciclo de la señal rectificada, el capacitor, se carga al valor pico, cuando la amplitud del voltaje rectificado comienza a disminuir, el capacito empieza a descargarse.

Su eficiencia depende de la constante de tiempo, puesto que un carga de bajo valor pide mas corriente haciendo que el capacitor se descarge mas rapidamente y el filtraje sea menor.

El capacitor es utilizado como filtraje, puesto que tiene de su lado la característica de carga de 5 tiempos permitiendonos que sea eficiente para esta etapa de la fuente.

Cuarta Etapa: Regulador De Voltaje. En muchas ocasiones necesitamos una fuente de alimentación que nos proporcione más de 1A y esto puede convertirse en un problema que aumenta, si además queremos, por seguridad, que esa cortocircuitable. La solución es dopar (añadir) un transistor de potencia o los que sean necesarios para que nos proporcione la corriente deseada.

La siguiente figura nos muestra la características físicas del transistor a ocupar, es un LM 317 K.

La función de este transistor de potencia consiste en asumir el hecho de soportar la alta corriente que necesitamos, veamos cómo se realiza esto. Si aplicamos convenientemente la tensión de salida del regulador por ej. de 12V 1A a la base del transistor de potencia, está claro que éste nos proporcionará más corriente a su salida y estará regulada por otra parte debido a que el regulador es cortocircuitable en cierta medida, tenemos la solución deseada. No obstante, la efectividad que nos proporciona el regulador para la función de cortocircuito, no la podemos dar por buena a la hora de aplicarlo al transistor de potencia, ya que es un circuito añadido y puede que no responda con la rapidez suficiente y para evitar estos inconvenientes, intervendremos en este apartado con un circuito añadido.

El circuito es sencillo debido a la utilización de reguladores de tensión los cuales proporcionan al montaje alta fiabilidad, robustez y características casi inmejorables.. El ajuste de la tensión de salida se realiza mediante la actuación sobre un potenciómetro (P1) y una resistencia (R1) para mantener el valor mínimo. Con el fin de mejorar la respuesta a los posibles transitorios, evitar auto oscilaciones y mejorar el filtrado, se utilizan unos condensadores electrolíticos de baja capacidad a la entrada y salida del regulador

La tensión suministrada por el secundario del transformador T1, se rectifica mediante el puente rectificador PR, y posteriormente se filtra mediante el condensadores electrolíticos C1 el cual se cargarán a la tensión de pico. Mediante el potenciómetros P1 y se puede ajustar independientemente la salida del regulador al valor deseado, en el margen de 0 a 12V. El condensador C2 mejoran la respuesta de los reguladores frente a los transitorios de conmutación a la salida. 5. EJEMPLO DE UN DIAGRAMA DE UNA FUENTE DE PODER REGULADA

Sus elementos son: resistencias, diodos(rectificadores, led’s, etc), capacitares, interruptor, circuitos integrados, transistores, bases, fusible, transformador, placa inpresa entre otros.

6. TIPOS DE FUENTES DE PODER

Después de haber comentado el proceso de conversión de corriente AC a DC en las fuentes de poder, procederemos a diferenciar los dos de las cuatro tipos de fuentes que poder para computadoras que son: XT, AT, ATX (ATX-E) y BTX

En este caso solo será tema de estudio las fuentes de poder tipo AT y ATX.

- Evolución histórica de AT a ATX

Las fuentes de alimentación AT, fueron usadas hasta que apareció el Pentium MMX, es en ese momento cuando ya se empezarían a utilizar fuentes de alimentación ATX.

Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de 220v, con el riesgo que supondría manipular el PC.

También destacar que comparadas tecnológicamente con las fuentes ATX, las AT son un tanto rudimentarias electrónicamente hablando.

En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la fuente, y siempre está activa, aunque el ordenador no esté funcionando, la fuente siempre está alimentada con una tensión pequeña para mantenerla en espera.

Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender la fuente, esto conlleva pues el poder realizar conexiones/desconexiones por software.

Existe una tabla, para clasificar las fuentes según su potencia y

caja.

CAJA POTENCIASobremesa AT 150-200 WSemitorre 200-300 WTorre 230-250 WSlim 75-100 WSobremesa ATX 200-250 W

6. UBICACION DE LA FUENTE DE PODER EN EL CASE

III. MATERIAL Y EQUIPO

Fuente de poder AT

Fuente de poder ATX

Multimetro

Puente

IV. PROCEDIMINETO

PARA LAS MEDICIONES DE:

CORRIENTE ALTERNA

1. Insertar un extremo del cable negro al multitester en la pared rotulada como COM.

2. Insertar una parte del cable rojo al multitester en la parte rotulada como VΩmA.

3. Mover el selector del multitester a ACV seleccionando el rango máximo de voltaje a medir.

4. Colocar las puntas roja y negra a la línea de la corriente de la pared (uno para cada orificio). Observar los resultados en display

CORRIENTE CONTINUA

1. Seguir loa pasos (1 y 2) de la medición para la corriente alterna.

2. Mover el selector del multitester a DCV seleccionando el rango máximo de voltaje a medir.

3. Colocar la punta del cable negro a un orificio del cable negro que sale de la fuente.

4. Colocar la punta del cable rojo al orificio de la corriente que se espera medir (ejemplo un cable amarillo) de la fuente de poder. Observar los resultados en el display.

V. PREGUNTAS Y RESPUESTAS

I) Llenar los cuadros con los valores que se pide (valores obtenidos en tensiónes de corriente al vacio)

DESCRIPCION FUENTE AT FUENTE ATXVoltaje de entrada 223 v 223 vVoltaje de salida ±5.6v ±12.46v ±3.6v ±5.6v ±12.8vPotencia de consumo 250watts 350wattsN° de conectores para HDD y lect. 4 4N° de conectores para FDD 2 2N° de conectores que se utilizan para alimentar a la mainboard

2 (P8 - P9)6+6=12 pines

1 (P1)20 pines

II) Responder las siguientes preguntas

1. Defina voltaje de corriente alterna y voltaje de corriente

continua.

Voltaje corriente alterna (AC)Es la corriente de uso domestico; la cual no se puede usar en equipos por la presencia de ondas. La corriente alterna se

caracteriza por que sus cargas cambian siempre de sentido. Es utilizado por los electrodomésticos y máquinas industriales

Voltaje corriente continúa (DC)Es la tensión constante; por lo tanto tiene variación de frecuencia, en este tipo de corriente las cargas (electrones) se mueven siempre en el mismo sentido. Además permite el funcionamiento de aparatos eléctricos que necesiten poca energía.

2. Defina polaridad positiva y negativa y en que tipo de corriente existe

3.Polaridad eléctrica, se basa en el supuesto de que la circulación de corriente por un circuito eléctrico consiste en el movimiento de cargas positivas libres. Puesto que el polo positivo de la fuente de eléctrica repele esas cargas y el polo negativo los atrae, la dirección de circulación de corriente, definida como el movimiento de cargas positivas libres, tiene que ser siempre del terminal positivo al negativo. Debido a las caídas y a las diferencias de tensión en un circuito, un punto tendrá una tensión más alta que el otro, es así que:

Polaridad positiva (+): Es el terminal en que es más alta la tensión: Estos terminales positivos se indican también por la letra P o S. Así como el signo (+).

Polaridad negativa (-): Es el terminal en el que es mas bajo el potencial o tensión. Estos terminales negativos se indican por la letra N o por la abreviatura NEG. Así como por le signo (-).

Cabe recalcar que las palabras positivas y negativas, describen la polaridad de los puntos de un circuito eléctrico con respecto a otros del mismo circuito.

Esta polaridad existe en el tipo de corriente continua ya que siempre ve desde un terminal positivo a otro negativo: Ejemplo:Las pilas, baterías y acumuladores.

3. Cual es la diferencia entre un interruptor y un pulsador

Interruptor, es un dispositivo que posee dos estados: prendido (ON) y apagado (OFF). Sirve para abrir y cerrar un circuito eléctrico en forma cómoda y segura y dejar pasar o interrumpir la corriente controlando así el funcionamiento de todo el equipo conectado a ese circuito.

Pulsador, es un dispositivo que posee solamente un pulso tanto para prendido como apagado. Por ejemplo el pulsador de los timbres eléctrico de las casas.

4. Cual es la función de un interruptor que se encuentre en

la parte posterior de la fuente de poder ATX

La función que cumple es la de variar el voltaje de acuerdo a la zona de ubicaron como es en el caso de EE.UU. es de 110v en

cambio en Perú es de 220 v. en la actualidad la mayoría de fuentes no poseen ya este interruptor ya que son auto rango de voltaje para cualquier parte del mundo.

Autorango

Selector

5. Que pasaría si una fuente de poder ATX utilizaría un

interruptor

Lo que pasarla es que cuando este en estado de OFF no se

accionaría nada pero cuando pasa al estado de ON se prendería

la computadora pero al momento (5 minutos) se volvería apagar

en el sur y así estaría continuamente.

6. Cuantos métodos existen para poner en

funcionamiento una fuente de poder

Existen dos métodos:

1. Como se puede observar en el grafico se haría un puente en el pin 14 con cualquier otro pin que se COM (tierra) lo cual emitiría una señal para encendido. O también topando la caja electrónica (CASE).

2. Estando conectada la fuente de poder a la placa madre y la placa madre a su ves al case se presionaria el pulsador del panel frontal para encender la computadora.

7. Como apagaría una fuente de poder que esta

funcionando perfectamente

Haciendo uso del sistema operativo o tambien mediante un

software de administrador de redes pagar equipoa distancia.

De otra manera seria teniendo presionado el pulso durante 3 a 4

minutos se apagaria pero no es la forma correcta.

8. Cual o cuales son las diferencias de las fuentes de

poder AT y ATX

FUENTES AT

En la fuente tenemos AT tenemos un cable que va hacia el

interruptor de encendido que se encuentra en el panel

frontal. Este cable en realidad esta compuesto por 4 cables

de los cuales 2 son de entrada y los otros 2 van a alimentar

a la tarjeta electrónica de la fuente.

En la fuente AT tenemos presente los conectores P8 y P9.

La fuente AT no es administrable.

Una fuente de poder AT moderna no introduce aire del

exterior al equipo.

Para apagar el Pc AT se realiza por medio de un interruptor.

Las fuentes de poder AT disponen del conector de 220VAC

de salida para conectar el monitor conmutado por el

interruptor del Pc.

FUENTES ATX

En la fuente ATX no tenemos los cables P8 y P9 . El botón

de encendido en un case ATX no es un interruptor sino un

pulsador.

En la fuente ATX cuentan con un solo conector de 20 pins,

denominados en la mayoría de los casos P1.

La fuente ATX es administrable.

Una fuente de poder ATX moderna introduce aire del

exterior al equipo.

Para apagar el Pc ATX se realiza por medio de un pulsador y

generalmente es necesario mantenerlo apretado por 4 o 5

segundos, aunque esto depende de un seteo en el BIOS

Setup.

La fuente ATX no disponen del conector de 220 VAC de

salida para conectar el monitor conmutado por el

interruptor del Pc.

9. Que debo hacer para probar una fuente de poder ATX

sin conectarla a una computadora

Se debe realizar un puente con un alambre entre el Pin 14 y

cualquier Pin de color negro (tierra) como lo es el Pin 15 o

cualquier otro o hacer contacto con la caja metálica de la fuente

de poder, acto seguido se empieza a probar con el multitester el

voltaje de cada una de los cables del conector ATX.

ALGUNOS TEMAS DE IMPORTANCIA ADJUNTOS

1. Tolerancia de las fuentes de poder

Las fuentes de poder poseen variaciones dependiendo de la capacidad de la fuente pero la tolerancia es el 25% del voltaje dado teóricamente. Un ejemplo : Que nos den el voltaje de +5 v entonces el 25%=1.25Por lo tanto la tolerancia seria de + 1.25Entonces su rango tolerancia seria de 5 + 1.25 = 6.25 v2. ¿Que problemas puede surgir con fuente defectuosa? Uno de los problemas que pueden surgir es dañar en forma inmediata la placa madre, el disco duro, disquetera, lectora ya que están se encuentran directamente conectadas. A su ves la placa madre puede dañar el microprocesador, memoria ya que están son lo mas sensibles. La fuente de poder se puede dañar especialmente cuando el cooler o ventilador se encuentre malogrado lo cual ocasionara un recalentamiento de sus componentes y a su ves se dañaran

También puede hacer que la computadora se reinicie cada cierto tiempo en forma automática esto se produciría por la falta de energía.

También puede colapsarse por el tiempo de vida de la fuente ya que si posee buen tiempo ya funcionando es muy probable que se tenga que cambiar de fuente, puesto a que sus componentes se van deteriorando (condensadores)

VI. BIBLIOGRAFIA

1. Ensamble su PC Pentium II, III y IV. Ediciones Publisystem Junio

2002 - Lima.

2. Microsoft Encarta 2006 – Biblioteca de consulta 2006

3. Paginas Web encontradas:

- www.monografias.com

- www.google.com