How SMPS (Class 100) Switching Power Supplies Work

Summary

Este video explica el funcionamiento de las fuentes de alimentación conmutadas, detallando cómo un comparador ajusta la señal de salida para mantener un voltaje constante. A medida que cambian las condiciones, como la resistencia de carga o la corriente solicitada, el tiempo durante el cual el transistor está activado se ajusta para regular la energía entregada al circuito. El video cubre desde las fuentes más simples, como las de cargadores móviles, hasta las más complejas, como las de computadoras o impresoras. También se menciona la división de las fuentes de alimentación en rectificadores y convertidores DC/DC conmutados.

Takeaways

• 😀 El voltaje de salida se controla mediante un transistor de conmutación, que regula el tiempo en que está activado para ajustar el voltaje promedio.
• 😀 Si la resistencia de carga aumenta, la corriente demandada disminuye, lo que hace que el voltaje de salida aumente.
• 😀 Para reducir el voltaje de salida, el tiempo en que el transistor está encendido debe ser reducido, lo que disminuirá el promedio del voltaje.
• 😀 La comparación entre el voltaje de referencia constante y el voltaje de salida del transistor se utiliza para regular el voltaje de salida.
• 😀 La variación del tiempo de conducción del transistor permite ajustar la cantidad de energía o voltaje entregado a la carga.
• 😀 El voltaje de salida se ajusta de acuerdo con el tiempo de conducción del transistor, lo que asegura que se mantenga constante.
• 😀 Las fuentes conmutadas se dividen en dos partes: un rectificador que convierte el voltaje alterno en voltaje continuo, y un convertidor DC-DC conmutado.
• 😀 Existen diferentes configuraciones para el convertidor DC-DC conmutado, y se utilizarán según las necesidades de la fuente.
• 😀 Las fuentes de conmutación son comúnmente utilizadas en cargadores de móviles, fuentes de alimentación para dispositivos como impresoras y computadoras.
• 😀 El diseño de fuentes de alimentación conmutadas varía en complejidad, desde las más simples en cargadores hasta las más avanzadas en fuentes de computadoras y otros dispositivos.

Q & A

¿Cuál es la principal ventaja de los fuentes de alimentación conmutadas frente a las lineales?

Las fuentes de alimentación conmutadas son más eficientes, más pequeñas y ligeras debido a que convierten energía a alta frecuencia, mientras que las lineales pierden energía en forma de calor, lo que las hace más grandes y pesadas.

¿Qué bloques componen una fuente de alimentación conmutada?

Una fuente de alimentación conmutada consta de varios bloques: protección, filtro EMC, rectificador primario, corrección del factor de potencia, interruptor de alta frecuencia, transformador de pulso, rectificador secundario, filtro de salida y sistema de retroalimentación.

¿Cómo funciona el control de la señal PWM en una fuente de alimentación conmutada?

El control PWM ajusta el tiempo en el que el transistor está conduciendo, es decir, controla el tiempo durante el cual la señal está alta. Esto regula el voltaje de salida, aumentando o disminuyendo el tiempo de conducción según la carga y el voltaje requerido.

¿Por qué es importante el filtro EMC en una fuente de alimentación conmutada?

El filtro EMC es crucial para evitar interferencias electromagnéticas. Filtra el ruido no deseado que podría afectar al rendimiento de otros dispositivos electrónicos y asegura que la fuente de alimentación cumpla con los estándares de compatibilidad electromagnética.

¿Qué sucede si la resistencia de carga aumenta en una fuente de alimentación conmutada?

Si la resistencia de carga aumenta, la corriente disminuye, lo que provoca que el voltaje de salida tienda a aumentar. Para mantener el voltaje constante, el tiempo durante el cual el transistor conduce se reduce, lo que disminuye la energía entregada al motor o carga.

¿Cuál es el papel de la retroalimentación en una fuente de alimentación conmutada?

La retroalimentación es esencial para mantener el voltaje de salida estable. Mide el voltaje y ajusta el tiempo de conducción del transistor, asegurando que la salida se mantenga constante, incluso con variaciones en la carga o en la entrada.

¿Qué diferencia hay entre una fuente de alimentación lineal y una conmutada en términos de tamaño y eficiencia?

Las fuentes lineales son más grandes y menos eficientes debido a la disipación de calor, mientras que las fuentes conmutadas son más compactas y eficientes porque utilizan un proceso de conmutación a alta frecuencia para convertir la energía sin pérdidas significativas de calor.

¿Cómo actúa el rectificador primario en una fuente de alimentación conmutada?

El rectificador primario convierte la corriente alterna (AC) de la red eléctrica en corriente continua (DC), que luego se utiliza como base para la conversión de alta frecuencia y la regulación del voltaje de salida.

¿Por qué se utilizan transformadores de pulso en las fuentes de alimentación conmutadas?

Los transformadores de pulso se utilizan para adaptar la corriente alterna de alta frecuencia a un nivel de voltaje adecuado para la salida. Son una parte fundamental para la conversión eficiente de energía en las fuentes conmutadas.

¿Qué hace la corrección del factor de potencia en una fuente de alimentación conmutada?

La corrección del factor de potencia mejora la eficiencia del sistema al asegurarse de que la corriente extraída de la red eléctrica esté en fase con el voltaje, lo que reduce las pérdidas de energía y evita la sobrecarga en la red.