Fuente lineal vs conmutada
En electrónica la fuente de alimentación o fuente de poder, es el dispositivo que convierte la Corriente Alterna (CA) en una o varias Corrientes Continuas (DC), que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta.
Las fuentes de alimentación para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuente de alimentación lineal y conmutada.
Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente; una fuente conmutada de la misma potencia que una lineal, será más pequeña, eficiente, pero compleja y por ende más susceptible a averías.
Las fuentes de poder lineales basan su potencia en un transformador, que es el encargado de bajar el voltaje de CA a un voltaje apto para la operación de la fuente, posterior a este transformador, las fuentes cuentan con diversos componentes pasivos que regulan, filtran y rectifican el voltaje de salida de la fuente.
La fuente lineal ofrece al diseñador tres ventajas principales:
- Simplicidad de diseño, operación suave y capacidad de manejar cargas; bajo ruido de salida y una respuesta dinámica muy rápida.
- Las desventajas del regulador lineal es su límite de aplicación; sólo pueden ser reductores de tensión.
- Fuentes de alimentación conmutadas.
Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma la energía eléctrica de CA a CD, este tipo de fuentes basa su funcionamiento en un conjunto de componentes que están encendiendo y apagando constantemente, al realizar esto elevan el voltaje para lograr aumentar la potencia a la salida, cuando logran obtener un voltaje aceptable pasan a la siguiente etapa, donde lo reducen nuevamente para aumentar la potencia de salida.
Las fuentes conmutadas tienen las siguientes ventajas:
- La eficiencia de las fuentes conmutadas está comprendida entre el 68 y el 90%, esto hace reducir el costo de los dispositivos de potencia.
- Debido a que la tensión de entrada es conmutada en forma de CA y ubicada en un elemento magnético, se puede variar la relación de transformación funcionando como reductor, elevador, o inversor de tensión.
- No es necesario el uso del transformador de línea, ya que el elemento de transferencia de energía lo puede reemplazar, funcionando en alta frecuencia, reduciendo el tamaño del transformador, de la fuente, reduciendo el peso y costo.
La desventajas de las fuentes conmutadas es su diseño más elaborado, el ruido es mayor que el de las fuentes lineales, es decir, en la salida y entrada irradia interferencia electromagnética y de radiofrecuencia, esto puede dificultar el control y no deberá ser ignorado durante la fase de diseño; por este motivo se deberán agregar protecciones de arranque suave y filtros de línea adicionales como etapas previas.
La fuente conmutada toma proporciones de energía de la entrada en pulsos de tiempos limitados para transferirlo a la salida en otras condiciones de corriente y tensión, por lo que le llevará mayor tiempo de restablecimiento al circuito para soportar variaciones en la entrada, a esto se le llama “respuesta transitoria en el tiempo”.
Para compensar este funcionamiento lento, los capacitores de filtro de salida se deberán incrementar para almacenar la energía necesaria por la carga durante el tiempo en que la fuente conmutada se está ajustando.
Para compensar este funcionamiento lento, los capacitores de filtro de salida se deberán incrementar para almacenar la energía necesaria por la carga durante el tiempo en que la fuente conmutada se está ajustando.
En general las fuentes conmutadas ofrecen una mejor eficiencia, aunque un ruido considerable a la salida puede llegar a afectar equipos delicados a diferencia de la fuente lineal, que nos proporciona una salida de voltaje estable y sin ruido.
En SYSCOM® podemos encontrar los dos tipos de fuentes para ofrecer una solución específica a la necesidad de nuestros clientes; lineales como las RS20A o conmutadas como la SEC1212.
Si desea mayor información sobre este artículo, por favor dirija su petición al Ing. Marco Antonio Topete a: marco.topete@syscom.mx y recibirá respuesta inmediata.