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4. LA FUENTE DE PODER
Una fuente de poder o alimentación es un circuito electrónico que tiene en su entrada un voltaje de corriente alterna y proporciona como salida un voltaje en corriente directa. La carga de una fuente de poder puede ser una resistencia o la combinación de un circuito complejo formado por Resistencias, condensadores, bobinas y semiconductores.
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) La fuente de poder del PC suministra los niveles de voltaje requeridos a la tarjeta principal, dispositivos IDE, SATA, INDICADORES, UNIDADES USB, DISQUETES etc. Existen dos tipos de fuentes para PC la fuente de Poder AT y ATX siendo esta ultima la que se usa hoy en día. La gran diferencia entre los dos tipos de fuentes, varía en la forma de sus conectores y la forma de encendido. En La AT la fuente se activa a través de un interruptor (switche), mientras que en la ATX se activa a través de un pulsador conectado a la tarjeta principal, lo cual nos permite encender o apagar la fuente de poder con software o a través de la red.
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 línea 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 estaríamos ofreciéndole 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, aún no nos sirve de nada, porque no es constante, y no nos serviría para alimentar a ningún 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.
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 comencemos 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.
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 está 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.
6. UBICACION DE LA FUENTE DE PODER EN EL CASE
4.1 PARTES PRINCIPALES DE LA FUENTE DE PODER
4.2 CONECTORES DIRECTOS A LA TARJETA PRINCIPAL
En el sistema AT el cable se divide en dos piezas lo cual dificulta su conexión, debido a que son físicamente idénticos, solo marcados por las siglas P8 y P9 este sistema igualmente nos crea otro problema y es la distribución del cableado interno de la torre, al diversificarse en dos conectores, el espacio se reduce y al querer cambiar cualquier componente estorbaría mucho el trabajo.
En el sistema ATX el conector para la placa base, es un conector compacto el cual con una sola pieza alimenta la parte más imprescindible de un equipo informático. Al ser una pieza única no nos dificulta tanto el manejar la placa, ni sus circuitos o componentes si decidimos cambiar cualquier cosa.
Por lo general es un solo conector de 20 pines el que alimenta a las placas base o board del tipo ATX. Aunque hoy en día con la salida de las board para Pentium 4 y el Socket 775 se han incorporado 4 pines más, uno de cada voltaje (12, 5 y 3.3V para alimentar dispositivos PCI express) más uno de masa. Posteriormente también a las fuentes se les añadió unos conectores de alimentación especiales para discos SATA.
En la figura inferior podemos ver los niveles de tensión que suministra la fuente de CÓDIGO DE COLORES ESTÁNDAR PARA LOS CONECTORES ATX
poder, así como tres pines adicionales de control denominados: 5VSB; PS_ON y PWR_OK , recuerde que COM es el negativo o cero voltios. (Cables negros)
El conector o pin de 5VSB (Cable Violeta) es el que mantiene una pequeña corriente para alimentar el circuito de la placa base que se ocupa de gestionar el momento de arrancar (recordemos: a una hora determinada, por pulsación del teclado, por Wake On Lan, tras pérdida de la corriente, etc)
El conector o pin PS_ON (Cable Verde) lo usa la tarjeta principal para indicarle a la fuente de alimentación que se encienda. Se activa bajando su voltaje a 0V y por eso al cortocircuitarlo con un cable de tierra la fuente arranca.
Finalmente, la fuente pone la señal PWR_OK (cable gris) activa para indicarle a la placa base que está suministrando voltajes dentro de las especificaciones.
