¿Qué significa fuente de alimentación conmutada?
Una fuente de alimentación conmutada (SMPS) es un circuito electrónico que convierte la energía utilizando dispositivos de conmutación que se encienden y apagan a altas frecuencias, y componentes de almacenamiento como inductores o condensadores para suministrar energía cuando el dispositivo de conmutación está en estado de no conducción.
Las fuentes de alimentación conmutadas tienen un alto rendimiento y se utilizan mucho en diversos equipos electrónicos, como ordenadores y otros equipos sensibles que requieren una alimentación estable y eficaz.
Definición de fuente de alimentación conmutada
Las fuentes de alimentación conmutadas se clasifican según el tipo de tensiones de entrada y salida. Las cuatro categorías principales son:
- CA a CC
- CC a CC
- CC a CA
- CA a CA
Una fuente de alimentación conmutada aislada básica de CA a CC consta de:
- Rectificador de entrada y filtro
- Inversor formado por dispositivos de conmutación como los MOSFET
- Transformador
- Rectificador y filtro de salida
- Circuito de realimentación y control
La alimentación de CC de entrada procedente de un rectificador o una batería se introduce en el inversor, donde se enciende y se apaga a altas frecuencias de entre 20 KHz y 200 KHz mediante los MOSFET de conmutación o los transistores de potencia.
Los impulsos de tensión de alta frecuencia del inversor se envían al devanado primario del transformador, y la salida secundaria de CA se rectifica y suaviza para producir las tensiones de CC necesarias. Un circuito de realimentación supervisa la tensión de salida y ordena al circuito de control que ajuste el ciclo de trabajo para mantener la salida al nivel deseado.
Existen diferentes configuraciones de circuito conocidas como topologías, cada una con características, ventajas y modos de funcionamiento únicos, que determinan cómo se transfiere la potencia de entrada a la salida.
La mayoría de las topologías utilizadas habitualmente, como flyback, push-pull, medio puente y puente completo, constan de un transformador para proporcionar aislamiento, escalado de tensión y múltiples tensiones de salida. Las configuraciones no aisladas no tienen transformador y la conversión de potencia la proporciona la transferencia de energía inductiva.
Ventajas de las fuentes de alimentación conmutada:
- Mayor eficiencia del 68% al 90%
- Salidas reguladas y fiables independientemente de las variaciones en la tensión de alimentación de entrada
- Tamaño pequeño y más ligeras
- Tecnología flexible
- Alta densidad de potencia
Desventajas:
- Genera interferencias electromagnéticas
- Diseño de circuito complejo
- Caras en comparación con las fuentes lineales
Las fuentes de alimentación conmutadas se utilizan para alimentar una gran variedad de equipos, como ordenadores, aparatos electrónicos sensibles, dispositivos que funcionan con baterías y otros equipos que requieren una alta eficiencia.