Power de swictheadas

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN 2
1.1 JUSTIFICACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 3
1.1 OBJETIVO GENERAL 6
1.2 OBJETIVO PARTICULAR 6
2. MARCO HISTÓRICO 7
2. 1 FUENTES CONMUTADAS 7
2.1.1 RECTIFICACIÓN Y FILTRO DE ENTRADA 7
2.1.2 PICO DE ARRANQUE 8
2.1.3 PROTECCIÓN CONTRA TRANSITORES 8
2.3 TIPOS DE FUENTES CONMUTADAS 9
2.3.1 DE RETROCESO (FLYBACK) 9
2.3.2 FLYBACK DESALIDAS MÚLTIPLES 10
2.3.3 DIRECTO (FORWARD) 11
2.3.4 FORWARD DE SALIDAS MÚLTIPLES 12
2.3.5 CROSS OVER (PUSH-PULL) 12
2.3.6 SEMIPUENTE 13
2.3.7 PUENTE (BRIDGE) 15
2.4 CONTROL DE MODO CORRIENTE 17
2.5. FUENTES RESONANTES 19
2.6 ACTUALIDAD 21
3. EJEMPLO DEL DISEÑO DE UNA FUENTE CONMUTADA 22
3.1. DESARROLLO 23
3.2. EL CIRCUITO DE ENTRADA LINEAL 24
3.3. LOSRECTIFICADORES DE SALIDA 26
3.4 EL TRANSFORMADOR DE POTENCIA 26
3.5 CÁLCULO DEL CHOKE L2, C3 Y C10 DE SALIDA 31
3.7. CIRCUITO COMPLETO 37
3.7.1. COSTOS DE LOS COMPONENTES BÁSICOS 39
4. CONCULUCIONES 40
5. REFERENCIAS 41

1. INTRODUCCIÓN

Todo dispositivo electrónico requiere de una fuente de alimentación para su funcionamiento. Si bien bajos consumos pueden ser alimentados desdebaterías, la mayoría de los equipos toman su alimentación de la red, convirtiendo el voltaje alterna en adecuados valores de continua.

Prácticamente todas las fuentes de alimentación incluidas en equipos actuales, tanto en los de uso industrial o de instrumentación, como en computadoras o en dispositivos de consumo masivo, cuentan con fuentes del tipo conmutado, conocidas también por las inicialesSMPS, derivadas de su denominación en inglés, Switched Mode Power Supply.

En este tipo de reguladores, la transferencia de energía desde la entrada a la salida no se realiza en forma continua, sino en forma de paquetes mediante la inclusión de elementos reactivos que actúan como acumuladores de energía. Esto es posible gracias a las tecnologías desarrolladas para la fabricación de los elementosactivos y pasivos requeridos en el diseño de fuentes conmutadas. El advenimiento de transistores MOSFET de potencia con altas capacidades de conmutación, junto con la disponibilidad de diodos de alta velocidad y superiores materiales magnéticos han impulsado definitivamente la adopción de este tipo de circuitos convertidores como base de diseño de todo tipo de fuentes de alimentación.

1.1JUSTIFICACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La elección del uso de una fuente de alimentación conmutada, o una fuente lineal en un diseño particular está basada en las necesidades de la aplicación. Ambos tipos de fuentes de alimentación tienen sus ventajas y desventajas.

La fuente lineal ofrece al diseñador tres ventajas principales:

• Simplicidad de diseño.
• Operación suave ycapacidad de manejar cargas. Bajo ruido de salida y una respuesta dinámica muy rápida.
• Para potencias menores a 10W, el costo de los componentes es mucho menor que el de las fuentes conmutadas.

Las desventajas del regulador lineal es un límite de aplicación. Sólo pueden ser reductores de voltaje, lo que significa que se necesitará una caída de voltaje aceptable para poder controlar lapolarización de la etapa de potencia lineal y la regulación en la línea. En aplicaciones de línea de 50Hz, deberán utilizarse transformadores de línea adicionales de gran volumen, condicionando su versatilidad y practicidad.

Segundo, cada regulador lineal puede tener sólo una salida. Por esto, para cada salida regulada adicional necesaria, deberá incrementarse el circuito de potencia.

Tercero, yquizás el más importante es su eficiencia. En aplicaciones normales, los reguladores lineales tienen una eficiencia del 30 al 60%. Esto significa que por cada Watt los costos se irán incrementando. Esta pérdida llamada “headroom loss“, ocurre en el transistor de paso y, desafortunadamente es necesaria para polarizar la etapa de potencia y para cumplir con las especificaciones de regulación de...
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