Fuente forward

Diseño de Fuentes Conmutadas

micro/bit
constr
trucción
fuente
Diseño y construcción de una fuente
alimentación conmutada
de alimentación conmutada tipo
orward
Forward de 60 W

TÉCNICAS
EDICIONES TÉCNICAS REDE
• Abril 2002

1

Diseño de Fuentes Conmutadas

Diseño y construcción de una fuente de
alimentación conmutada
tipo Forward de 60 W
Juan Manuel Miguel JiménezDepartamento de
Electrónica de la
Universidad de Valencia

La inmensa mayoría de equipos electrónicos se alimentan con tensiones
continuas provistas ya sea por pilas,
baterías o por fuentes de alimentación a partir de la red. En este último
caso, y hablando en términos muy
generales, las fuentes de alimentación pueden ser lineales y conmutadas. A pesar de que un buen diseño
de una fuente dealimentación convencional o lineal suele proporcionar
mejores factores de regulación y rizado, así como una menor impedancia
de salida que una fuente de tipo conmutado, son el rendimiento, el peso
y el volumen los factores que más
priman a la hora de decidirnos por
estas últimas. Como ejemplo orientativo, el rendimiento de una fuente de
alimentación lineal, en el mejor de los
casos, no llegaráal 40%, mientras
que el de una conmutada normalmente estará entre el 70% y el 90%.
Los campos en los que los sistemas
de alimentación conmutados encuentran aplicación son cada vez
más amplios y, en general, suele ser
en aquellos equipos que requieren
un elevado consumo. Así, sería impensable que un ordenador personal
actual incluyera una fuente de tipo
lineal, pues sus consecuencias seríanpoco deseables: un consumo que
podría llegar a medio kilovatio y más
de la mitad disipado en forma de
calor, así como un volumen y, sobre
todo, un peso que sería prácticamente insostenible(típicamente, de 5 a
10 veces más peso y volumen).
Pero el precio que debemos asumir es una complejidad muchísimo
mayor en el diseño y el análisis de las
fuentes conmutadas, además de
otrosinconvenientes como los mencionados más arriba.
En este trabajo se presenta el
diseño, análisis y detalles de construcción correspondientes a una
fuente de alimentación conmutada
tipo Forward (cuyo esquema teórico
se muestra en la figura 15), que se ha
construido como propuesta para la
asignatura de Fundamentos de Elec-

2

trónica de Potencia. La idea es abordar un proyecto en el que se tenganen cuenta parámetros esenciales
para su diseño, como los incluidos en
las ecuaciones que rigen su comportamiento en régimen estacionario, así como adentrarnos en otro
aspecto menos conocido, como resulta ser el análisis y diseño del lazo
de control, tan importante en el
comportamiento del sistema en régimen dinámico.
La topología forward que aquí
empleamos no es la más adecuada
paraconversores de baja potencia
como el de nuestro diseño, pero puede servir de referencia para otros de
mayor potencia y, de paso, aprovechamos para salir de la monotonía
del popular conversor Fly Back, del
que existen más ejemplos documentados por ser el más aconsejado para
las potencias que típicamente se
manejan (inferiores a 200W, aproximadamente).
Especificaciones
generales
Debido a nuestranula experiencia en este tipo de convertidores, y
considerando el riesgo que conlleva
la realización de un primer diseño conectado a la red, hemos decidido
usar un control en modo corriente
(por corriente programada) que garantiza mayor seguridad y sencillez
que uno de tipo convencional en
modo tensión. Para este propósito se
ha utilizado el conocido circuito integrado UC3845, modulador deancho de pulso (PWM) con controlador
en modo corriente, y un ciclo de trabajo máximo del 50% necesario para
evitar la saturación del núcleo del

transformador, por disponer de un
devanado desmagnetizador idéntico
al primario (ver Sec.6.3.2 de [1]).
Como características más destacadas de nuestro diseño, podemos
destacar las siguientes:
- Tensión de entrada máxima:
VEmax=340V (2202)
-...