mantenimiento fuentes de alimentacion

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o,'5,,'~ Fuentes de alimentaclon para equipos de imagen
 
La fuente de altrnentacion es, como sabemos, el 
circuito encargado de proporcionar la energia a los 
diferentes procesos de un equipo. Su rnision es funda­
mental, puesto Que debe dotar de las tensiones de pola­
rizacion adecuadas a cada etapa, y ser capaz de surni­
nistrar la corriente suficiente para que los demas 
circuitos trabajen adecuadamente. 
Los equipos de imagen son una familia de aparatos 
bastsnte heteroqenea. Las necesidades de una carnara 
de video no coinciden con las de un magnetoscopio, 
y eso nos lleva a utilizar Fuentes de alimentacion de 
diferentes ti pos. En esta Unidad estudiaremos tres 
estructuras diferentes, cada una con sus propias apli­
caciones: 
~ !:~ ,t;. Fuentes de alimentacion lineales 
Principio
 
ii' de funcionamiento
 
Una Fuente de alimentacion lineal se encarga de pro­
porcionar, a partir de la tension alterna de la red elec­
trica, las tensiones y corrientes necesarias en los dife­
rentes circuitos que forman un equipo. Para ella utiliza 
una estructura como la que aparece en la Figura 15.1, 
basada en cuatro bloques basicos: 
•	 Transformad6n. Adapta el nivel de la seiial de red 
a la tension necesaria para alimentar el circuito. La 
entrada y la salida son tensiones alternas. 
•	 Recti~n. Transforma la serial alterna del 
transformador otra, cuya corriente no cambia de 
)( 
Transformaci6n 
Entrada 
de red 
Fig. 15.1. Estructura basica de una fuente de alimentaci6n lineal. 
• Fuente de alimentation lineal. Es la de uso mas 
generalizado en equipos eiectronicos. La encontra­
remos en los magnetoscopios, en las cabeceras de 
amplification de antena, etcetera. 
• Fuente de alimentaci6n conmutada. Permite 
suministrar una gran potencia con un tamaiio redu­
cido. La practice totalidad de los receptores de 
television utilizan este tipo de Fuente. 
• Convertidores DC/DC. Si el suministro de energia 
procede de una bateria, utilizaremos un converti­
dor para conseguir las tensiones de polarizacion. 
Las camaras de video incorporan este tipo de cir­
cuitos. 
sentido. La tension de salida sera continua, de tipo
 
pulsatorio.
 
•	 Filtrado. Reduce las variaciones de la tension de 
salida del rectificador. As], la seiial va adoptando 
un nivel mas 0 menos estable, aunque existira aun 
un cierto rizado en la tension de salida del filtro. 
•	 Estabilizacton. Tarnbien llamada regulaci6n, se 
encarga de que la tension de salida mantenga en 
todo momenta el valorexacto que se necesita para 
polarizar el circuito. Para ella regula su resistencia 
interna, de forma Que neutralice las fluctuaciones 
de la tension de fntrada. Su funcionamiento es 
lineal, lo que da r(Jmbre a toda la estructura de la 
Fuente de alirnentacion, 
to 
Salida 
Filtrado 
, 5. Fuentes de allmentaclon 
15.2 Fuentes de alimentaci6n lineales 
CircuitosB~ reales 
Utilizando este principio fundamental, podemos encon­
trar numerosas fuentes de atimentacion, si bien su 
estructura se adapta a las necesidades del aparato al 
cuaL suministraran energia. En La figura 15.2 aparece 
una fuente de alirnentacion lineaL compLeta, como La 
que podriamos encontrar en un magnetoscopio 0 un 
Lector de OVO. Aunque a primera vista puede parecer 
muy compleja, si La analizamos con detenimiento 
veremos que su funcionamiento es bastante sencilLo. 
Sobre el esquema se han resaltado Las diferentes areas 
funcionaLes, utiLizando Los mismos colores que en La 
estructura basica. Como podemos observar, aparecen 
Los bLoques estudiados, formando varias configuracio­
nes diferentes. Iarnbien tenemos bLoques nuevos, que 
compLementan 0 mejoran eL disefio basico. 
El circuito toma la tension de red, y tras pasar porun 
fusibLe de proteccion. La LLeva hasta un primer fiLtro, 
que no aparece en La estructura basica. Se trata de un 
filtro de red, de tipo paso bajo, que bloqueara cuaL­
quier serial transitoria de aLta frecuencia que pudiera 
existir en La red electrica, evitando asi que entre en 
nuestro aparato. Acontinuaci6n La serial aLterna de red 
se aplica al primario deL transformador, situado entre 
Los contactos 1 y 2. Sabemos que un transformador s6Lo 
puede tener un primario, por eL cuaL se Le apLica la ener­
giadesde La red. Sinembargo, podremos encontrar que 
eL circuito tiene varios secundarios, entre los que se dis­
tribuira la potencia deL primario segun La cantidad de 
espiras de hilo que contengan. Cada uno de estos 
secundarios realizara una funci6n distinta, creandose a 
partirde ellos tensiones diferentes segCtn Las necesida­
des de poLarizaci6n de Los circuitos deL equipo. 
EL primero de Los seeundarios proporciona una tension 
alterna de4 V, quese extrae directamente de La fuente. 
Esta tension aLterna se necesita para caldear Los fila­
mentos de Las oantallas fluorescentes deL frontaL del 
aparato. Tarnbieri sta esta pequefia pantaLla LLegara 
La tensi6n de - 25 Vq e genera a partir del secun­
dario inferior deL esquema, e Los puntos 8 y 9 deL 
transformador. Desde estos termin se L va la serial 
hasta eL rectificador de media onda 06, uyo anode 
tendremos ya una tension negativa de car or pul­
sante. Esta tension se filtrara a traves de La red formada 
par C8, C9 YL3, obteniendo asi una tension que, aun 
conteniendo un cierto rizado, se mantiene en torno a 
Los 25 Vnegativos. 
Entre Los terminales 7 y 8 del transformador obtene­
mos La sefial procedente de otrode Los secundarios deL 
transformador. Esto nos permite estabLecer otra cadena 
de alimentacion, que contara con el diodo 05 como 
eLemento rectificador, tambien en confiquracion de 
media onda. Una vez rectificada, La sefial pasa a La 
etapa defiLtrado, formada en este caso por C6, C7 y La 
bobina L2. La misi6n de esta etapa de alimentacion 
sera polarizer los circuitos digitaLes, con una tension 
continua de 5 V. Estos circuitos integrados necesitan 
Fig. 15.2. Esquema 
electtico de una 
fuente de alimenta­
",""":,.C­ cion lineal. 
-----------J~ 
1)-------------------------1 AC4V 
e---------+--------1 +5V 
GND 
<­ 1::i<":·':~.:;:.,,, •.,., c' . ~15. Fuentes de allmentaclon 
15.2 Fuentes de alimentaci6n lineales 
que la tensi6n de alimentaci6n no tenga fluctuaciones 
de voltaje, por lo que sera necesario utilizar una etapa 
deestabilizaci6n. De ellase encarga el popular circuito 
7805, que fijara la tensi6n de salida a 5 Vde forma 
permanente. Por ultimo, el condensador C8 elirninara 
cualquier posible ruido generado porel propio circuito 
estabilizador 0 por su carga. Como vemos. esta red de 
alimentaci6n cum ple. con una disposici6n fisica muy 
sencilla, con todos los preceptos de la estructura 
basics de la fuente de alimentaci6n. 
, La ultima de las lineas de alimentaci6n toma la serial del 
secundario situadoentre losterminales 5 y 6 del trans­
formador, que dara paso a un rectificador en puente, que 
utiliza los diodos Dl a D4. Estamos ante la red de ali­
mentaci6n principal del aparato, y nos interesa utilizar 
los dos semiciclos de la serial alterna, para aprovechar 
mejor la energia del transformador y tener un rizado 
menor en lasalida. Los condensadores C2 y C3 se encar­
qaran de filtrar la serial rectificada. Como es habitual, 
se utilizan condensadores de gran capacidad (C2 = 2200 
IJ F) para filtrar lossemiciclos de la serial rectificada. La 
capacidad de C3 es insignificante si la comparamos con 
la de [2, par lo que no afectara al filtrado de la serial de 
100 Hz de la salida del rectificador. Este condensador se 
encarqara de derivar amasa sefiales de frecuencias mas 
altas, quedando asi limpia la serial de cualquier ruido 
electrico. Aqui tambien se ha dispuesto un segundo 
fusible, que proteqera la linea principal de alimentaci6n 
de corrientes superiores a 1,5 A. 
La serial filtrada se aplica ahora al estabilizador Ul, 
cuya tension de salida, defi nida por las resistencias R2 
y R3, sera de 15 Vde corriente continua. Esta tensi6n 
servira "ra alimentar motores, y dispositivos que pre­
cisen de una cierta potencia dentro del aparato. Perola 
mayor parte de los circuitos integrados se alimentaran 
a 12 V, por lo que se monta un segundo circuito esta­
bilizador que, a partir de esta tensi6n de 15 voltios, 
obtiene los 12 Vde alimentaci6n general. En la mayo­
ria de los equipos electr6nicos actuales encontraremos 
la posibilidad de entrar en el modo de stand-by, en el 
que el aparato tiene inactivas la mayoria de sus fun­
ciones, pero permite la reactivaci6n a traves del mando 
a distancia. Este modo de funcionamiento obliga a que 
la fuente de alimentaci6n permanezca siempre en fun­
cionamiento, puesto que debe suministrarenergfa al 
sistema de control de funciones para que detecte la 
entrada de datos desde el receptor del mando a distan­
cia. Paralelamente, la fuente debera ser capaz de des­
conectar aquellos circuitos no imprescindibles, redu­
ciendo asi el consumo durante este estado de repose, 
Estas operaciones se consiguen a traves del transistor 
Ql, que polarizado a travesde las resistencias Rl y R4 
actuara como interruptor electr6nico, trabajando entre 
los estados de corte y saturaci6n. 
Cuando se conecta el equipo a la red, el transformador 
recibe la serial alterna y la transfiere a lossecundarios. 
Sequn hemos estudiado, se qenerara la tensi6n de + 5 
voltios para alimentar al microprocesador de control y 
al receptor de infrarrojos, por lo que este dispositivo 
entrara en funcionamiento. Iarnbien se generan las ten­
siones necesarias para que el visualizador funcione, 
pudiendo mostrar en este estado, porejemplo, un reloj 
sobre la pantalla del equipo. Sin embargo, el sistema 
de control mantendra el equipo en stand-by, porloque 
el transistor bloqueara el funcionamiento del estabili­
zador U1, no existiendo entonces las tensiones de+ 15 
Y+ 12V. Al pulsar la tecla deencendido, bien en el pro­
pia aparato 0 a traves del control remote, el sistema de 
control activara la lineaon/off, y con ella al transistor 
Q1, que perrnitira que el estabilizador U1, y porconsi­
guiente el U2, suministren las tensiones necesarias para 
iniciar el funcionamiento de todo el aparato. 
Aunque en este esquema se han utilizado estabiliza­
dores integrados, estos circuitos pueden adoptar 
estructuras muy dispares. Podremos encontrar estabi­
lizadores simples, formados por un diodo zenery una 
resistencia limitadora, y tambien circuitos reguladores 
a transistores. Sin embargo, el nivel de integraci6n va 
en aumento, y tambien es posible encontrar circuitos 
integrados que contienen todos los estabilizadores que 
el equipo necesita para funcionar, lo que si bien sim­
plifica notablemente el cableado, hace que el circuito 
2-3. PW-l. 2. 3 BOARD POWER SUPPLY CIRCUIT DIAGRA 
r	 ' - ' - ' - ' "":""1 IC5~1 Slk~J.<H, VOLTAGE REG AIOR' PW-2 I 
ALWA'r'$ -45V 
A.LWAYS 55V 
TG CP-I (PW-Al 
Cl'b4 J 
JW5J I 
0451 I 
t GNO I~H} 
6 LWAYs-'-13-\i(~) 
GNO {MCI 
AC 2.'N 
AC2":9V 
9 JIoLWAl'S 5V 
:a "l-~A-YS"'i3vi I>lH ~ 
-~~n I GND =:J 
II GNO 
.-:5101 f/:,'o;> 
,.51( 1/;:-0. ;.'5>< II;>" 
'-j--------­
PW-l GNO 
PI-lJI21/SPr-GIT? 
--t--'r---'6""~:.>;~..---­
I~OO~', 
2'iO~ 
('.,1<>:2 
.?2C{1.'?~ • 
OS10'1 
15$2'4 
Ihi {J'r~.~: ";0' 
I 
I 
Fig. 15.3. 
Fuente de ali­
mentaci6n con 
..--- --- ---- --_.-­
con pocos componentes, hace quesean faciles de repa­
rar, al diferenciarse facilmente sus distintas areas fun­
cionales, Sin embargo, la utilizaci6n de un transforma­
dor a frecuencia de red hace que su rendimiento sea 
bajo, con excesivas perdidas de energia que obligan a 
aumentar su tamafio y peso. Por eso, euando el consumo 
t)':II01.OO102---DSFlorcestabilizador 05103,0'510'·--Gl".I0DL 
•	 ,,"_'O_5-OSI0B---DSl<IOCLintegrado. 
no sea tan intuitivo. En la figura 15.3 se puede obser­
var una Fuente de alimentaci6n quetiene centralizados 
los circuitos de estabilizaci6n en el regulador de ten­
si6n multiple STK 5446. 
Las	 Fuentes de alimentaci6n lineales son, como ya 
hemos comentado, los sistemas de alimentaci6n de uti­ empieza a elevarse se plantean otros tipos de Fuente de 
lizaci6n mas difundida. Suestructura clasica, sencilla y alimentaci6n, que estudiaremos a continuaci6n. 
15,3 Fuentes de allmentacion conmutadas 
Frente a las clasicas Fuentes lineales, cada vez son mas 
los fabricantes que deciden montar sistemas de ali­
mentaci6n conmutados. Sus ventajas son evidentes, ya 
que su mejor rendimiento enerqetico hace que se 
calienten menos, al tiempo que disminuyen su tamaiio 
y peso. Paralelamente, un consumo mas bajo supone 
utilizar componentes de menor potencia, reduciendo 
asi los costes del circuito. 
A Principio 
'"1! ti de funcionamiento 
El diagrama basico de unaFuente de alimentaci6n con­
ll, .... mutada aparece representado en la Figura 15.4,y,es· 
sensiblemente distinto al de las Fuentes lineales. 
En primer lugar, la tension que llega de la red electrica 
se rectifica directamente, sin utilizar transformador 
de entrada. Este rectificador, generalmente de doble 
onda, entrega la serial pulsatoria de SlJ salida a un fil­
tro. que obtendra una onda de nivel mas estable. 
Mediante estos dos bloques se erea una Fuente de ali­
mentaci6n primaria, que proporciona una tensi6n con­
tinua de mas de 300 V, que tendra fundamentalmente 
dos funciones: 
a)	 Sera la base de la cual obtendremos los pulsos 
necesarios para el funcionamiento del resto del cir­
cuito. . 
----------::-:======= 
.-- 15. Fuentes-de-alsmenteclon 
15.3 Fuentes de alimentaci6n conmutadas 
Enlrada 
dered 
'ffiJ[L 
, "WL, 
b)	 Una vez reducido su valor mediante resistencias, 
servira para alimentar inicialmente el oscilador y el 
comparador que aparecen en el diagrama. 
Al recibir alimentacion, el oscilador ernpezara a gene­
rar una onda, de varias decenas de kilohercios, que se 
aplicara al modulador PWM. En su estado de inicio, este 
modulador sacara porsu salida un pulso generado a 
partirdel oscilador, quese aplicara al conmutador. Este 
elemento, formado casi siempre por un transistor, se 
polariza en estado de saturacion cuando recibe el pulso 
del modulador, y se situa en corte cuando no recibe 
serial de excitacion, Por 10 tanto, los pulsos procedentes 
del modulador serviran para trocear la tension conti­
nua que tiene el conmutador en su entrada, aplican­
dole al transformador unos impulsos de alta frecuencia 
y elevada tension. Esta operacion hace que se conozca 
este tipo de Fuente como chopeada, por el terrnino 
inqles chopper (troceador). 
En este punto del circuito utilizaremos un 
transformador, como medio para adaptar la ten­
sion de entrada a las requeridas por los circui­
tos a alimentar. Sin embargo, la frecuencia de 
La serial que se le aplica es mucho mayor que en 
las Fuentes lineales, lo que reduce sensible­
mente las erdidas de este componente. De 
hecho, tarnafio de este transforrnador es 
muc menor que el utilizado para conseguir 
u potencia de salida simiLar en las Fuentes 
ineales. Al aplicarle los pulses. en el secunda­
rio del transformador tendremos una sefial 
alterna, si bien no es de tipo senoidal. Para 
obtener a partir de esta serial La tensi6n conti­
nua de alimentacion utilizaremos una segunda 
red de rectificaci6n y filtrado. A diferencia de 
la primera, ahora no sera necesario utilizar rec­
r---~~, 
Salida 
RUm 
Fig. 15.4.	 Principia de funcionamienta 
de unafuente canmutada. 
tificadores de doble onda, puesto que la mayor fre­
cuencia de la serial hace mas sencilla la obtencion de 
una tensi6n constante. Esta razon hace que tambien la 
capacidad necesaria en los condensadores de filtrado 
disminuya, e incluso que en muchos casos no sea nece­
saria la utilizacion de estabilizadores posteriores. 
B
 Tecnicas de regulad6n en
 'if> fuentes conmutadas 
Para poder mantener la tension de salida constante, las 
Fuentes conmutadas establecen un lazo de realimen­
tad6n. Este bucle se forma a partir de la tensi6n del 
secunda rio del transformador, del cual se obtendra una 
muestra para conocer los posibles cam bios que se pro­
duzcan en la tension de salida. Estos cambios suelen 
suceder cuando se modificael consumo de potencia del 
circuito al que se alimenta, y debemos establecer un 
sistema que los neutralice. El sistema empleado consis­
Regulaci6n par frecuencia variable 
In'-----L
!~ tan.,: :>1 ton _: 
Frecuencia minima = t onmaximo = energia maxima 
v 
Frecuencia maxima =t onminima =energia minima 
Fig. 15.5. Sistemas de regulaci6n enfuentes canmutadas. 
15. Fuentes de alimentaci6n 
15.3 Fuentes de alimentaci6n conmutadas 
te en comparar La muestra de la tension del secundario .. con una tension de referencia, y modificar la energia 
que el conmutador aplica al primario del transformador 
para conseguir compensar lasvariaciones de la tension 
de salida de la fuente de alirnentacion. Como vimos, el 
oscilador es el encargado de marcar el ritmo de trabajo 
delinterruptor. Para poder mantener la tension de salida 
estabilizada, debemos modificar el tiempo en el que el 
conmutador permanece aplicando tension sobre el pri­
mario deltransformador, denominado tiempo de activa­
cion (t"n~ Esto se puede lograr de dos modos distintos: 
•	 Variando la frecuencia de la sefial, Si aplicamos 
una serial de frecuencia variable al conmutador, 
estaremos modificando la cantidad de enerqia que 
se inyecta al transforrnador. Una seiial de alta fre­
cuencia tendra durante poco tiempo el conmutador 
activado, por lo que la cantidad de energia trans­
ferida al primario sera pequeiia. Al disminuir la fre­
cuencia de conrnutacion, se aumenta paralelamente 
el tiempo de activacion, y con el la cantidad de 
energia que recibe el transformador. 
•	 Variando la duraci6n de los pulsos. Otra posibili­
dad de modificar la cantidad de campo maqnetico 
que se induce en el transformador consiste en variar 
el cielo de trabajo de la seiial de control del con-
a) Mediante secundarioespecifico 
Zona noaislada 
b)Mediante transformador separador 
c)Mediante optoacoplador 
Fig. 15.6. Temicas de extracCi6n de la miiestra de regultldon:' 
mutador. Aunque la frecuencia no vane, si mante­
nemos mas tiempo el pulso a nivel alto, pasara mas 
corriente a traves del prirnario. Por lo tanto, una 
seiial de anchura de pulso variable (PWM) podra ser 
adecuada para regular la cantidad de energia quese 
aplica sobre el transformador, de forma que se man­
tenga estable la tension de salida de la fuente. 
Cualquiera de las dos opciones supone quejunto al com­
parador tendremos un circuito modulador, encargado de 
modificar laseiial delosciLador. SegOn elequipo concreto, 
podremos encontrar fuentes quetrabajan porfrecuencia 
variable, por anchura de pulsos variable, e incluso que com­
binan las dos tecnicas simultaneamente. Esto supone que 
el comparador tendra asociado un sistema de control, que 
rnodificara los parametros de laseiial quese aplica al con­
mutador en funcion de las variaciones detectadas en la 
muestra de latension desalida. 
C Extracci6n o	 de la muestra 
Como ya comentamos en la Unidad 8, el transformador 
de las fuentes de alimentation, adernas de servir para 
cambiar elvalor de La tension de entrada, proporciona un 
aislamiento qalvanico muy interesante como medida de 
proteccion ante descargas electricas, En el caso de fuen­
tes conmutadas, la zona conectada directamente a 
la red se abarcara toda la fuente primaria, el con­
mutador, el oscilador y el sistema de control, ade­
mas del primario del transformador. En el disefio, 
resulta fundamental no conectar zonas aisladas de 
la red con otras que no lo estan, por lo que ten­
dremos circuitos totalmente independientes a uno 
y otro lade del transformador. Ineluso las masas 
seran diferentes, lo que nos obliqara a considerar 
dedonde tomamos la referenda a la hora de reali­
zar medidas en el circuito. Sin embargo, si obser­
vamos el diagrama de bloques notaremos que hay 
una linea queincumple laseparation imprescindi­
ble entre lasdoszonasde la fuente: se trata de la 
linea de retorno de la rnuestra, necesaria para la 
requlacion, En realidad, vamos a ver como esta 
linea transfiere su informacion sin necesidad de 
tenercontacto Fisico con lazona no aislada delcir­
cuito. 
Precisamente una de las caracteristicas que dife­
rencian unas fuentes conmutadas de otras es la 
forma de extraer esta muestra, pudiendo encon­
trar tres tecnicas distintas: 
--------------------------
15. Fuentes de allmentacion.. 
15.3 Fuentes de alirnentacion conmutadas 
Ff 
T250V 3A 
Fig. 15.7. Esquema ellictrico de una fuente conmutada. 
•	 Mediante unsecundario especifico. La forma mas 
comun es diseiiar eL transformador de modo que 
contenga un secundario espec1fico para La toma de 
La muestra. De esta forma, se tendra una referencia 
fieL de La energiaque circuLa por eL transformador, 
y aL tomar La seiiaL mediante induccion deL campo 
maqnetico generado por eL primario, no existira 
contacto aLguno con eL resto de Los secundarios. 
•	 Mediante un transformador separador. Si quere­
mos tomar La muestra desde eL secundario de La 
fuente, podemos coLocar un pequeiio transforma­
dor que transfiera La seiiaL hacia eL comparador. Asi 
tendremos garantizada La separacion qalvanica 
entre Las dos areas deL circuito. 
•	 Mediante un optoacoplador. Para transferir una 
seiiaL sin contacto fisico, podemos optar por con­
vertirla en seiiaLes lurninosas, y transferirla en este 
formato hasta un fototransistor, que La devolvera 
aL pLano electrico, A diferencia de Los otros dos 
m' dos, La muestra se tomara desde La saLida de 
fuente, por Lo que se trata de un niveL de ten­
sion continua en Lugar de una seiiaL aLterna. En eL 
AC ZJfJV 
50Hz C1 
LrI~7 
'------------G!EJ 
'----------------Qill 
mercado existen componentes que, en una pequeiia 
capsula simiLar a un circuito integrado, incorporan 
eL diodo emisor de Luz y eL fototransistor, por Lo 
queeste sistema resultara comedo, barato y fiabLe 
aL mismo tiempo. 
Circuitos 
o	 reales 
Una vez que hemos estudiado Los aspectos basicos de 
Las fuentes conmutadas, podemos afrontar eL analisis 
de un circuito real. En La Figura 15.7 podemos ver eL 
diagrama de una fuente de alirnentacion conmutada, 
de uso muy extendido en Los receptores de television. 
Para simpLificar su comprension se han eLiminado algu­
nos componentes de menor reLevancia, representando 
solo los mas importantes. Sobre eL esquema se han 
marcado Los diferentes hloques, con Los mismos colo­
res utiLizados en el diagrama de La Figura 15.4. 
En eL circuito, como ya ocurriera en La fuente LineaL que 
estudiamos anteriormente, La seiiaL de red entra a traves 
de un fiLtro de radiofrecuencia, para evitarseiiales espu­
._--------------"--, 
15. Fuentes de allmentaclon 
15.3 Fuentes de alimentaci6n conmutadas 
> 
~. 
'" 
5 ~s/div 
a) Seiialdesalida depulsos del regulador 
Fig. 15.8. Seiiales en lafuente de alimentaci6n conmutada. 
rias que pudieran perturbar el funcionamiento delequipo. 
A continuacion encontramos la fuente de alimentation 
prirnaria. formada por el puente rectificador de entrada 
(diodos 01 a 04) y el condensador de filtro C2. 
Paralelamente a esta linea de aiirnentacion observamos 
el conjunto de componentes 05/R1, que aparecen 
conectados directamente a la tension alterna de 
entrada. Estos componentes se encarqaran de propor­
cionar la tension de alirnentacion inicial al circuito 
integrado U1, que realiza las funciones de oscilador, 
modulador PWM y comparador, estando a su cargo el 
control de los pulsos de conrnutacion. Este regulador 
conmutado, del tipo TDA 4601, utiliza un sistema de 
control mixto, variando al mismo tiempo la frecuencia 
de los pulsos y su anchura para mantener constante las 
tensiones de salida de la fuente. 
Al conectar el aparato, en diodo 05 rectificara el pri­
mer semiciclo positivo que aparezca en la red, mien­
tras que R1 atenuara su valor. Oe esta forma, el circuito 
integrado U1 ernpezara a generar pulsos por su termi-
Oibuja las formas de onda y comenta cuales son las sefiales que 
encontraremos sobre el circuito de la Figura 15.7, si medimos en los ~ 
siguientes puntos: I 
• Ierminal B de U1. •Ierminai tu del transfcrmador. I 
• Colector de Q1. • Catodo de 011. I' 
• Terminal 5 del transformador. • Terminal 3 de U2. 1 
-. • Terminal 3 de U1. i 
5 ~ s/div 
b)Seiial enel colector deltransistor conmutador. 
Analisis de sefiales 
nal numero 8. Estos pulsos atravesaran C3, polarizando 
la base del transistor Q1. Al recibir el primer pulse, 
este transistor pasara a saturaci6n, quedando su colec­
tor unido a la masa viva del circuito. En ese memento. 
la diferencia de potencial entre los extremos del pri­
mario del transformador (bobinado 1-2) hara que cir­
cule corriente por ella, creandose campo rnaqnetico en 
el interior del transformador. Estaenergia provocara la 
aparici6n de corriente inducida en todos los secunda­
rios del transformador, distribuyendose para diferentes 
aplicaciones. 
Justo debajo del primario aparece. entre los contactos 
3 y 4, el secundario que proporcionara la alimentacion 
del sistema de control de conmutaci6n. Este bobinado 
creara entre sus terminales una tension alterna, que se 
rectificara en el diodo 07 y se filtrara en el condensa­
dor C4, convirtiendose asi en continua. Esta tension 
recuperada del transformador es superior a la que llega 
a traves del diodo OS, por lo que una vez que la fuente 
se pone en funcionamiento se producira una autoali­
rnentacion del circuitointegrado a traves de esta linea. 
Para estabilizar la tension de salida, esta fuente uti­
liza una muestra tomada a partir del secundario 5-6 
del transformador. Oe forma parecida a la anterior, la 
seiial captada por esta bobina se rectifica por 08, 
solo que ahora nos quedaremos con los semiciclos 
negativos, ya que el circuito comparador trabaja con 
tension neqativa. El condensador C5 filtrara la rnues­
tra, antes de aplicarla al comprador de control. La 
resistencia R3 adaptara la tension de la muestra a los 
marqenes de funcionamiento del comparador, y el 
potenciometro P1 servira para regular la tension de 
salida de la fuente. 
La zona aislada de la red, a la derecha del transforma­
dor, nos resulta familiar, puesto que el circuito es bas­
tante parecido al utilizado en las fuentes lineales. 
Segun las necesidades del circuito encontraremos un 
numero mayor 0 menor de fuentes de alirnentacion 
secundarias. En este caso todas se nutren de un mismo 
bobinado, con tomas intermedias para las diferentes 
tensiones, y con una misma referencia cornun, que se 
tornara en el terminal 11 del transformador. Es impor­
tante notar que la masa conectada a este punto (que 
sera la masa efectiva de los circuitos del aparato) tiene 
un simbolo diferente de la que aparece, por ejemplo, 
en el pin 6. Como ya vimos, se trata de puntos dife­
rentes del circuito, para respetar el aislamiento que 
proporciona el transformador. ~~.="".~-:.o:;~~=~~=--~..-n.~=--YO~~"';$"~-==-~==<!'''=~~=V1",:=~=""J 
15. Fuentes de alimentaci6n 
.. ' ... t5.4C~n~;;Hd~re;DClDC 
Entrad a dered muestra de cornparacion, y can ella ajusta­
Filtro primario Filtro dered 
remos la tension de salida. 
Fillros 
secundarios Rectificador 
primario 
Del terminal 8 del transformador tomaremos 
la tension mas alta de la fuente, que servira 
Reclificadores 
secundarios 
para alimentarel amplificador de salida hori­
zontal del televisor. Un rectificador de media 
onda y un filtro de tipo L-C serviran para 
Transformador Regulador 
suministrar una tensi6n constante. Como es 
la linea de mayor consume. se suele montar 
un fusible especifico que proteqera la Fuente 
de alirnentacion ante posibles averias en la 
Conmutador etapa de deflexi6n. 
Con una estructura similar a la anterior, el 
terminal 9 alirnentara los circuitos que 
requieran una tension media, y con estabili­
zadores posteriores· podremos conseguir 
otras de menor valor, que alimentaran por 
5i en el circuito a aLimentar se produce un aumento de ejemplo al sistema de controlde funciones. La Fuente 
consumo, el secundario correspondiente absorbers mas secundaria mas compleja parte del terminal 10 del 
campo rnaqnetico del transformador. Al reducirse el transformador. Aqui aparece un sistema regulado por 
campo rnaqnetico que queda disponibLe para el resto, el estabilizador U2, que tiene conectado un circuito de 
en el secundario de muestreo disminuira la tensi6n de activacion a traves del transistor 02. Como hemos estu­
salida. Una vez rectificada y filtrada, la muestra de ten­ diado anteriormente, desde esta linea se alirnentaran 
sion continua tambien tendra menor valor, por lo que los circuitos de sefial del equipo, cuando se reciba la 
el comparador disrninuira la frecuencia y aumentara la orden oportuna desde el microprocesador de control. 
anchura de los pulsos de conmutaci6n. Con esta ope­
radon se mantendra activo durante mas tiempo el tran­
sistor 01, aplicandole mas energia al transformador 
para suplir el incremento de demanda. 
Como vemos, la cantidad de enerqia que se aplica al Avena en una Fuente de alimentaci6n conmutada 
transformador, y por lo tanto la tensi6n que aparecera 
en los secundarios, depende de la tensi6n del terminal 
3 del circuito integrado. Par lo tanto, si coLocamos una 
resistencia ajustable podremos variar el valor de la 
15.4 Convertidores DC/DC 
lador, que sera modulado para obtener los impulses de. 
rn Principio conmutaci6n. Esta modularion estara controlada par la 
i-\ @ de funcionamiento comparacion de una muestra de la salida respecto a 
una tension de referencia interna. En este caso, al par­
En realidad, un convertidor DC/DC es una Fuente de ali­ tir de una tension de bajo valor, el transformador se 
mentaci6n conrnutada, a la cual se le ha suprimido la encarqara de elevar el nivel de la tension de entrada 
Fuente de alimentaci6n primaria. Realmente no la hasta la que se necesite en los circuitos a los que ali­
necesita, puesto que su funcion la realiza la propia mentara, Como no esta conectado a La red, este cir­
bateria. A partir de esta tensi6n se alimenta un osci- cuito no requiere las precauciones de la Fuente de ali-
Fig. 15.9. Detalle de los elementos principales en unafuente 
de alimentad6n conmutada. 
Ii Realiza un arbol de seguimiento que desarrolle la investigaci6n de i una avena en una Fuente de alimentaci6n conmutada. 
~=~<;;=~_~~-""~._~=.. ~_.=>o>~..r.==,....,,,=..,•.~--=~,,,~:>..,",,,-,,= 
http:o>~..r.==,....,,,=..,�
,\-.f.., ...~, , 
15. Fuentes de elimentaclon 
15.4Convertidores DC/DC 
Entrada ~-~ 
Vfill 
I 
VWi 
I 
VC 
I 
Salida 
Fillro 
Fig.lS. 10. Principio 
dejuncionamiento 
de un convertidor DC/DC. 
mentation conmutada relativas al aislamiento, y porlo 
tanto se podra aplicar la muestra de salida directa­
mente al comparador, teniendo todas las tensiones la 
misma masa de referenda. 
Cuando la tension necesaria enla salida del converti­
dares mas pequeiia que la entrada, y deseamos utilizar 
un regulador conmutado, el circuito se simplifica toda­
via mas. Como se aprecia en la Figura 15.11, se han eLi­
minado el transformador y el rectificador, quedando una 
version minima de fuente conmutada. Tambien el filtro 
se ha modificado, convirtiendose ahora en un circuito 
integrador de los pulsos de conrnutarion. 
Al no utilizar transformador, la seiialde conmuta­
cion no cambia de sentido, manteniendose en 
todo momento como una seiial continua de carac­
ter pulsante. Por lo tanto, no es necesario utilizar 
la fuente secundaria. En su lugar es suficiente con 
queextraigamos la tension eficaz que transportan 
los pulsos, cuya anchura variara sequn deba 
aumentar 0 disminuir la potencia suministrada en 
la salida. Esta es la funcion del circuito integra­
dor, que hemos utilizado siempre que necesitaba­
mos pasar una seiial modulada en anchura a un 
nivel de tension continua. 
Las cameras de video son los equipos de imagen 
que montan con mas frecuencia convertidores. 
DC/DC. Habitualmente, se utilizan combinaciones 
de las dos estructuras comentadas, pudiendo 
encontrar un convertidor con transformador de 
mutados para estabilizar la alimentacion 
de valor mas bajo de los circuitosintegra­
dos. 
La Figura 15.12 representa un convertidor 
DC/DC compuesto por dos circuitos de 
requlacion independientes. El circuito se 
basa en el empleo de un regulador con­
mutado doble (1C1), que contiene en su 
interior un generador de tension de refe­
rencia, el oscilador, dos comparadores de 
tension y dos moduladores de anchura de 
pulsos. Como componentes asociados a 
este integrado aparecen R5 y C4, que defi­
nen la frecuencia de trabajo del oscilador 
interno. 
La tension de la bateria se filtra a traves de la red Ll­
C5, Yse protege con un fusible. Asi se consigue La ten­
sion de alirnentacion no regulada que servira para ali­
mentar el circuito integrado lC1, asi como los 
transistores conmutadores 01 y 02. Al recibir esta ali­
mentacion, el integrado apiicara pulsos a la base de 01. 
Por lo tanto, la tension de la bateria se convertira en 
seiialpulsante en el colector deeste transistor. D1 actua 
como eLemento de protecci6n, evitando que La fuerza 
contraelectromotriz de la bobina L2 pueda daiiar con 
picos negativos al transistor. Precisamente esta bobina 
L2, junto al condensador C1, forman la red integradora 
de estos pulses, creando de nuevo tension continua en 
esta salida de la fuente. Para regular la tension, toma-
VC Vloml 
1 I 
~ 
I Salida 
Referenda 
Fig. 15.11. Diagrama de bloques de un regulador de tension 
conmutado. .'" 
secunda rio multiple para obtener las tensiones 
mas grandes asociado-avarios reguladores con- . 
mas una muestra a traves delatenuador resistivo R2-P1.
 
Esta resistencia ajustable requlara la tension de la rnues­
tra. y por lo tanto la tensi6n de salida (5V~ Esta mues­
tra se lleva hasta el comparador, que recibe la tensi6n
 
de referencia interna para, a partir de la diferencia de
 
niveles, variar la anchura de los pulsos.
 
En la parte inferior delesquema aparece el segundo cir­
cuito regulador, que proporcionara dos tensiones mas al
 
aparato. En este caso, el circuito integrado aplicara pul­
sosal conmutador Q2, que alirnentara al transformador.
 
Como salida tenemos un secundario doble, que en ambos
 
devanados aumenta el valor de la tensi6n de entrada. En
 
elterminal 11se conecta una fuente secundaria, de laque
 
obtendremos 15 Vdecorriente continua tras la rectifica­
ci6n y el filtrado. Esta sera la salida quese utilizara para
 
establecer ellazo de realimentaci6n, a traves deldivisor
 
R3-P2-R4. En el otro extrema del secundario conectare­
mos otro rectificador y su filtro correspondiente, confi­
gurados para extraer una tensi6n negativa de 8 V. Fig. 15.12. Esquema electrico de un convertidor DC/DC.
 
15.5 Averlas en las fuentes de allmentaclon 
La fuente de alimentaci6n es un circuito que suele tener elemento su salida de pulsos se queda en estado alto, 
un elevado lndicede averias, debido a los altos niveles provocara la saturaci6n del transistor conmutador 
de potencia que maneja. Acontinuation comentaremos durante untiempo excesivo, y al crecer demasiado la 
las averias mas comunes para estos circuitos. corriente de colector lo destruira. Esta avena en 
cadena acabara probablemente averiando uno 0 dos 
•	 El equipo no arranca, el fusible de red esta fun­ de los diodos rectificadores de entrada, antesde que 
dido. Ante este sintoma, siempre deberemos pensar el fusible de red, que es de fusi6n retardada, abra 
queel fusible es laconsecuencia ultima de laavena, definitivamente el circuito. 
y nunca su causa. Para localizar el fallo, tendremos 
que buscar componentes cuya avena suponga un • La fuente tiene hipo. Este curiosa sintorna es muy 
incremento brusco en la corriente quese absorbe de frecuente en fuentes conmutadas. Cuando el com­
la red, extrayendo componentes de la placa y rnidien­ parador detecta un consumo excesivo, su sistema 
dolos individualmente. Si la fuente tiene otros fusi­ de proteccion detiene la salida de impulses, para 
bles, comprobaremos si estan en buen estado, loque evitar que se dane el conmutador. Pasados unos 
nos servira para acotar la zona averiada. Despues instantes, la fuente intenta arrancar de nuevo, para 
comprobaremos el estado de los semiconductores de comprobar si el problema ha pasado y se puede rei­
la zona, empezando por aquellos que soportan niciar el funcionamiento normal. Si la avena per­
potencias mayores. En las fuentes conmutadas, este siste, la fuente se detiene otra vez, repitiendose 
problema suele estar acotado en la zona no aislada este ciclo. Esto provoca la aparici6n del ruido de 
de la red, porlo que en primer Lugar comprobaremos arranque de la fuente en intentos sucesivos, sin 
el transistorconmutador, quesuele cortocircuitarse. exito, con un sonido muy particularque llamamos 
Aunque el circuito integrado regulador tiene protec­ hipo. SegCJn el tipo de integrado, el hipo puede ser 
ciones contra sobrecorrientes y sobretensiones, permanente a desaparecer tras varios intentos de 
lamentablemente no son todo lo eficaces que desea­ arranque, al entender el circuito que existe una 
riamos. y este componente tambien se avena con avena real. En este caso, lo mas habitual es que la 
facilidad. Para colmo de males, si poravena de este fuente funcione correctamente, y sea uno de los