Publicado por José Campos y Yuraco Viloria.
FUENTE
DE PODER
Definición
En
electrónica, una fuente de alimentación o
fuente de poder es
un dispositivo que convierte la tensión
alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones,
prácticamente continuas, que alimentan los distintos
circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.). La fuente de poder es uno de los dispositivos
de hardware más importantes con los que cuenta nuestro PC. La fuente de poder
provee de energía al ordenador y realiza la conversión de corriente alterna a
corriente directa, que surte de energía a la placa madre y al resto de los
dispositivos ubicados en el CPU.
Clasificación
Las fuentes de alimentación, para
dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación
lineales y conmutadas. Las
lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo
cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, sin
embargo su regulación de tensión es poco eficiente.
Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y
normalmente más eficiente pero será más compleja y por tanto más susceptible a
averías.
Fuentes de alimentación lineales
Las fuentes lineales siguen el
esquema: transformador, rectificador,
filtro, regulación y salida. En primer lugar el transformador adapta
los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito
que convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante se llama rectificador,
después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como
un filtro de condensador. La regulación, o
estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un
componente denominado regulador de tensión, que no es más que un sistema de control
a lazo cerrado (realimentado - ver figura 4) que en
base a la salida del circuito ajusta el elemento regulador de tensión que en su
gran mayoría este elemento es un transistor. Este transistor que dependiendo de
la tipología de la fuente está siempre polarizado, actúa como resistencia
regulable mientras el circuito de control juega con la región activa
del transistor para simular mayor o menor resistencia y por
consecuencia regulando el voltaje de salida. Este tipo de fuente es menos
eficiente en la utilización de la potencia suministrada dado que parte de la
energía se transforma en calor motivado al efecto Joule en
el elemento regulador (transistor), ya que se comporta como una
resistencia variable. A la salida de esta etapa a fin de conseguir una mayor
estabilidad en el rizado se encuentra una segunda etapa de filtrado (aunque no
obligatoriamente, todo depende de los requerimientos del diseño), esta puede
ser simplemente un condensador. Esta corriente abarca toda la
energía del circuito, para esta fuente de alimentación deben tenerse en cuenta
unos puntos concretos a la hora de decidir las características del
transformador.
Fuentes de alimentación conmutadas
Una fuente conmutada es un
dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en
conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores
polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas
utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 kHz típicamente) entre
corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante
es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los
núcleos de hierro no
son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de
salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos) y
filtrados (inductores y condensadores) para obtener los voltajes
de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen
menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor
calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son
más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser
cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a
equipos próximos a estas fuentes. Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador,
conmutador, transformador, otro rectificador y salida. La regulación
se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width
Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del
transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es
diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que
llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un
filtro de condensador o uno del tipo LC.
Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y
mejores características EMC. Por otra parte las conmutadas obtienen
un mejor rendimiento, menor coste y tamaño.
Especificaciones
Una especificación fundamental de
las fuentes de alimentación es el rendimiento, que se define como la potencia total de salida entre la potencia
activa de entrada. Como se ha dicho antes, las fuentes
conmutadas son mejores en este aspecto.
El factor de potencia es la potencia activa
entre la potencia aparente de entrada. Es una
medida de la calidad de la corriente. La fuente debe mantener la tensión de
salida al voltaje solicitado independientemente de las oscilaciones de la
línea, regulación de línea o de la carga
requerida por el circuito, regulación de carga.
Fuentes
de alimentación especiales
Entre las fuentes de alimentación
alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga está
siendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder
entregar la potencia requerida a la carga. Otro tipo de alimentación de fuentes
alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia es
variada, manteniendo la amplitud de la tensión logrando un efecto de fuente
variable en casos como motores y transformadores de tensión.
Fig. 1- Fuente de
Poder
Fig.
2- Fuente de alimentación para PC formato ATX (sin cubierta superior,
para mostrar su interior y con el ventilador a un lado).
Fig.
3- Fuentes de alimentación externas.
Fig.
4- Sistema de control a lazo cerrado.
Preparación de la fuente de poder para el
mantenimiento
El primer paso que debemos realizar, es
desconectar todos los cables que van al CPU y ubicarlo sobre una mesa o
superficie fija. Luego, retiramos la tapa del CPU y ubicamos la fuente de
poder. Una vez hecho esto, desconectamos los cables que salen de la fuente de
poder a los dispositivos internos (periféricos) del CPU, como la placa madre , disco duro, unidades ópticas, unidades de disco, etc.
Luego
de desconectar los periféricos internos del PC, retiramos los tornillos que
sujetan la fuente de poder al CPU con la ayuda de un destornillador, sacamos la
fuente de poder del CPU y la ubicamos sobre un paño seco que disponemos a un lado de la
mesa.
Retirar la fuente de poder del CPU
HERRAMIENTAS PARA EL MANTENIMIENTO
Recuerde que para cualquier labor de
mantenimiento se debe utilizar la herramienta adecuada. En cuanto al
mantenimiento preventivo, podemos mencionar las siguientes:
Un juego de destornilladores (Estrella.
hexagonal o Torx, de pala y de copa) Una pulsera antiestática Una brocha
pequeña suave Copitos de algodón Un soplador o "blower Trozos de
tela secos Alcohol isopropílico Limpia contactos en
aerosol Silicona lubricante o grasa blanca Voltímetro Digital.
Elementos para limpieza externa (Se
utilizan para quitar las manchas del gabinete y las demás superficies de los
diferentes aparatos)
LIMPIEZA DE LA FUENTE DE PODER
Antes de proceder con el mantenimiento
de la fuente de poder, se deben desconectar todos los cables de alimentación
que se estén utilizando, Lo primero que se debe desconectar son los cables que
van a la tarjeta principal recuerde los cuidados en su conexión.
Desconectando la fuente de poder
Luego se desconectan todos los
periféricos. Los conectares utilizados pura el disco duro, la unidad de
respaldo en cinta (tape backup), si la hay, la unidad de CD-ROM y la unidad de
disco flexible, no tienen un orden especifico en su conexión, cualquiera de los
cables puede ir a cualquiera de estas unidades.
Tipos de conectores de la fuente
Una de las partes en donde se acumula
más polvo es el ventilador de la fuente
de poder. Para eliminarlo, se puede utilizar el soplador o blower sin tener
que destapar la unidad. Utilice un destornillador, Para evitar que el ventilador
gire creando voltajes dañinos.
(Recuerde que la unidad central debe
citar desenergizada o para mayor seguridad, sin los cables de alimentación)
Limpieza de la fuente con soplador o blower
Si no se dispone del soplador, se debe
destapar la fuente para limpiarla. Es muy importante no perder ningún tornillo
y tener claridad sobre el tiempo de garantía de la fuente, ya que
después de destaparla se pierde por la rotura del sello de garantía. Para
destapar la unidad se puede apoyar sobre la misma carcasa con el fin de no
desconectar el interruptor de potencia de la fuente.
La limpieza inferior se puede hacer
con una brocha suave. Después de limpiar la fuente de poder, si hubo necesidad
de destaparla, procedemos a taparla y ubicarla en su sitio. Utilice los
tomillos que corresponden con el fin de evitar daños en la corcusa.
Limpieza manual de la fuente
VERIFICACIÓN DE CONEXIONES
Durante la exploración,
voluntariamente o accidentalmente puede ocurrir que se hayan desconectado
algunos cables. Verifique minuciosamente que cada uno de los conectares que
esté bien ajustado al dispositivo correspondiente. Revise también de la
conexión de alimentación para el ventilador del microprocesador.
Si éste queda sin corriente, la computadora funcionará bien, pero con el tiempo
puede fallar.
Fallos en la Fuente de
Alimentación
Esta es una verdadera “fuente” nunca mejor dicho de apagones, reinicios y de bloqueos.
La fuente de alimentación está encargada de transformar la corriente eléctrica alterna de nuestra red eléctrica (220 voltios) en una corriente continua que pueda ser soportada por los distintos dispositivos. (12 V, 5V, 3V, etc.).
-Potencia insuficiente
Es un dispositivo fundamental ya que de su buen funcionamiento dependen todos los demás dispositivos y es uno de los grandes olvidados, en la mayor parte de los Pcs la fuente o es de mala calidad o muy limitada y en el momento que ampliamos nuestro Pc o queremos exigirle más rendimiento empieza a fallar y a desconectar o dejar sin alimentar a algunos dispositivos.
-Salidas de Voltaje inestables
Si los diferentes voltajes que debe entregar la fuente no son estables y fluctúan demasiado se producirán bloqueos y reinicios inesperados. Debemos vigilar la entrega de estos voltajes en especial las salidas de 12V y de 5V, las cuales deben oscilar como mucho un 5% de su valor, por ej. la de 12V como mucho debe estar entre 11.5V (mínimo) y 12.6V (máximo), y la de 5V entre 4.8V (mínimo) y 5.2V (máximo), estas salidas siempre están fluctuando y es donde podemos comprobar si disponemos de una buena fuente o no, las fuentes de buena calidad apenas fluctúan.
¿Donde podemos comprobar estas entregas? Pues podemos acudir a la Bios y en la ventana Cpu health Status encontraremos estos valores. O bien si queremos monitorearlas podemos hacerlo con el Everest (programa de diagnóstico) y veremos los valores del voltaje en la pestaña Sensor.
-Cómo hacer un test a nuestra fuente de alimentación
Podemos probar las tensiones con un voltímetro. Para comprobar la fuente con un voltímetro lo ideal es hacerlo con la fuente conectada a la placa base y el Pc encendido. Metemos el medidor negro en uno de los cables negros (masa) y con el rojo vamos tomando las salidas el tiempo suficiente como para descartar variaciones demasiado altas. Los cables que debemos medir con más atención son los rojos (5V) y los amarillos (12V) ya que de ellos depende el funcionamiento de los dispositivos más importantes.
-Cables en mal estado
A veces la falla de la fuente es provocada por una mala conexión de los cables o deterioro de los mismos, provocando cortes por muy poco espacio de tiempo que se manifiestan con reinicios.
-Mala instalación eléctrica
Puede que la fuente no reciba correctamente la tensión a causa de algún problema en la instalación eléctrica de nuestra casa u oficina o el enchufe donde conectamos el Pc está dañado o quemado. Podemos probar en otro enchufe a ver si se soluciona el problema.
Es conveniente proteger a nuestro PC de las variaciones o picos de tensión que se pudieran producir conectándole un estabilizador o una simple regleta estabilizadora.
-Fallo del ventilador
O bien falla el ventilador de la misma calentándose en exceso, esto provoca el apagón general para evitar males mayores.
Una buena fuente de alimentación no es cara y es fácil de instalar y nos evitará muchos disgustos.
Esta es una verdadera “fuente” nunca mejor dicho de apagones, reinicios y de bloqueos.
La fuente de alimentación está encargada de transformar la corriente eléctrica alterna de nuestra red eléctrica (220 voltios) en una corriente continua que pueda ser soportada por los distintos dispositivos. (12 V, 5V, 3V, etc.).
-Potencia insuficiente
Es un dispositivo fundamental ya que de su buen funcionamiento dependen todos los demás dispositivos y es uno de los grandes olvidados, en la mayor parte de los Pcs la fuente o es de mala calidad o muy limitada y en el momento que ampliamos nuestro Pc o queremos exigirle más rendimiento empieza a fallar y a desconectar o dejar sin alimentar a algunos dispositivos.
-Salidas de Voltaje inestables
Si los diferentes voltajes que debe entregar la fuente no son estables y fluctúan demasiado se producirán bloqueos y reinicios inesperados. Debemos vigilar la entrega de estos voltajes en especial las salidas de 12V y de 5V, las cuales deben oscilar como mucho un 5% de su valor, por ej. la de 12V como mucho debe estar entre 11.5V (mínimo) y 12.6V (máximo), y la de 5V entre 4.8V (mínimo) y 5.2V (máximo), estas salidas siempre están fluctuando y es donde podemos comprobar si disponemos de una buena fuente o no, las fuentes de buena calidad apenas fluctúan.
¿Donde podemos comprobar estas entregas? Pues podemos acudir a la Bios y en la ventana Cpu health Status encontraremos estos valores. O bien si queremos monitorearlas podemos hacerlo con el Everest (programa de diagnóstico) y veremos los valores del voltaje en la pestaña Sensor.
-Cómo hacer un test a nuestra fuente de alimentación
Podemos probar las tensiones con un voltímetro. Para comprobar la fuente con un voltímetro lo ideal es hacerlo con la fuente conectada a la placa base y el Pc encendido. Metemos el medidor negro en uno de los cables negros (masa) y con el rojo vamos tomando las salidas el tiempo suficiente como para descartar variaciones demasiado altas. Los cables que debemos medir con más atención son los rojos (5V) y los amarillos (12V) ya que de ellos depende el funcionamiento de los dispositivos más importantes.
-Cables en mal estado
A veces la falla de la fuente es provocada por una mala conexión de los cables o deterioro de los mismos, provocando cortes por muy poco espacio de tiempo que se manifiestan con reinicios.
-Mala instalación eléctrica
Puede que la fuente no reciba correctamente la tensión a causa de algún problema en la instalación eléctrica de nuestra casa u oficina o el enchufe donde conectamos el Pc está dañado o quemado. Podemos probar en otro enchufe a ver si se soluciona el problema.
Es conveniente proteger a nuestro PC de las variaciones o picos de tensión que se pudieran producir conectándole un estabilizador o una simple regleta estabilizadora.
-Fallo del ventilador
O bien falla el ventilador de la misma calentándose en exceso, esto provoca el apagón general para evitar males mayores.
Una buena fuente de alimentación no es cara y es fácil de instalar y nos evitará muchos disgustos.
