ELECTRÓNICA DE POTENCIA

10 de Julio de 2011Autor: Paulina Eliana Argüello Olmedo

FUENTES CONMUTADAS (SMPS)

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FUENTES CONMUTADAS (SMPS)

Las Fuentes Conmutadas o SMPS (Swiched Mode Power Supply) son sistemas electrónicos de alimentación que tienen incorporado un regulador de corriente con el objetivo de aumentar su eficiencia en el momento de la conversión de energía eléctrica.

Generalmente las SMPS son utilizadas para entregar de forma eficiente una tensión de salida regulada, por lo general a nivel deferente a la tensión en la entrada.

Vista por dentro de una fuente conmutada

La desventaja de este tipo de fuentes comparadas con las fuentes lineales es que las fuentes SMPS tienen una estructura más compleja, en estas fuentes podemos diferenciar cuatro bloques de estructura básica.

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Primer Bloque: Rectificador y filtro de entrada, se convierte la tensión alterna en tensión continua.

Segundo Bloque: Inversor de alta frecuencia, convierte la tensión continua en forma de onda cuadrada de alta frecuencia (10 a 200 KHz).

Tercer Bloque: Rectificador y filtro de salida, rectifica y filtra la salida de alta frecuencia.

Cuarto Bloque: Controlador, comanda la oscilación. Este bloque consta de un oscilador d frecuencia fija, una tensión de referencia, un comparador de tensión y un modulo de ancho de banda.

TIPOS DE FUENTES

De Retroceso (Flyback)

Fácil de armar y de bajo costo, convertidor de baja potencia (hasta 100w).

Cuando T conduce la corriente crece linealmente en el primario, el diodo D esta polarizado en sentido inverso durante este periodo por lo que no circula corriente en el secundario. Cuando T se apaga el flujo en el transformador se detiene.

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Directo (Forward)

Para potencias de 100w a250 w.

Cuando T está conduciendo, la corriente aumenta en el primario y transfiere energía al secundario, el D2 está polarizado directamente. Cuando T se apaga la corriente la corriente en el primario se detiene invirtiendo la tensión en el secundario, D2 se polariza inversamente bloqueando la corriente al secundario, pero D3 si conduce.

Contrafase (Push-Pull)

Consiste en dos convertidores Forward.

D1 y D2 en el secundario actúan como recuperadores, idealmente T1 y T2 deben ser iguales ya que el transformador se excita simétricamente. Se ha de tener en cuenta que los transistores conmutadores soportan en OFF una tensión doble que la de entrada.

Semipuente

Es la más utilizada para entradas de altas tensiones (de 200 a 400v) y para potencias de hasta 2000w. El primario está conectado entre la unión central de los condensadores del desacoplo de entrada y la unión de la fuente de T1 y el drendor de T2. Si se dispara alternativamente los transistores T1 y T2 conecta el extremo del primario a +300v y a 0v según corresponda, generando una onda cuadrada de 155v de valor máximo, la cual con una adecuada relación de espiras, rectificada y filtrada se obtiene la tensión de salida deseada.

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Puente (Bridge)

Se aplica para potencias superiores a 2000w, las corrientes en los transistores de conmutación son excesivas. Esta es la topología básica de un convertidor puente, donde los transistores en ramas opuestas del puente T1 y T4 son disparados en fase y T2 y T4 en contrafase. La amplitud de la onda cuadrada en el primario del transformador es por tanto de 310v, doble que en la topología semipuente y por tanto mitad de corriente para una misma potencia.

CONCLUSION

Con este trabajo se ha proporcionado la información sobre el funcionamiento, diseño y características del las fuentes SMPS. Se especifico la principal desventaja frente a las fuentes lineales que es su estructura compleja. Se explico los diferentes tipos de fuentes SMPS y su funcionamiento .