La fuente conmutada ha reemplazado a las viejas y voluminosas fuentes lineales; un menor consumo y mejor aprovechamiento de la energa, ha hecho de la fuente conmutada la mejor opcin para alimentar cualquier equipo electrnico actual.

Pero todo avance trae consigo nuevos componentes y todo componente trae nuevas fallas. La fuente conmutada presenta fallas similares con su antecesor, pero otras son exclusivas de esta nueva fuente de poder.

Fuentes conmutadas

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Circuito principal.Una fuente conmutada tpica, consta de los elementos que se pueden ver en la imagen anterior. Conocer el funcionamiento en detalle de la fuente conmutada, nos har reparar el 70% de los equipos que llegan al taller de electrnica, con su correspondiente beneficio econmico.

Vamos ha analizar el funcionamiento de la fuente conmutada, sin muchos tecnicismos para que cualquiera lo pueda entender.

Rectificacin y Filtrado.Al igual que en las fuentes lineales; en las fuentes conmutadas tambin encontraremos el clsico circuito rectificador a 110 - 220 vac, con su condensador electroltico de gran tamao. Tambin podremos encontrar un varistor, filtros de reactancia (filtro EMI) y el fusible principal.

Ver otros circuitos interesantes

Rectificacin y filtrado principal.Hasta este punto no encontramos nada diferente ni extrao, con respecto a lo que cualquier aficionado a la electrnica, puede saber sobre una fuente de alimentacin.

Despus de rectificar y filtrar el voltaje AC del tomacorriente, obtendremos a la salida un voltaje DC algo elevado con respecto al voltaje AC inicial. Si tomamos el valor AC de la entrada y lo multiplicamos por la constante elctrica 1.41, podremos calcular el voltaje de salida as: 110vac * 1.41 = 155.1vdc 220vac * 1.41 = 310.2vdc.

El voltaje resultante se le conoce comnmente como B+ primario, y servir para alimentar la prxima seccin de la fuente conmutada.

Sistema de conmutacinEn las fuentes conmutadas se puede apreciar un transformador pequeo o mediano, que es el que finalmente produce los voltajes secundarios, para alimentar el equipo en general. Pero como sabemos; los transformadores no pueden funcionar con corriente directa. As que se necesita un circuito oscilador de "alta frecuencia" que pueda proveer corriente alterna a este transformador llamado Chopper, por su origen ingls.

Entrada AC y filtro EMI.

Conmutacin.El oscilador funciona a unos 70 khz, pero puede variar en funcin de los voltajes de salida. El transformador Chopper representa una carga importante para el circuito primario, por lo tanto es necesario utilizar un componente que haga la conmutacin entre el oscilador y el transformador. Ese componente suele ser un transistor de potencia o uno del tipo Mosfet.

Tenga en cuenta que el oscilador y el transistor Mosfet, pueden hacer parte de un mismo dispositivo o encapsulado.

Sistema de Realimentacin.En las fuentes conmutadas se requiere el uso de un circuito de realimentacin, que le "informe" al circuito oscilador sobre un cambio de voltaje en las salidas. De esta forma se consigue regular todos los voltajes secundarios, aun variando el voltaje de entrada.

Para ello se toma una muestra del voltaje de salida, por medio de una resistencia y un diodo zener programable (TL431). La muestra de voltaje hace iluminar a un diodo Led dentro de un optoacoplador; en donde el fototransistor es activado. Finalmente el circuito oscilador de la fuente es controlado por tensin, para aumentar o reducir su frecuencia y a la vez el voltaje de salida.

Realimentacin simple.Realimentacin con zener ajustable.Rectificacin y filtrado secundario.Para rectificar los voltajes secundarios, se requiere del uso de diodos rpidos ya que la corriente AC resultante tiene una frecuencia alta. Adems se utiliza condensadores de baja capacidad, por los motivos antes mencionados.

Ntese que la estructura de la fuente conmutada, ahorra dinero y espacio al utilizar componentes ms pequeos y baratos, como el transformador Chopper, en lugar del voluminoso transformador con ncleo de hierro y los grandes condensadores de alta capacidad.

Circuitos integrados LM3914 y LM3915

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Diagrama para LM3914Voltaje de alimentacinUsualmente el LM3914 se puede alimentar con voltajes desde 3 a 18v, pero tcnicamente se puede llegar hasta los 25v de alimentacin.

Voltaje de ReferenciaA travs de los pines 6, 7 y 8 podemos ajustar el voltaje de referencia, para activar la escala de leds. Tomando en cuenta el diagrama anterior, vemos que el valor de R1 es de 1.2k (1200 ohmios) y R2 es de 3.9k (3900 ohmios); aplicando la formula propuesta en la datasheet del LM3914 (Voltaje de referencia = 1.25 * (1+ R2/R1)), obtendremos el rango de voltajes sobre el cual trabajara el LM3914.

Resolviendo la formula, obtendramos el siguiente resultado:Ver otros circuitos interesantes

1.25 * (3.9k / 1.2k + 1) = 5.31v.

Esto significa que el LM3914, leer en su entrada (pin 5) un voltaje entre 0 y 5.31vdc. Tambin es bueno saber, cada cuanto voltaje se incrementara la escala; para saberlo, solo basta dividir el nmero de salidas (10 en total) con el voltaje mximo que puede llegar a la entrada.

En este ejemplo, ser el resultado de dividir 5.31 / 10 = 0.5v. Cada led de la escala se encender entonces, cuando la entrada se incremente en 0.5v, como se puede ver a continuacin:

Led 1 = 0.5v Led 2 = 1.0vLed 3 = 1.5vLed 4 = 2.0vLed 5 = 2.5vLed 6 = 3.0vLed 7 = 3.5vLed 8 = 4.0vLed 9 = 4.5vLed 10 = 5.0v Voltajes para la barra de leds.Voltaje de entradaEl voltaje de entrada (pin 5) depende del ajuste del voltaje de referencia, visto anteriormente. Internamente se encuentra protegido, y puede llegar a soportar un voltaje de hasta 35v.

Escala de LedsLa salida de los leds se encuentra en su mayora entre los pines 10 y 18; lo que representa una ventaja, al conectar el circuito integrado en un protoboard para realizar el circuito impreso. La conexin para el led 1, se encuentra disponible en el pin 1 del circuito integrado.

Ajuste de corriente para los ledsPara ajustar el valor de corriente en los leds, tenemos la resistencia R1. Su valor se puede calcular utilizando la clsica formula para leds.

Modo puntoUsualmente el circuito integrado LM3914 funciona en modo barra, pero tambin puede funcionar en modo punto; esto significa que la escala subir encendiendo un led a la vez y no todos juntos. Para activar el modo punto, se debe dejar desconectado el pin 9 del LM3914 llevarlo a tierra.

LM3914 en modo barra.LM3914 en modo punto.LM3915El circuito integrado LM3915, comparte la mayora de las caractersticas del LM3914; con la diferencia que este tiene una respuesta logartmica. Esto significa que la escala de leds se activara inicialmente de forma lineal, pero en el fondo de la escala describir una curva semi ascendente.

Esta caracterstica hace que el LM3915 pueda ser utilizado como vmetro para equipos de audio, debido a que simula la curva de respuesta auditiva del ser humano.

Diagrama para LM3915Por lo dems, ambos circuitos integrados son iguales. Se debe tener en cuenta que el LM3914 nos sirve como voltmetro y vmetro simple, pero no se debe utilizar el LM3915 como voltmetro debido a su respuesta logartmica.

Conexin en cascada.Tambin podemos conectar ambos circuitos integrados en cascada (dos LM3914 dos LM3915). Esta conexin se refiere al hecho de sumar los circuitos integrados, para ampliar la escala al doble o ms de su valor.

La conexin en cascada del LM3914 y LM3915 utiliza los mismos componentes; siendo intercambiables entre ellos, teniendo en cuenta que si lo hacemos cambiara la respuesta, entre lineal y logartmico.

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