Fuente de alimentación de modo conmutado

Vista interior de un ATX SMPS : debajo
A: filtrado EMI de entrada y rectificador en puente;
B: condensadores de filtro de entrada;
"Entre" B y C: disipador de calor del lado primario;
C: transformador;
Entre C y D: disipador de calor del lado secundario;
D: bobina de filtro de salida;
E: condensadores de filtro de salida.
La bobina y el condensador amarillo grande debajo de E son componentes de filtrado de entrada adicionales que están montados directamente en el conector de entrada de energía y no forman parte de la placa de circuito principal. Las fuentes de alimentación ATX proporcionan al menos 5 salidas de voltaje independientes.

Una fuente de alimentación de modo conmutado ajustable para uso en laboratorio

A modo conmutado fuente de alimentación ( fuente de alimentación de modo de conmutación , fuente de alimentación de modo de conmutación , conmutación de fuente de alimentación , SMPS , o conmutador ) es un sistema electrónico de fuente de alimentación que incorpora un regulador de conmutación para convertir la energía eléctrica de manera eficiente.

Al igual que otras fuentes de alimentación, un SMPS transfiere energía desde una fuente de CC o CA (a menudo, alimentación de red , consulte el adaptador de CA ) a cargas de CC, como una computadora personal , mientras convierte las características de voltaje y corriente . A diferencia de una fuente de alimentación lineal , el transistor de paso de una fuente de modo de conmutación cambia continuamente entre los estados de baja disipación , encendido total y apagado total, y pasa muy poco tiempo en las transiciones de alta disipación, lo que minimiza el desperdicio de energía. Una fuente de alimentación de modo conmutado ideal hipotético no disipa energía. La regulación de voltaje se logra variando la relación entre el tiempo de encendido y apagado (también conocido como ciclos de trabajo).). Por el contrario, una fuente de alimentación lineal regula el voltaje de salida disipando continuamente la energía en el transistor de paso . Esta mayor eficiencia de conversión de energía es una ventaja importante de una fuente de alimentación de modo conmutado. Las fuentes de alimentación de modo conmutado también pueden ser sustancialmente más pequeñas y ligeras que una fuente lineal porque el transformador puede ser mucho más pequeño. Esto se debe a que opera en la frecuencia de conmutación que va desde varios 100 KHz a varios MHz en contraste con los 50-60Hz que es típico para la frecuencia de CA de la red. A pesar de la reducción de tamaño, la topología de la fuente de alimentación en sí y el requisito de supresión de interferencias electromagnéticas en los diseños comerciales dan como resultado un recuento de componentes mucho mayor y la correspondiente complejidad del circuito.

Los reguladores de conmutación se utilizan como sustitutos de los reguladores lineales cuando se requiere una mayor eficiencia, un tamaño más pequeño o un peso más ligero. Sin embargo, son más complicados; las corrientes de conmutación pueden causar problemas de ruido eléctrico si no se suprimen cuidadosamente, y los diseños simples pueden tener un factor de potencia pobre .

Historia [ editar ]

1836: Las bobinas de inducción utilizan interruptores para generar altos voltajes.
1910: Un sistema de ignición por descarga inductiva inventado por Charles F. Kettering y su empresa Dayton Engineering Laboratories Company (Delco) entra en producción para Cadillac. ^[1] El sistema de encendido de Kettering es una versión conmutada mecánicamente de un convertidor de refuerzo fly back; el transformador es la bobina de encendido. Las variaciones de este sistema de encendido se utilizaron en todos los motores de combustión interna que no eran diésel hasta la década de 1960, cuando comenzó a ser reemplazado primero por versiones de estado sólido conmutadas electrónicamente y luego por sistemas de encendido de descarga capacitiva .
1926: El 23 de junio, el inventor británico Philip Ray Coursey solicita una patente en su país y Estados Unidos, para su "condensador eléctrico". ^[2]^[3] La patente menciona soldaduras de alta frecuencia ^[4] y hornos, entre otros usos. ^[3]
C. 1932: Los relés electromecánicos se utilizan para estabilizar la salida de voltaje de los generadores. Ver Regulador de voltaje # Reguladores electromecánicos . ^[5]^[6]
C. 1936: Las radios de los automóviles utilizaron vibradores electromecánicos para transformar el suministro de batería de 6 V en un voltaje B + adecuado para los tubos de vacío. ^[7]
1959: El MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico) es inventado por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs . ^[8] El MOSFET de potencia se convirtió más tarde en el dispositivo de potencia más utilizado para cambiar las fuentes de alimentación. ^[9]
1959: Oscilación de transistores y sistema de suministro de energía del convertidor rectificador La patente estadounidense 3.040.271 está presentada por Joseph E. Murphy y Francis J. Starzec, de General Motors Company ^[10]
1960: El Apollo Guidance Computer , desarrollado a principios de la década de 1960 por el Laboratorio de Instrumentación del MIT para las ambiciosas misiones lunares de la NASA (1966-1972), incorporó las primeras fuentes de alimentación de modo conmutado. ^[11]
C. 1967: Bob Widlar de Fairchild Semiconductor diseña el regulador de voltaje IC µA723. Una de sus aplicaciones es como regulador de modo conmutado. ^[12]
1970: Tektronix comienza a utilizar una fuente de alimentación de alta eficiencia en sus osciloscopios de la serie 7000 producidos aproximadamente entre 1970 y 1995. ^[13]^[14]^[15]^[16]
1970: Robert Boschert desarrolla circuitos más simples y de bajo costo. En 1977, Boschert Inc. se convierte en una empresa de 650 personas. ^[17]^[18] Después de una serie de fusiones, adquisiciones y escisiones (Computer Products, Zytec, Artesyn, Emerson Electric), la compañía ahora es parte de Advanced Energy . ^[19]^[20]^[21]
1972: HP-35 , la primera calculadora de bolsillo de Hewlett-Packard , se presenta con una fuente de alimentación de conmutación de transistores para diodos emisores de luz , relojes, temporización, ROM y registros. ^[22]
1973: Xerox utiliza fuentes de alimentación conmutadas en la minicomputadora Alto ^[23]
1976: Robert Mammano, cofundador de Silicon General Semiconductors, desarrolla el primer circuito integrado para control SMPS, modelo SG1524. ^[17] Después de una serie de fusiones y adquisiciones (Linfinity, Symetricom, Microsemi ), la empresa ahora forma parte de Microchip Technology . ^[24]
1977: Apple II está diseñado con una fuente de alimentación de modo de conmutación. " Rod Holt ... creó la fuente de alimentación conmutada que nos permitió hacer una computadora muy liviana ". ^[25]
1980: El generador de señales sintetizadas HP8662A 10 kHz - 1.28 GHz fue con una fuente de alimentación de modo conmutado. ^[26]

Explicación [ editar ]

Una fuente de alimentación lineal (no SMPS) utiliza un regulador lineal para proporcionar el voltaje de salida deseado disipando el exceso de potencia en pérdidas óhmicas (por ejemplo, en una resistencia o en la región colector-emisor de un transistor de paso en su modo activo). Un regulador lineal regula el voltaje de salida o la corriente disipando el exceso de energía eléctrica en forma de calor y, por lo tanto, su máxima eficiencia energética es la salida / entrada de voltaje, ya que se desperdicia la diferencia de voltios.

Por el contrario, un SMPS cambia el voltaje y la corriente de salida al conmutar elementos de almacenamiento idealmente sin pérdidas, como inductores y condensadores , entre diferentes configuraciones eléctricas. Los elementos de conmutación ideales (aproximados por transistores operados fuera de su modo activo) no tienen resistencia cuando están "encendidos" y no llevan corriente cuando están "apagados", por lo que los convertidores con componentes ideales operarían con una eficiencia del 100% (es decir, toda la potencia de entrada se entrega a la carga; no se desperdicia energía como calor disipado). En realidad, estos componentes ideales no existen, por lo que una fuente de alimentación conmutada no puede ser 100% eficiente, pero sigue siendo una mejora significativa en la eficiencia con respecto a un regulador lineal.

El esquema básico de un convertidor elevador

Por ejemplo, si una fuente de CC, un inductor, un interruptor y la tierra eléctrica correspondiente se colocan en serie y el interruptor es impulsado por una onda cuadrada , el voltaje pico a pico de la forma de onda medida a través del interruptor puede exceder el voltaje de entrada de la fuente de CC. Esto se debe a que el inductor responde a los cambios en la corriente induciendo su propio voltaje para contrarrestar el cambio en la corriente, y este voltaje se suma al voltaje de la fuente mientras el interruptor está abierto. Si se coloca una combinación de diodo y capacitor en paralelo al interruptor, el voltaje máximo se puede almacenar en el capacitor y el capacitor se puede usar como una fuente de CC con un voltaje de salida mayor que el voltaje de CC que impulsa el circuito. Este convertidor de refuerzo actúa como untransformador elevador para señales DC. Un convertidor reductor-elevador funciona de manera similar, pero produce un voltaje de salida que es opuesto en polaridad al voltaje de entrada. Existen otros circuitos reductores para aumentar la corriente de salida promedio con una reducción de voltaje.

En un SMPS, el flujo de corriente de salida depende de la señal de potencia de entrada, los elementos de almacenamiento y las topologías de circuito utilizadas, y también del patrón utilizado (por ejemplo, modulación de ancho de pulso con un ciclo de trabajo ajustable ) para controlar los elementos de conmutación. La densidad espectral de estas formas de onda de conmutación tiene energía concentrada en frecuencias relativamente altas. Como tal, los transitorios de conmutación y la ondulación introducida en las formas de onda de salida se pueden filtrar con un pequeño filtro LC .

Ventajas y desventajas [ editar ]

La principal ventaja de la fuente de alimentación conmutada es una mayor eficiencia ( hasta el 96% ) que los reguladores lineales porque el transistor conmutador disipa poca energía cuando actúa como conmutador.

Otras ventajas incluyen un tamaño más pequeño, menos ruido y un peso más liviano debido a la eliminación de transformadores de frecuencia de línea pesados y una generación de calor comparable. La pérdida de energía de reserva es a menudo mucho menor que la de los transformadores. El transformador en una fuente de alimentación conmutada también es más pequeño que un transformador de frecuencia de línea tradicional (50 Hz o 60 Hz según la región) y, por lo tanto, requiere cantidades más pequeñas de materias primas caras, como el cobre.

Las desventajas incluyen una mayor complejidad, la generación de energía de alta amplitud y alta frecuencia que el filtro de paso bajo debe bloquear para evitar interferencias electromagnéticas (EMI), un voltaje de ondulación en la frecuencia de conmutación y las frecuencias armónicas de la misma.

Los SMPS de muy bajo costo pueden volver a acoplar el ruido de conmutación eléctrica a la línea de alimentación principal, provocando interferencias con dispositivos conectados a la misma fase, como equipos A / V. Los SMPS no corregidos por factor de potencia también causan distorsión armónica.

Comparación de fuente de alimentación lineal y SMPS [ editar ]

Hay dos tipos principales de fuentes de alimentación reguladas disponibles: SMPS y lineal. La siguiente tabla compara suministros de CA a CC lineales regulados y no regulados con reguladores de conmutación en general:

Comparación de una fuente de alimentación lineal y una fuente de alimentación conmutada
	Fuente de alimentación lineal	Fuente de alimentación conmutada	Notas
Tamaño y peso	Los disipadores de calor para reguladores lineales de alta potencia añaden tamaño y peso. Los transformadores, si se utilizan, son grandes debido a la baja frecuencia de funcionamiento (la frecuencia de la red eléctrica es de 50 o 60 Hz); de lo contrario, puede ser compacto debido al bajo número de componentes.	Transformador más pequeño (si se usa; de lo contrario inductor) debido a una frecuencia de operación más alta (típicamente 50 kHz - 1 MHz ). El tamaño y el peso del blindaje de RF adecuado pueden ser importantes.	La capacidad de manejo de potencia de un transformador de tamaño y peso determinados aumenta con la frecuencia siempre que se puedan mantener bajas las pérdidas por histéresis . Por lo tanto, una frecuencia de operación más alta significa una capacidad más alta o un transformador más pequeño.
Tensión de salida	Con transformador utilizado, cualquier voltaje disponible; si no tiene transformador, se limita a lo que se puede lograr con un duplicador de voltaje . Si no está regulado, el voltaje varía significativamente con la carga.	Cualquier voltaje disponible, limitado solo por voltajes de ruptura del transistor en muchos circuitos. El voltaje varía poco con la carga.	Un SMPS generalmente puede hacer frente a una variación más amplia de entrada antes de que cambie el voltaje de salida.
Eficiencia , calor y disipación de potencia.	Si se regula: la eficiencia depende en gran medida de la diferencia de voltaje entre la entrada y la salida; El voltaje de salida se regula disipando el exceso de potencia en forma de calor, lo que da como resultado una eficiencia típica de 30 a 40%. ^[27] Si no se regulan, las pérdidas de hierro y cobre del transformador pueden ser las únicas fuentes importantes de ineficiencia.	La salida se regula mediante el control del ciclo de trabajo ; los transistores se encienden o se apagan completamente, por lo que hay muy pocas pérdidas resistivas entre la entrada y la carga. El único calor generado está en los aspectos no ideales de los componentes y la corriente de reposo en los circuitos de control.	Pérdidas de conmutación en los transistores (especialmente en la parte corta de cada ciclo cuando el dispositivo está parcialmente encendido), resistencia de encendido de los transistores de conmutación, resistencia en serie equivalente en el inductor y condensadores, y pérdidas en el núcleo del inductor y caída de voltaje del rectificador contribuyen a una eficiencia típica del 60 al 70%. Sin embargo, al optimizar el diseño de SMPS (como elegir la frecuencia de conmutación óptima, evitar la saturación de los inductores y la rectificación activa ), se puede minimizar la cantidad de pérdida de potencia y calor; un buen diseño puede tener una eficiencia del 95%.
Complejidad	No regulado puede ser simplemente un diodo y un condensador; regulado tiene un circuito regulador de voltaje y un condensador de filtrado de ruido; generalmente un circuito más simple (y criterios de estabilidad de bucle de retroalimentación más simples) que los circuitos en modo conmutado.	Consta de un controlador IC, uno o varios transistores de potencia y diodos, así como un transformador de potencia, inductores y condensadores de filtro . Algunas complejidades de diseño presentes (reducción de ruido / interferencia; limitaciones adicionales en las clasificaciones máximas de transistores a altas velocidades de conmutación) que no se encuentran en los circuitos reguladores lineales.	En suministros de red en modo conmutado (CA a CC), un núcleo de transformador puede generar múltiples voltajes, pero eso puede introducir complicaciones de diseño / uso: por ejemplo, puede imponer restricciones mínimas de corriente de salida en una salida. Para esto, los SMPS deben usar el control del ciclo de trabajo. Se debe elegir una de las salidas para alimentar el circuito de retroalimentación de regulación de voltaje (generalmente las cargas de 3.3 V o 5 V son más exigentes con sus voltajes de suministro que las cargas de 12 V , por lo que esto determina la decisión sobre cuál alimenta el circuito de retroalimentación. otras salidas suelen rastrear bastante bien la regulada). Ambos necesitan una cuidadosa selección de sus transformadores. Debido a las altas frecuencias de funcionamiento en los SMPS, la inductancia parásita y la capacitancia dellos rastros de la placa de circuito impreso se vuelven importantes.
Interferencia de radiofrecuencia	Los diodos rectificadores de CA pueden generar una leve interferencia de alta frecuencia bajo una gran carga de corriente, mientras que la mayoría de los otros tipos de suministro no producen interferencias de alta frecuencia. Algunas inducción de zumbido de la red eléctrica en cables no blindados, problemático para el audio de baja señal.	EMI / RFI producido debido a que la corriente se enciende y apaga bruscamente. Por lo tanto, se necesitan filtros EMI y blindaje de RF para reducir la interferencia disruptiva.	Los cables largos entre los componentes pueden reducir la eficiencia del filtro de alta frecuencia proporcionada por los condensadores en la entrada y la salida. Puede ser importante una frecuencia de conmutación estable.
Ruido electrónico en los terminales de salida	Las unidades de suministro de energía no reguladas pueden tener una pequeña ondulación de CA superpuesta al componente de CC al doble de la frecuencia de la red ( 100-120 Hz ). Puede provocar un zumbido audible en la red en el equipo de audio, ondas de brillo o distorsiones en bandas en las cámaras de seguridad analógicas.	Más ruidoso debido a la frecuencia de conmutación del SMPS. Una salida sin filtrar puede causar fallas en los circuitos digitales o ruido en los circuitos de audio.	Esto se puede suprimir con condensadores y otros circuitos de filtrado en la etapa de salida. Con una fuente de alimentación de modo conmutado, la frecuencia de conmutación se puede elegir para mantener el ruido fuera de la banda de frecuencia de trabajo de los circuitos (por ejemplo, para sistemas de audio por encima del rango de audición humana)
Ruido electrónico en los terminales de entrada	Provoca distorsión armónica en la entrada de CA, pero relativamente poco o ningún ruido de alta frecuencia.	Los SMPS de muy bajo costo pueden volver a acoplar el ruido de conmutación eléctrica a la línea de alimentación principal, causando interferencia con el equipo A / V conectado a la misma fase. Los SMPS sin factor de potencia corregido también causan distorsión armónica.	Esto se puede evitar si se conecta un filtro EMI / RFI (correctamente conectado a tierra) entre los terminales de entrada y el puente rectificador.
Ruido acústico	Zumbido de red débil, generalmente inaudible, generalmente debido a la vibración de los devanados en el transformador o magnetostricción .	Generalmente inaudible para la mayoría de los humanos , a menos que tengan un ventilador o estén descargados / funcionando mal, o usen una frecuencia de conmutación dentro del rango de audio, o las laminaciones de la bobina vibren en un subarmónico de la frecuencia de operación.	La frecuencia de funcionamiento de un SMPS descargado a veces se encuentra en el rango humano audible y puede sonar subjetivamente bastante alto para las personas cuya audición es muy sensible al rango de frecuencia relevante.
Factor de potencia	Bajo para un suministro regulado porque la corriente se extrae de la red en los picos de la sinusoide de voltaje , a menos que un circuito de entrada de estrangulador o de entrada de resistencia siga al rectificador (ahora raro).	De muy bajo a medio, ya que un SMPS simple sin PFC genera picos de corriente en los picos de la sinusoide de CA.	La corrección activa / pasiva del factor de potencia en el SMPS puede compensar este problema e incluso es requerida por algunas autoridades de regulación eléctrica, particularmente en la UE. La resistencia interna de los transformadores de baja potencia en las fuentes de alimentación lineales generalmente limita la corriente máxima en cada ciclo y, por lo tanto, proporciona un mejor factor de potencia que muchas fuentes de alimentación conmutadas que rectifican directamente la red con poca resistencia en serie.
Corriente de irrupción	Gran corriente cuando se enciende el equipo de suministro de energía lineal alimentado por la red hasta que el flujo magnético del transformador se estabiliza y los capacitores se cargan por completo, a menos que se use un circuito de arranque lento.	Corriente de sobretensión de pico extremadamente grande, limitada solo por la impedancia de la fuente de entrada y cualquier resistencia en serie a los condensadores del filtro.	Los condensadores de filtro vacíos inicialmente consumen grandes cantidades de corriente a medida que se cargan, y los condensadores más grandes consumen mayores cantidades de corriente máxima. Al estar muchas veces por encima de la corriente de funcionamiento normal, esto tensiona mucho los componentes sujetos a la sobretensión, complica la selección de fusibles para evitar quemaduras molestas y puede causar problemas con los equipos que emplean protección contra sobrecorriente, como fuentes de alimentación ininterrumpida . Mitigado mediante el uso de un circuito de arranque suave adecuado o una resistencia en serie.
Riesgo de descarga eléctrica	Los suministros con transformadores aíslan la fuente de alimentación entrante del dispositivo alimentado y, por lo tanto, permiten conectar a tierra la estructura metálica del gabinete de manera segura. Peligroso si el aislamiento primario / secundario se rompe, poco probable con un diseño razonable. Suministro eléctrico sin transformador peligroso. Tanto en el modo lineal como en el de conmutación, la red, y posiblemente los voltajes de salida, son peligrosos y deben estar bien aislados.	El riel común del equipo (incluida la carcasa) se energiza a la mitad del voltaje de la red, pero a alta impedancia, a menos que el equipo esté conectado a tierra o no contenga filtrado EMI / RFI en los terminales de entrada.	Debido a las regulaciones relativas a la radiación EMI / RFI, muchos SMPS contienen filtrado EMI / RFI en la etapa de entrada que consta de condensadores e inductores antes del puente rectificador. Dos condensadores están conectados en serie con los rieles Vivo y Neutro con la conexión a tierra entre los dos condensadores. Esto forma un divisor capacitivo que energiza el riel común a la mitad del voltaje de la red. Su fuente de corriente de alta impedancia puede proporcionar un hormigueo o un "mordisco" al operador o puede utilizarse para encender un LED de falla a tierra. Sin embargo, esta corriente puede causar disparos molestos en los dispositivos de corriente residual más sensibles . En las fuentes de alimentación sin un pin de tierra (como un cargador USB) hay un condensador EMI / RFI colocado entre el lado primario y el secundario. ^[28]También puede proporcionar una sensación de hormigueo muy leve, pero es seguro para el usuario. ^[29]
Riesgo de daño al equipo	Muy bajo, a menos que ocurra un corto entre los devanados primario y secundario o el regulador falle por cortocircuito interno.	Puede fallar y hacer que el voltaje de salida sea muy alto ^{[ cuantificar ]} . La tensión en los condensadores puede hacer que exploten. En algunos casos, puede destruir las etapas de entrada en los amplificadores si el voltaje flotante excede el voltaje de ruptura del emisor-base del transistor, lo que hace que la ganancia del transistor disminuya y los niveles de ruido aumenten. ^[30] Mitigado por un buen diseño a prueba de fallas . La falla de un componente en el SMPS mismo puede causar más daños a otros componentes de la PSU; puede ser difícil de solucionar.	El voltaje flotante es causado por condensadores que unen los lados primario y secundario de la fuente de alimentación. La conexión a un equipo conectado a tierra provocará un pico momentáneo (y potencialmente destructivo) en la corriente en el conector, ya que el voltaje en el lado secundario del capacitor se iguala al potencial de tierra.

Teoría de funcionamiento [ editar ]

Diagrama de bloques de un SMPS AC / DC operado por red con regulación de voltaje de salida

Etapa del rectificador de entrada [ editar ]

Señales rectificadas de CA, media onda y onda completa

Si el SMPS tiene una entrada de CA, entonces la primera etapa es convertir la entrada a CC. A esto se le llama rectificación . Un SMPS con una entrada de CC no requiere esta etapa. En algunas fuentes de alimentación (principalmente fuentes de alimentación ATX para computadora)), el circuito rectificador se puede configurar como un duplicador de voltaje mediante la adición de un interruptor operado manual o automáticamente. Esta característica permite el funcionamiento de fuentes de energía que normalmente están a 115 V o 230 V. El rectificador produce un voltaje de CC no regulado que luego se envía a un condensador de filtro grande. La corriente extraída de la red eléctrica por este circuito rectificador ocurre en pulsos cortos alrededor de los picos de voltaje de CA. Estos pulsos tienen una energía de alta frecuencia significativa que reduce el factor de potencia. Para corregir esto, muchos SMPS más nuevos usarán un circuito PFC especial para hacer que la corriente de entrada siga la forma sinusoidal del voltaje de entrada de CA, corrigiendo el factor de potencia. Las fuentes de alimentación que utilizan PFC activo suelen ser de rango automático y admiten voltajes de entrada de~ 100 VCA - 250 VCA , sin selector de voltaje de entrada.

Un SMPS diseñado para entrada de CA generalmente se puede ejecutar desde una fuente de CC, porque la CC pasaría a través del rectificador sin cambios. ^[31] Si la fuente de alimentación está diseñada para 115 VCA y no tiene un interruptor selector de voltaje, el voltaje de CC requerido sería 163 VCC (115 × √2). Sin embargo, este tipo de uso puede ser perjudicial para la etapa del rectificador, ya que solo usará la mitad de los diodos en el rectificador para la carga completa. Esto posiblemente podría resultar en un sobrecalentamiento de estos componentes, provocando que fallen prematuramente. Por otro lado, si la fuente de alimentación tiene un interruptor selector de voltaje, basado en el circuito Delon , para 115/230 V (las fuentes de alimentación ATX de computadora suelen estar en esta categoría), el interruptor selector debería colocarse en el 230 Vposición, y el voltaje requerido sería 325 VCC (230 × √2). Los diodos en este tipo de fuente de alimentación manejarán bien la corriente CC porque están clasificados para manejar el doble de la corriente de entrada nominal cuando se operan en el modo de 115 V , debido al funcionamiento del duplicador de voltaje. Esto se debe a que el doblador, cuando está en funcionamiento, usa solo la mitad del puente rectificador y pasa el doble de corriente a través de él. ^[32]

Etapa del inversor [ editar ]

Esta sección se refiere al bloque marcado como chopper en el diagrama.

La etapa del inversor convierte la CC, ya sea directamente de la entrada o de la etapa del rectificador descrita anteriormente, en CA pasándola por un oscilador de potencia, cuyo transformador de salida es muy pequeño con pocos devanados, a una frecuencia de decenas o cientos de kilohercios . La frecuencia se elige generalmente para estar por encima de 20 kHz, para que sea inaudible para los humanos. La conmutación se implementa como un amplificador MOSFET de varias etapas (para lograr una alta ganancia) . Los MOSFET son un tipo de transistor con una baja resistencia y una alta capacidad de manejo de corriente.

Convertidor de voltaje y rectificador de salida [ editar ]

Si se requiere que la salida esté aislada de la entrada, como suele ser el caso en las fuentes de alimentación de red, la CA invertida se utiliza para impulsar el devanado primario de un transformador de alta frecuencia . Esto convierte el voltaje hacia arriba o hacia abajo al nivel de salida requerido en su devanado secundario. El transformador de salida en el diagrama de bloques sirve para este propósito.

Si se requiere una salida de CC , se rectifica la salida de CA del transformador. Para voltajes de salida superiores a diez voltios, se utilizan comúnmente diodos de silicio ordinarios. Para voltajes más bajos, los diodos Schottky se utilizan comúnmente como elementos rectificadores; tienen las ventajas de tiempos de recuperación más rápidos que los diodos de silicio (lo que permite un funcionamiento con bajas pérdidas a frecuencias más altas) y una menor caída de voltaje al conducir. Para voltajes de salida aún más bajos, los MOSFET pueden usarse como rectificadores síncronos ; en comparación con los diodos Schottky, estos tienen caídas de voltaje de estado de conducción aún más bajas.

Luego, la salida rectificada se suaviza mediante un filtro que consta de inductores y condensadores . Para frecuencias de conmutación más altas, se necesitan componentes con menor capacitancia e inductancia.

Las fuentes de alimentación más simples y no aisladas contienen un inductor en lugar de un transformador. Este tipo incluye convertidores elevadores , convertidores reductores , y los convertidores buck-boost . Estos pertenecen a la clase más simple de convertidores de una sola entrada y una sola salida que utilizan un inductor y un interruptor activo. El convertidor reductor reduce el voltaje de entrada en proporción directa a la relación entre el tiempo de conducción y el período de conmutación total, llamado ciclo de trabajo. Por ejemplo, un convertidor reductor ideal con una entrada de 10 V operando a un ciclo de trabajo del 50% producirá un voltaje de salida promedio de 5 V. Se emplea un circuito de control de retroalimentación para regular el voltaje de salida variando el ciclo de trabajo para compensar las variaciones en la entrada. Voltaje. El voltaje de salida de un convertidor elevadores siempre mayor que el voltaje de entrada y el voltaje de salida reductor-elevador se invierte, pero puede ser mayor, igual o menor que la magnitud de su voltaje de entrada. Existen muchas variaciones y extensiones de esta clase de convertidores, pero estos tres forman la base de casi todos los convertidores CC a CC aislados y no aislados. Al agregar un segundo inductor, se pueden implementar los convertidores Ćuk y SEPIC , o, al agregar interruptores activos adicionales, se pueden realizar varios convertidores de puente.

Otros tipos de SMPS usan un capacitor - multiplicador de voltaje de diodo en lugar de inductores y transformadores. Se utilizan principalmente para generar altos voltajes a bajas corrientes ( generador Cockcroft-Walton ). La variante de bajo voltaje se llama bomba de carga .

Reglamento [ editar ]

Este cargador para un dispositivo pequeño, como un teléfono móvil, es una fuente de alimentación de conmutación fuera de línea simple con un enchufe europeo. El circuito simple tiene solo dos transistores, un optoacoplador y diodos rectificadores como componentes activos .

Un circuito de retroalimentación monitorea el voltaje de salida y lo compara con un voltaje de referencia. Según el diseño y los requisitos de seguridad, el controlador puede contener un mecanismo de aislamiento (como un optoacoplador ) para aislarlo de la salida de CC. Los suministros de conmutación en computadoras, televisores y VCR tienen estos optoacopladores para controlar estrechamente el voltaje de salida.

Los reguladores de bucle abierto no tienen circuito de retroalimentación. En cambio, confían en alimentar un voltaje constante a la entrada del transformador o inductor, y asumen que la salida será correcta. Los diseños regulados compensan la impedancia del transformador o bobina. Los diseños monopolares también compensan la histéresis magnética del núcleo.

El circuito de retroalimentación necesita energía para funcionar antes de que pueda generar energía, por lo que se agrega una fuente de alimentación adicional sin conmutación para el modo de espera.

Diseño de transformadores [ editar ]

Cualquier fuente de alimentación de modo conmutado que se alimenta de una línea de alimentación de CA (denominada convertidor "fuera de línea" ^[33] ) requiere un transformador para el aislamiento galvánico . Algunos convertidores de CC a CC también pueden incluir un transformador, aunque el aislamiento puede no ser crítico en estos casos. Los transformadores SMPS funcionan a alta frecuencia. La mayoría de los ahorros de costos (y de espacio) en las fuentes de alimentación fuera de línea se deben al tamaño más pequeño del transformador de alta frecuencia en comparación con los transformadores de 50/60 Hz que se usaban anteriormente. Hay compensaciones de diseño adicionales. ^[34]

El voltaje terminal de un transformador es proporcional al producto del área del núcleo, el flujo magnético y la frecuencia. Al usar una frecuencia mucho más alta, el área del núcleo (y por lo tanto la masa del núcleo) se puede reducir considerablemente. Sin embargo, las pérdidas en el núcleo aumentan a frecuencias más altas. Los núcleos generalmente usan material de ferrita que tiene una baja pérdida en las altas frecuencias y altas densidades de flujo utilizadas. Los núcleos de hierro laminado de los transformadores de baja frecuencia (<400 Hz) tendrían una pérdida inaceptable a frecuencias de conmutación de unos pocos kilohercios. Además, se pierde más energía durante las transiciones del semiconductor de conmutación a frecuencias más altas. Además, se requiere más atención al diseño físico de la placa de circuito a medida que los parásitos se vuelven más importantes y la cantidad dela interferencia electromagnética será más pronunciada.

Pérdida de cobre [ editar ]

A bajas frecuencias (como la frecuencia de línea de 50 o 60 Hz), los diseñadores generalmente pueden ignorar el efecto de piel . Para estas frecuencias, el efecto piel solo es significativo cuando los conductores son grandes, más de 0,3 pulgadas (7,6 mm) de diámetro.

Las fuentes de alimentación conmutadas deben prestar más atención al efecto piel porque es una fuente de pérdida de energía. A 500 kHz, la profundidad de la piel en el cobre es de aproximadamente 0,003 pulgadas (0,076 mm), una dimensión más pequeña que los cables típicos utilizados en una fuente de alimentación. La resistencia efectiva de los conductores aumenta porque la corriente se concentra cerca de la superficie del conductor y la parte interior transporta menos corriente que a bajas frecuencias.

El efecto de piel se ve agravado por los armónicos presentes en las formas de onda de conmutación de modulación de ancho de pulso (PWM) de alta velocidad . La profundidad de la piel adecuada no es solo la profundidad en lo fundamental, sino también la profundidad de la piel en los armónicos. ^[35]

Además del efecto piel, también hay un efecto de proximidad , que es otra fuente de pérdida de potencia.

Factor de potencia [ editar ]

Las fuentes de alimentación de modo conmutado fuera de línea simples incorporan un rectificador de onda completa simple conectado a un condensador de almacenamiento de energía de gran tamaño. Dichos SMPS extraen corriente de la línea de CA en pulsos cortos cuando el voltaje instantáneo de la red excede el voltaje a través de este capacitor. Durante la parte restante del ciclo de CA, el condensador proporciona energía a la fuente de alimentación.

Como resultado, la corriente de entrada de tales fuentes de alimentación de modo conmutado básico tiene un alto contenido de armónicos y un factor de potencia relativamente bajo. Esto crea una carga adicional en las líneas de servicios públicos, aumenta el calentamiento del cableado del edificio y los transformadores de servicios públicos.y motores eléctricos de CA estándar, y pueden causar problemas de estabilidad en algunas aplicaciones, como en sistemas de generadores de emergencia o generadores de aeronaves. Los armónicos se pueden eliminar mediante el filtrado, pero los filtros son caros. A diferencia del factor de potencia de desplazamiento creado por cargas inductivas o capacitivas lineales, esta distorsión no puede corregirse mediante la adición de un solo componente lineal. Se requieren circuitos adicionales para contrarrestar el efecto de los breves pulsos de corriente. Poner una etapa de chopper de refuerzo regulada por corriente después del rectificador fuera de línea (para cargar el condensador de almacenamiento) puede corregir el factor de potencia, pero aumenta la complejidad y el costo.

En 2001, la Unión Europea puso en vigor la norma IEC / EN61000-3-2 para establecer límites en los armónicos de la corriente de entrada de CA hasta el armónico 40 para equipos por encima de 75 W. La norma define cuatro clases de equipos en función de su tipo y forma de onda actual. Los límites más rigurosos (clase D) se establecen para computadoras personales, monitores de computadora y receptores de TV. Para cumplir con estos requisitos, las fuentes de alimentación de modo conmutado modernas normalmente incluyen una etapa adicional de corrección del factor de potencia (PFC).

Tipos [ editar ]

Las fuentes de alimentación de modo conmutado se pueden clasificar según la topología del circuito. La distinción más importante es entre convertidores aislados y no aislados.

Topologías no aisladas [ editar ]

Los convertidores no aislados son los más simples, y los tres tipos básicos utilizan un solo inductor para el almacenamiento de energía. En la columna de relación de voltaje, D es el ciclo de trabajo del convertidor y puede variar de 0 a 1. Se supone que el voltaje de entrada (V ₁ ) es mayor que cero; si es negativo, por coherencia, niegue el voltaje de salida (V ₂ ).

Tipo ^[36]	Potencia típica [ W ]	Coste relativo	Almacen de energia	Relación de voltaje	Características
Dólar	0-1 000	1.0	Inductor único	0 ≤ hacia fuera ≤ hacia adentro, ${\ Displaystyle \ scriptstyle V_ {2} = DV_ {1}}$	La corriente es continua en la salida.
Aumentar	0-5 000	1.0	Inductor único	Fuera ≥ Dentro, ${\ Displaystyle \ scriptstyle V_ {2} = {\ frac {1} {1-D}} V_ {1}}$	La corriente es continua en la entrada.
Buck-boost	0-150	1.0	Inductor único	Fuera ≤ 0, ${\ Displaystyle \ scriptstyle V_ {2} = - {\ frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	La corriente es discontinua tanto en la entrada como en la salida.
Split-pi (o boost-buck)	0–4 500	> 2.0	Dos inductores y tres condensadores	Arriba o abajo	Control de potencia bidireccional; dentro o fuera.
Ćuk			Condensador y dos inductores	Cualquier invertido ${\ Displaystyle \ scriptstyle V_ {2} = - {\ frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	La corriente es continua en la entrada y la salida.
SEPIC			Condensador y dos inductores	Alguna, ${\ Displaystyle \ scriptstyle V_ {2} = {\ frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	La corriente es continua en la entrada.
Zeta			Condensador y dos inductores	Alguna, ${\ Displaystyle \ scriptstyle V_ {2} = {\ frac {D} {1-D}} V_ {1}}$	La corriente es continua en la salida.
Bomba de carga / condensador conmutado			Solo condensadores		No se necesita almacenamiento de energía magnética para lograr la conversión, sin embargo, el procesamiento de energía de alta eficiencia normalmente se limita a un conjunto discreto de relaciones de conversión.

Cuando el equipo es accesible para personas, se aplican límites de voltaje de ≤ 30 V (rms) CA o ≤ 42,4 V pico o ≤ 60 V CC y límites de potencia de 250 VA para la certificación de seguridad ( aprobación UL , CSA , VDE ).

Las topologías buck, boost y buck-boost están todas fuertemente relacionadas. La entrada, la salida y la tierra se unen en un punto. Uno de los tres pasa por un inductor en el camino, mientras que los otros dos pasan por interruptores. Uno de los dos interruptores debe estar activo (por ejemplo, un transistor), mientras que el otro puede ser un diodo. A veces, la topología se puede cambiar simplemente volviendo a etiquetar las conexiones. Un convertidor reductor de entrada de 12 V y salida de 5 V se puede convertir en un convertidor reductor de salida de 7 V y salida de -5 V conectando a tierra la salida y tomando la salida del pin de tierra .

Asimismo, los convertidores SEPIC y Zeta son reordenamientos menores del convertidor Ćuk.

La topología de punto neutro sujeto (NPC) se utiliza en fuentes de alimentación y filtros activos y se menciona aquí para completar. ^[37]

Los conmutadores se vuelven menos eficientes a medida que los ciclos de trabajo se vuelven extremadamente cortos. Para grandes cambios de voltaje, una topología de transformador (aislada) puede ser mejor.

Topologías aisladas [ editar ]

Todas las topologías aisladas incluyen un transformador y, por lo tanto, pueden producir una salida de voltaje mayor o menor que la entrada ajustando la relación de espiras. ^[38]^[39] Para algunas topologías, se pueden colocar múltiples devanados en el transformador para producir múltiples voltajes de salida. ^[40] Algunos convertidores utilizan el transformador para el almacenamiento de energía, mientras que otros utilizan un inductor independiente.

Tipo ^[36]	Potencia [ W ]	Coste relativo	Rango de entrada [ V ]	Almacen de energia	Características
Volar de vuelta	0-250	1.0	5-600	Inductores mutuos	Forma aislada del convertidor reductor-elevador ¹
Convertidor de anillo de estrangulamiento (RCC)	0-150	1.0	5-600	Transformador	Variante de retorno auto-oscilante de bajo costo ^[41]
Medio adelantado	0-250	1.2	5-500	Inductor
Adelante ²	100-200		60-200	Inductor	Forma aislada de convertidor de dólar
Adelante resonante	0–60	1.0	60–400	Inductor y condensador	Entrada de riel único, salida no regulada, alta eficiencia, baja EMI . ^[42]
Empujar tirar	100-1.000	1,75	50-1.000	Inductor
Medio puente	0-2 000	1,9	50-1.000	Inductor
Puente completo	400–5.000	> 2.0	50-1.000	Inductor	Uso muy eficiente del transformador, utilizado para las mayores potencias.
Resonante, voltaje cero conmutado	> 1000	> 2.0		Inductor y condensador
Uk aislado				Dos condensadores y dos inductores

Las fuentes de alimentación de modo conmutado de voltaje cero requieren solo pequeños disipadores de calor, ya que se pierde poca energía en forma de calor. Esto les permite ser pequeños. Este ZVS puede entregar más de 1 kilovatio. No se muestra el transformador.

^ 1 El comportamiento del bucle de control logarítmico del convertidor Flyback puede ser más difícil de controlar que otros tipos. ^[43]
^ 2 El convertidor directo tiene varias variantes, que varían en la forma en que el transformador se "reinicia" aflujo magnéticocero encada ciclo.

Controlador Chopper: el voltaje de salida se acopla a la entrada, por lo que se controla de manera muy estricta

Interruptor cuasi-resonante de corriente cero / voltaje cero [ editar ]

Interruptores de conmutación cuasirresonantes cuando el voltaje es mínimo y se detecta un valle.

En un interruptor cuasi-resonante de corriente cero / voltaje cero (ZCS / ZVS) "cada ciclo de interruptor entrega un 'paquete' cuantificado de energía a la salida del convertidor, y el encendido y apagado del interruptor se produce a corriente y voltaje cero , lo que resulta en un cambio esencialmente sin pérdidas ". ^{[44] La} conmutación cuasirresonante, también conocida como conmutación de valle , reduce la EMI en la fuente de alimentación mediante dos métodos:

Al cambiar el interruptor bipolar cuando el voltaje es mínimo (en el valle) para minimizar el efecto de conmutación fuerte que causa EMI.
Al cambiar cuando se detecta un valle, en lugar de a una frecuencia fija, se introduce una fluctuación de frecuencia natural que extiende el espectro de emisiones de RF y reduce la EMI general.

Eficiencia y EMI [ editar ]

Un voltaje de entrada más alto y el modo de rectificación síncrona hacen que el proceso de conversión sea más eficiente. También debe tenerse en cuenta el consumo de energía del controlador. Una frecuencia de conmutación más alta permite reducir el tamaño de los componentes, pero puede producir más RFI . Un convertidor de avance resonante produce la EMI más baja de cualquier enfoque SMPS porque utiliza una forma de onda resonante de conmutación suave en comparación con la conmutación dura convencional.

Modos de falla [ editar ]

Para averías en componentes de conmutación, placa de circuito, etc., lea los modos de avería del artículo de electrónica .

Las fuentes de alimentación que utilizan condensadores que sufren la plaga de condensadores pueden experimentar fallas prematuras cuando la capacitancia cae al 4% del valor original. ^{[ Verificación fallida ]} Esto normalmente hace que el semiconductor de conmutación falle de forma conductiva. Eso puede exponer las cargas conectadas al voltaje y la corriente de entrada completos, y precipitar oscilaciones salvajes en la salida. ^[45]

La falla del transistor de conmutación es común. Debido a los grandes voltajes de conmutación que debe manejar este transistor (alrededor de 325 V para una fuente de alimentación de 230 V _CA ), estos transistores a menudo se cortocircuitan y, a su vez, se quema inmediatamente el fusible de alimentación interno principal.

Precauciones [ editar ]

El condensador del filtro principal a menudo almacenará hasta 325 voltios mucho tiempo después de que se haya quitado el cable de alimentación de la pared. No todas las fuentes de alimentación contienen una pequeña resistencia de "purga" para descargar lentamente este condensador. Cualquier contacto con este capacitor puede resultar en una descarga eléctrica severa.

Los lados primario y secundario se pueden conectar con un capacitor para reducir EMI y compensar varios acoplamientos capacitivos en el circuito del convertidor, donde el transformador es uno. Esto puede resultar en una descarga eléctrica en algunos casos. La corriente que fluye desde la línea o el neutro a través de una resistencia de 2 kΩ hasta cualquier parte accesible debe, de acuerdo con IEC 60950 , ser inferior a 250 μA para equipos de TI. ^[46]

Aplicaciones [ editar ]

Cargador de teléfono móvil de modo conmutado

Un SMPS de 450 vatios para usar en computadoras personales con los cables de entrada, ventilador y salida de energía visibles

Las unidades de suministro de energía (PSU) de modo conmutado en productos domésticos como computadoras personales a menudo tienen entradas universales, lo que significa que pueden aceptar energía de fuentes de alimentación en todo el mundo, aunque es posible que se requiera un interruptor de rango de voltaje manual. Las fuentes de alimentación conmutadas pueden tolerar una amplia gama de frecuencias de alimentación y voltajes.

Debido a sus altos volúmenes, los cargadores de teléfonos móviles siempre han sido particularmente sensibles a los costos. Los primeros cargadores eran fuentes de alimentación lineales , pero rápidamente se trasladaron a la topología SMPS de convertidor de estrangulamiento de timbre (RCC) rentable, cuando se requerían nuevos niveles de eficiencia. Recientemente, la demanda de requisitos de energía sin carga aún más bajos en la aplicación ha significado que la topología de retorno se esté utilizando más ampliamente; Los controladores flyback de detección del lado primario también están ayudando a reducir la lista de materiales (BOM) al eliminar los componentes de detección del lado secundario, como los optoacopladores . ^{[ cita requerida ]}

Las fuentes de alimentación de modo conmutado también se utilizan para la conversión de CC a CC. En los automóviles en los que los vehículos pesados utilizan un suministro de arranque nominal de 24 V _CC, se pueden suministrar 12 V para accesorios a través de un suministro de modo de conmutación CC / CC. Esto tiene la ventaja sobre tocar la batería en la posición de 12 V (usando la mitad de las celdas) de que toda la carga de 12 V se divide uniformemente entre todas las celdas de la batería de 24 V. En entornos industriales como los racks de telecomunicaciones, la energía a granel se puede distribuir a un voltaje de CC bajo (desde un sistema de respaldo de batería, por ejemplo) y los equipos individuales tendrán convertidores de modo conmutado CC / CC para suministrar los voltajes necesarios.

Un uso común de las fuentes de alimentación de modo conmutado es como fuentes de muy baja tensión para la iluminación, y para esta aplicación a menudo se denominan "transformadores electrónicos".

Ejemplos de SMPS para aplicaciones de iluminación de muy baja tensión, denominados transformadores electrónicos.

Terminología [ editar ]

El término modo de conmutación se usó ampliamente hasta que Motorola reclamó la propiedad de la marca comercial SWITCHMODE para productos destinados al mercado de suministro de energía de modo conmutado y comenzó a hacer cumplir su marca comercial. ^{[33] La} fuente de alimentación de modo de conmutación , la fuente de alimentación de conmutación y el regulador de conmutación se refieren a este tipo de fuente de alimentación. ^[33]

Ver también [ editar ]

Transformador automático
Convertidor de carga
convertidor de moneda
Interferencia electromagnética conducida
Convertidor DC a DC
Corriente de irrupción
Ladrón de joule
Inductancia de fuga
Convertidor resonante
Amplificador de conmutación
Transformador
Vibrador (electrónico)

Notas [ editar ]

^ US 1037492 , Kettering, Charles F. , "Ignition system", publicado el 2 de noviembre de 1910, publicado el 3 de septiembre de 1912
^ US 1754265 , Coursey, Philip Ray, "Condensador eléctrico", publicado el 23 de junio de 1926, publicado el 15 de abril de 1930
^ a b "¿Cuándo se inventó la fuente de alimentación SMPS?" . electronicspoint.com .
^ "Condensadores eléctricos (biblioteca abierta)" . openlibrary.org .
^ "De primera mano: la historia del regulador de voltaje del automóvil - Wiki de historia de la ingeniería y la tecnología" . ethw.org . Consultado el 21 de marzo de 2018 .
↑ US 2014869 , Teare Jr., Benjamin R. & Max A. Whiting, "Electroresponsive Device", publicado el 15 de noviembre de 1932, publicado el 17 de septiembre de 1935
^ Cadillac modelo 5-X, una radio supherheterodina de 5 tubos, usaba un vibrador sincrónico para generar su suministro de B +. RadioMuseum.org, http://www.radiomuseum.org/r/cadillacge_5x.html#a
^ "1960: Transistor de semiconductor de óxido de metal (MOS) demostrado" . El motor de silicio . Museo de Historia de la Computación . Consultado el 31 de agosto de 2019 .
^ "Aplicación de MOSFET a los diseños de conmutación de energía de hoy" . Diseño Electrónico . 23 de mayo de 2016 . Consultado el 10 de agosto de 2019 .
^ "google.com/patents - Sistema de suministro de energía del convertidor de transistores" . google.com . Consultado el 21 de marzo de 2018 .
^ Ken Shirriff (enero de 2019). "Dentro de la memoria central de la computadora de orientación Apollo" . righto.com . Consultado el 4 de julio de 2019 .
^ µA723 Precision Voltage Regulators, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ua723.pdf hoja de datos agosto de 1972 revisada en julio de 1999
^ "slack.com - equipo de prueba e información electrónica" . slack.com . Archivado desde el original el 2 de agosto de 2002 . Consultado el 21 de marzo de 2018 .
^ "Lista de complementos 7000" . www.kahrs.us . Consultado el 21 de marzo de 2018 .
^ tek.com - Preguntas frecuentes sobre osciloscopios de la serie 7000
^ docmesure.free.fr - TEKSCOPE March 1971 7704 Fuente de alimentación de alta eficiencia (manual de servicio de marzo de 1971 .pdf)
↑ a b Shirriff, Ken (agosto de 2019). "La silenciosa remodelación de las fuentes de alimentación de las computadoras: hace medio siglo, mejores transistores y reguladores de conmutación revolucionaron el diseño de las fuentes de alimentación de las computadoras" . Espectro IEEE . Consultado el 12 de septiembre de 2019 .
↑ Kilbane, Doris (7 de diciembre de 2009). "Robert Boschert: un hombre de muchos sombreros cambia el mundo de las fuentes de alimentación" . Diseño Electrónico . Consultado el 12 de septiembre de 2019 .
^ Asociación de fabricantes de fuentes de alimentación: Genealogía
^ Computer Products tiene un nuevo nombre: Artesyn
^ Productos informáticos compra fabricante rival
^ "jacques-laporte.org - unidad de potencia de HP-35 y otras calculadoras HP vintage" . citycable.ch . Consultado el 21 de marzo de 2018 .
^ "Xerox Alto de Y Combinator: restauración de la legendaria computadora GUI de 1970" . arstechnica.com . Consultado el 21 de marzo de 2018 .
↑ Smithsonian Chips: North American Company Profiles p.1-192
^ businessinsider.com - EXCLUSIVO: Entrevista con el primer director ejecutivo de Apple, Michael Scott, 24/05/2011
^ "HP 3048A" . hpmemoryproject.org .
^ "Oportunidad de ahorro de energía al aumentar la eficiencia del suministro de energía" .
^ https://lygte-info.dk/info/SMPS%20workings%20UK.html
^ "Información sobre la leve sensación de hormigueo - EE . UU . " . pcsupport.lenovo.com .
^ "Prohibición de telares para transformadores externos" . 080224 sound.whsites.net
^ "Producción, entrega y utilización de energía de CC, un informe técnico de EPRI" (PDF) . Página 9 080317 mydocs.epri.com
^ Notas sobre la resolución de problemas y reparación de fuentes de alimentación conmutadas pequeñas: Conmutación entre entrada de 115 VCA y 230 VCA. Busque en la página "doblador" para obtener más información. Consultado en marzo de 2013.
^ a b c Foutz, Jerrold. "Introducción al tutorial de diseño de fuente de alimentación en modo de conmutación" . Consultado el 6 de octubre de 2008 .
^ "Diseño de convertidor LLC de 11kW, 70kHz para una eficiencia del 98%" .
^ Pressman 1998 , p. 306
^ a b ON Semiconductor (11 de julio de 2002). "Fuentes de alimentación SWITCHMODE — Manual de referencia y guía de diseño" (PDF) . Consultado el 17 de noviembre de 2011 .
^ "Un filtro de potencia activa implementado con convertidores NPC monofásicos multinivel" . 2011. Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2014 . Consultado el 15 de marzo de 2013 .
^ "Conceptos básicos del convertidor CC-CC" . Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2005. 090112 powerdesigners.com
^ "CONVERTIDORES DC-DC: UN PRIMER" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 18 de abril de 2009. 090112 jaycar.com.au Página 4
^ "Heinz Schmidt-Walter" . h-da.de .
^ Irving, Brian T .; Jovanović, Milan M. (marzo de 2002), Análisis y diseño de convertidor Flyback auto-oscilante (PDF) , Proc. IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC), págs. 897–903, archivado desde el original (PDF) el 2011-07-09 , consultado el 2009-09-30
^ "Topología RDFC para reemplazo lineal" . Archivado desde el original el 7 de septiembre de 2008. 090725 camsemi.com Más información sobre la topología resonante directa para aplicaciones de consumo
^ "La ecualización de ganancia mejora la página de rendimiento de Flyback de" . 100517 powerelectronics.com
^ "Error - EDN" . EDN . Archivado desde el original el 23 de mayo de 2016.
^ "Condensadores defectuosos: información y síntomas" . 100211 lowyat.net
^ "Estimación del valor óptimo del condensador Y para reducir la Emi en fuentes de alimentación de modo de conmutación" (PDF) . 15 de marzo de 2012. Archivado desde el original (PDF) el 15 de marzo de 2012 .

Referencias [ editar ]

Pressman, Abraham I. (1998), Diseño de fuente de alimentación conmutada (2a ed.), McGraw-Hill, ISBN 0-07-052236-7

Lectura adicional [ editar ]

Basso, Christophe (2008), Fuentes de alimentación conmutadas: Simulaciones SPICE y diseños prácticos , McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-150858-2
Basso, Christophe (2012), Designing Control Loops for Linear and Switching Power Supplies: A Tutorial Guide , Artech House, ISBN 978-1608075577
Brown, Marty (2001), Libro de cocina de fuentes de alimentación (2a ed.), Newnes, ISBN 0-7506-7329-X
Erickson, Robert W .; Maksimović, Dragan (2001), Fundamentals of Power Electronics (Segunda ed.), ISBN 0-7923-7270-0
Liu, Mingliang (2006), Desmitificación de circuitos de condensadores conmutados , Elsevier, ISBN 0-7506-7907-7
Luo, Fang Lin; Ye, Hong (2004), convertidores DC / DC avanzados , CRC Press, ISBN 0-8493-1956-0
Luo, Fang Lin; Ye, Hong; Rashid, Muhammad H. (2005), Power Digital Power Electronics and Applications , Elsevier, ISBN 0-12-088757-6
Maniktala, Sanjaya (2004), Diseño y optimización de fuentes de alimentación conmutadas , McGraw-Hill, ISBN 0-07-143483-6
Maniktala, Sanjaya (2006), Switching Power Supplies A to Z , Newnes / Elsevier, ISBN 0-7506-7970-0
Maniktala, Sanjaya (2007), Solución de problemas de los convertidores de potencia de conmutación: una guía práctica , Newnes / Elsevier, ISBN 978-0-7506-8421-7
Mohan, Ned; Undeland, Tore M .; Robbins, William P. (2002), Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño , Wiley, ISBN 0-471-22693-9
Nelson, Carl (1986), Manual de diseño LT1070 , AN19 , Linear TechnologyNota de aplicación que ofrece una amplia introducción a las aplicaciones Buck, Boost, CUK, Inverter. (descargar como PDF desde http://www.linear.com/designtools/app_notes.php )
Pressman, Abraham I .; Billings, Keith; Morey, Taylor (2009), Switching Power Supply Design (Tercera ed.), McGraw-Hill, ISBN 978-0-07-148272-1
Rashid, Muhammad H. (2003), Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones , Prentice Hall, ISBN 0-13-122815-3

Enlaces externos [ editar ]

Medios relacionados con fuentes de alimentación de modo conmutado en Wikimedia Commons
Póster de topologías de fuentes de alimentación conmutadas - Texas Instruments
Load Power Sources for Peak Efficiency, por James Colotti, publicado en EDN 1979 el 5 de octubre

[1] US 1037492 , Kettering, Charles F. , "Ignition system", publicado el 2 de noviembre de 1910, publicado el 3 de septiembre de 1912

[2] US 1754265 , Coursey, Philip Ray, "Condensador eléctrico", publicado el 23 de junio de 1926, publicado el 15 de abril de 1930

[ep6-3] "¿Cuándo se inventó la fuente de alimentación SMPS?" . electronicspoint.com .

[4] "Condensadores eléctricos (biblioteca abierta)" . openlibrary.org .

[5] "De primera mano: la historia del regulador de voltaje del automóvil - Wiki de historia de la ingeniería y la tecnología" . ethw.org . Consultado el 21 de marzo de 2018 .

[6] US 2014869 , Teare Jr., Benjamin R. & Max A. Whiting, "Electroresponsive Device", publicado el 15 de noviembre de 1932, publicado el 17 de septiembre de 1935

[7] Cadillac modelo 5-X, una radio supherheterodina de 5 tubos, usaba un vibrador sincrónico para generar su suministro de B +. RadioMuseum.org, http://www.radiomuseum.org/r/cadillacge_5x.html#a

[computerhistory-8] "1960: Transistor de semiconductor de óxido de metal (MOS) demostrado" . El motor de silicio . Museo de Historia de la Computación . Consultado el 31 de agosto de 2019 .

[9] "Aplicación de MOSFET a los diseños de conmutación de energía de hoy" . Diseño Electrónico . 23 de mayo de 2016 . Consultado el 10 de agosto de 2019 .

[10] "google.com/patents - Sistema de suministro de energía del convertidor de transistores" . google.com . Consultado el 21 de marzo de 2018 .

[11] Ken Shirriff (enero de 2019). "Dentro de la memoria central de la computadora de orientación Apollo" . righto.com . Consultado el 4 de julio de 2019 .

[12] µA723 Precision Voltage Regulators, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ua723.pdf hoja de datos agosto de 1972 revisada en julio de 1999

[13] "slack.com - equipo de prueba e información electrónica" . slack.com . Archivado desde el original el 2 de agosto de 2002 . Consultado el 21 de marzo de 2018 .

[14] "Lista de complementos 7000" . www.kahrs.us . Consultado el 21 de marzo de 2018 .

[15] tek.com - Preguntas frecuentes sobre osciloscopios de la serie 7000

[16] sure.free.fr - TEKSCOPE March 1971 7704 Fuente de alimentación de alta eficiencia (manual de servicio de marzo de 1971 .pdf)

[Shirriff2019-17] Shirriff, Ken (agosto de 2019). "La silenciosa remodelación de las fuentes de alimentación de las computadoras: hace medio siglo, mejores transistores y reguladores de conmutación revolucionaron el diseño de las fuentes de alimentación de las computadoras" . Espectro IEEE . Consultado el 12 de septiembre de 2019 .

[Kilbane2009-18] Kilbane, Doris (7 de diciembre de 2009). "Robert Boschert: un hombre de muchos sombreros cambia el mundo de las fuentes de alimentación" . Diseño Electrónico . Consultado el 12 de septiembre de 2019 .

[19] Asociación de fabricantes de fuentes de alimentación: Genealogía

[20] Computer Products tiene un nuevo nombre: Artesyn

[21] Productos informáticos compra fabricante rival

[22] "jacques-laporte.org - unidad de potencia de HP-35 y otras calculadoras HP vintage" . citycable.ch . Consultado el 21 de marzo de 2018 .

[23] "Xerox Alto de Y Combinator: restauración de la legendaria computadora GUI de 1970" . arstechnica.com . Consultado el 21 de marzo de 2018 .

[24] Smithsonian Chips: North American Company Profiles p.1-192

[25] usinessinsider.com - EXCLUSIVO: Entrevista con el primer director ejecutivo de Apple, Michael Scott, 24/05/2011

[26] "HP 3048A" . hpmemoryproject.org .

[27] "Oportunidad de ahorro de energía al aumentar la eficiencia del suministro de energía" .

[28] ttps://lygte-info.dk/info/SMPS%20workings%20UK.html

[29] "Información sobre la leve sensación de hormigueo - EE . UU . " . pcsupport.lenovo.com .

[30] "Prohibición de telares para transformadores externos" . 080224 sound.whsites.net

[31] "Producción, entrega y utilización de energía de CC, un informe técnico de EPRI" (PDF) . Página 9 080317 mydocs.epri.com

[32] Notas sobre la resolución de problemas y reparación de fuentes de alimentación conmutadas pequeñas: Conmutación entre entrada de 115 VCA y 230 VCA. Busque en la página "doblador" para obtener más información. Consultado en marzo de 2013.

[Foutz-33] Foutz, Jerrold. "Introducción al tutorial de diseño de fuente de alimentación en modo de conmutación" . Consultado el 6 de octubre de 2008 .

[34] "Diseño de convertidor LLC de 11kW, 70kHz para una eficiencia del 98%" .

[35] Pressman 1998 , p. 306

[spsrm-36] ON Semiconductor (11 de julio de 2002). "Fuentes de alimentación SWITCHMODE — Manual de referencia y guía de diseño" (PDF) . Consultado el 17 de noviembre de 2011 .

[37] "Un filtro de potencia activa implementado con convertidores NPC monofásicos multinivel" . 2011. Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2014 . Consultado el 15 de marzo de 2013 .

[powerdesigners_dcdc_basics-38] "Conceptos básicos del convertidor CC-CC" . Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2005. 090112 powerdesigners.com

[jaycar_dcdc_primer-39] "CONVERTIDORES DC-DC: UN PRIMER" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 18 de abril de 2009. 090112 jaycar.com.au Página 4

[40] "Heinz Schmidt-Walter" . h-da.de .

[41] Irving, Brian T .; Jovanović, Milan M. (marzo de 2002), Análisis y diseño de convertidor Flyback auto-oscilante (PDF) , Proc. IEEE Applied Power Electronics Conf. (APEC), págs. 897–903, archivado desde el original (PDF) el 2011-07-09 , consultado el 2009-09-30

[camsemi_com-rdfc-42] "Topología RDFC para reemplazo lineal" . Archivado desde el original el 7 de septiembre de 2008. 090725 camsemi.com Más información sobre la topología resonante directa para aplicaciones de consumo

[powerelectronics_flyback_equalization-43] "La ecualización de ganancia mejora la página de rendimiento de Flyback de" . 100517 powerelectronics.com

[ednzcszvs-44] "Error - EDN" . EDN . Archivado desde el original el 23 de mayo de 2016.

[lowyat_341368-45] "Condensadores defectuosos: información y síntomas" . 100211 lowyat.net

[cap-est-46] "Estimación del valor óptimo del condensador Y para reducir la Emi en fuentes de alimentación de modo de conmutación" (PDF) . 15 de marzo de 2012. Archivado desde el original (PDF) el 15 de marzo de 2012 .