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SECCIÓN 4 |
4.1 CARACTERÍSTICAS DE LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN
CONMUTADAS (SMPS)
Las fuentes de alimentación conmutadas (SMPS) se utilizan ampliamente para
convertir la AC entrante en varios voltajes como 3,3 V, 5 V, 12 V, 24 V, etc., que
se utilizan para alimentar varios dispositivos y circuitos utilizados en equipos
electrónicos, como cargadores de baterías, computadoras, audio y dispositivos de
video, radios, etc. Las SMPS utilizan grandes condensadores en su sección de entrada
para la filtración. Cuando la fuente de alimentación se enciende por primera vez, hay
una corriente de entrada muy grande por la fuente de alimentación como cuando
los condensadores de entrada están cargados (los condensadores actúan casi como
un cortocircuito en el instante en que la alimentación está conectada). La corriente
de entrada cuando se enciende es varias veces mayor que la entrada de corriente y
tiene una duración de unos pocos milisegundos. Un ejemplo de la tensión de entrada
frente a entrada de formas de onda de corriente se da en la Fig. 4.1. Se verá que la
entrada de corriente inicial después del encendido es >15 veces mayor que el valor
cuadrático medio de la corriente. La irrupción se disipa en unos 2 o 3 ciclos, es decir,
en torno a 40 a 60 milisegundos por onda sinusoidal de 50 Hz.
Además, debido a la presencia de un alto valor de condensadores de entrada, la
corriente consumida por una SMPS (con corrección del factor de potencia) no es
sinusoidal, pero lineal, como se muestra en la figura 4.2. La corriente de entrada
estable de SMPS es un tren de impulsos no lineales en lugar de una onda sinusoidal.
Estos pulsos de dos a cuatro milisegundos de duración cada uno con un alto factor de
cresta del orden de 3 (factor de cresta = valor máximo ÷ valor cuadrático medio).
Muchas unidades SMPS incorporan "limitación de corriente de entrada". El método
más común es la resistencia NTC (coeficiente negativo de temperatura). La resistencia
NTC tiene una alta resistencia al frío y una baja resistencia cuando está caliente.
El resistor NTC se coloca en serie con la entrada a la fuente de alimentación. La
resistencia al frío limita la corriente de entrada cuando los condensadores se cargan.
La corriente de entrada calienta el NTC y la resistencia cae durante el funcionamiento
normal. Sin embargo, si la fuente de alimentación se enciende rápidamente y
vuelve a encenderse, la resistencia NTC estará caliente por lo que su estado de baja
resistencia no impedirá que una entrada de corriente.
El inversor debe, por lo tanto, ser dimensionado adecuadamente para soportar la
corriente de entrada alta y el alto factor de cresta de la corriente consumida por las
SMPS. Normalmente, los inversores tienen corta duración de potencia, que es de 2
veces su máxima potencia continua. Por lo tanto, se recomienda que para efectos
de dimensionar el inversor para dar cabida a un factor de cresta de 3, la capacidad
máxima de carga continua del inversor debe ser >2 veces la máxima potencia
continua de las SMPS. Por ejemplo, una SMPS nominal de 100 vatios debe ser
alimentada por un inversor que tenga una potencia máxima continua de >200 vatios.
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Fuentes de Alimentación Directas
/ Fuentes de Alimentación
Conmutadas (SMPS)
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