2.- Fuentes de alimentacióndespués de nuevo a cero. Esta no es la clase de tensión continua que...

Componentes Básicos: Cajas, fuentes de alimentación, puertos y cables. Juan Almagro Sánchez

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2.- Fuentes de alimentación

2.1- Introducción La fuente de alimentación es el dispositivo que proporciona al ordenador

personal la corriente eléctrica que precisa, tanto en intensidad como en voltaje. La

fuente de alimentación se encuentra en el interior de la carcasa, es una caja metálica

rectangular de gran tamaño dotada de un ventilador. De ella sale un manojo de cables

de colores que van a parar a los distintos dispositivos dentro de la carcasa.

Los conectores que vienen incluidos en la fuente de alimentación estén

normalizados, tanto para los modeles AT como ATX.

En los modelos AT, existen dos conectores de seis contactos cada uno, P8 y P9,

los cuales proporcionan alimentación a la placa base, En los modeles ATX, se han

sustituido por un solo conector de 20 contactos.

2.2.- Cable de la red eléctrica Llevan un conector macho y otro hembra. Existen varios tipos de cables de

alimentación, dependiendo del método que empleemos para alimentar los periféricos.

En cualquier caso, al menos habrá un cable conectado a una toma de red eléctrica de

la cual podremos hacer diversas derivaciones.

Nos van a aparecer 3 tipos distintos

Cable Alimentación AK-5012: Permite enchufar monitor, CPU, o cualquier

dispositivo a la red eléctrica. En un extremo tiene un conector macho Shucko para

conectarlo a la toma Shucko de pared, y en el otro extremo tiene un conector hembra

IEC320 C-13 para conectarlo al dispositivo a alimentar.

Cable Alimentación AK-50242: Permite enchufar alimentadores externos

transformadores, fuentes de alimentación reducida, portátiles y algunos otros equipos

a la red eléctrica. En un extremo tiene un conectar macho Shucko para conectarlo a la

toma Shucko de pared, y en el otro extrema tiene un conector hembra IEC320-05

(trébol) para conectarle al dispositivo a alimentar.


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Cable Alimentación AK-5030: Permite enchufar la salida de fuente de alimentación

hembra a La entrada de de alimentación de monitor. Por tanto, en un extremo tiene un

conector macho IEC320 C-14 para conectarlo a la fuente de alimentación y en el otro

extremo tiene un conector hembra IEC320 C-13 para conectarlo al monitor.

Las características de los cables de alimentación son pocas, pero nos son necesarias a

la horade adquirir uno de estos cables. Dichas características son:

El número de hilos: Son tres hilos los que tienen todos los cables. Uno se

emplea para la fase, otro para el neutro y otro para toma de tierra.

El voltaje: Tensión máxima que soporta el cable. En Europa 250 voltios y en

Estados Unidos125 voltios.

Carga eléctrica: Intensidad máxima que soporta el cable. Suele estar entre los 6

y 10amperios.

La longitud: Medida del cable en metros. Suelen ser de 1, 1.5, 1.8, 2, 3, y 5

metros como longitudes más estándares.

2.3.- Tipos de fuentes de alimentación Existen varios tipos de fuentes de alimentación, siendo las fuentes AT y ATX las

estándares:

AT

Este modelo tiene la alimentación de la placa base dividida en dos conectores

(P8 y P9), el interruptor de encendido del equipo incorporado y con una tensión de 220

V (tensión de red), y en ocasiones también incorpora la clavija FAN para el ventilador

del micro.


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— Entrada: 100-240 V de 47-63Hz. IEC 320 hembra.

— Salida: conexión AT, salida 1: 5 V (2.0-20/ 0 A), salida 2: 12 V (0-8/12A), salida 3:

-12 V (0.3/0.5 A), salida 4: -5 V(0.3/0.5 V), además de conexiones para floppy y para

dispositivos IDE.

ATX

Este modelo de placa tiene la particularidad de que solo posee el conector de

alimentación de la placa base llamado P1, y los conectores habituales de alimentación

(5 1/4" y 3 1/5”).

— Entrada: 180-264 V de 48-63Hz. IEC 320 hembra.

— Salida: conexión ATX, salida 1: 3,3 V (0,2-16/8 A), salida 2: 5 V (0,1-17,5/30 A),

salida 3: 12V (0-13/15 A), salida 4: -12 V(0,8 A), salida 5: -5 V(0,3 V), además de dos

conexiones para floppy y para dispositivos IDE.


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Formatos de reducido tamaño

Otros tipos de fuentes son menos usuales, se emplean para cajas con formatos

especiales.

— Las fuentes SFX varían en sus dimensiones que son 125 x 100 x 76,5 mm, por todo

lo demás son como las ATX.

— Las fuentes EPS son un estándar SSE (Server System infraestructure) y además de

variar en sus dimensiones 150 x 97.5 x 90 mm no cumplen el estándar ATX. Disponen

de dos conectores uno de 24 pines y uno de 8 pines (+12 V).


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Fuentes de alimentación modulares

Estas fuentes a diferencia de las convencionales AT y ATX tienen la

particularidad de que no sale un manojo de cables para alimentar a los diferentes

dispositivos, sino que existen una serie de conectores en los cuales solo conectamos

los cables que vayamos a utilizar.

Los conectores de estas fuentes varían en cuanto al número y tipos que nos

podemos encontrar en el mercado. Si bien a partir de ellos existe una serie de

adaptadores para convertirlos en los conectores estándar de cualquier ordenador.


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Dichas fuentes están cogiendo mercado debido a sus ventajas respecto a las

convencionales como la comodidad al usar solo los cables que necesitemos, la estética

dando aspecto despejado, más eficiente permitiendo aprovechar mejor la potencia que

suministra.

Fuentes de alimentación redundante

Los sistemas redundantes en informática son aquellos en los que se repiten los

datos o el hardware dado el carácter crítico que puedan representar, para asegurar

ante los posibles fallos que puedan surgir por cualquier eventualidad.

Este tipo de sistemas realiza el mismo trabajo simultáneamente con todos los

componentes que deseemos asegurar, ya que si por algún motivo dejara de funcionar

alguno, inmediatamente otro tendría que ocupar su lugar y realizar las tareas del

anterior, mientras que se procede a la sustitución del estropeado.


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Hoy en día los servidores traen por lo menos dos fuentes de alimentación, que

son las encargadas de suministrar electricidad al ordenador. Estas fuentes de

alimentación tienen que ir conectadas a diferentes sistemas eléctricos, para garantizar

el suministro, ya sea por fallo de la propia fuente o del sistema eléctrico.

Las técnicas de redundancia han sido usadas por la industria militar y

aeroespacial hace muchos años. En la actualidad se aplican las fuentes de alimentación

redundantes a los servidores, routers, switches, etc

2.4.- Esquemas de la fuente de alimentación La función de una fuente de alimentación es convertir la tensión alterna en una

tensión continua y lo más estable posible, para ello se usan las siguientes etapas en la

transformación de la señal:

Transformador de entrada. Reduce la tensión de red (generalmente

220-240 V o 120 V) a otra tensión más adecuada para ser tratada. Solo

es capaz de trabajar con corrientes alternas. Esto quiere decir que la

tensión de entrada será alterna y la de salida también.

Rectificador a diodos. Es el que se encarga de convertir la tensión

alterna que sale del transformador en tensión continua. Para ello se

utilizan diodos. Un diodo conduce cuando la tensión de su ánodo es

mayor que la de su cátodo.


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Filtro para el rizado. La tensión en la carga que se obtiene de un

rectificador es en forma de pulsos. En un ciclo de salida completo, la

tensión en la carga aumenta de cero a un valor de pico, para caer

después de nuevo a cero. Esta no es la clase de tensión continua que

precisan la mayor parte de circuitos electrónicos. Lo que se necesita es

una tensión constante, similar a la que produce una batería. Para

obtener este tipo de tensión rectificada en la carga es necesario emplear

un filtro.

Regulador (o estabilizador) lineal. Es un circuito que se encarga de

reducir el rizado y de proporcionar una tensión de salida de la tensión

exacta que queramos. En esta sección nos centraremos en los

reguladores integrados de tres terminales que son los más sencillos y

baratos que hay, en la mayoría de los casos son la mejor opción.

Bobina de transformador Rectificador de diodos

Condensadores para filtrado PFC para estabilizar la señal

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.


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Fuente de alimentación lineal

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

continua 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. Esta

corriente abarca toda la energía del circuito.

Fuente de alimentación conmutada

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-

100Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación(cerrados).

Vista por dentro de una fuente conmutada ATX. (A - Puente rectificador, B -

Condensador de entrada, C - Transformador, D - Bobina del filtro de salida, E -

Condensadores del filtro de salida)


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2.5.- Características y conectores de la fuente de alimentación Básicamente la fuente de alimentación transforma el voltaje de la corriente, de

los 220 V de la red eléctrica a 5 y 12 V que precisan los elementos del ordenador,

después rectifica la corriente alterna para conseguir que sea continua tras lo cual la

filtra para quitarle el rizado y la estabiliza. Además sirve como elemento de protección

del ordenador al incluir un interruptor que permite encender y apagar el ordenador y

un fusible que se funde, protegiendo el ordenador, en caso de consumo excesivo y

corto-circuito.

Tiene de entrada un conector macho de tres contactos (fase, neutro y tierra)

por donde se conecta a la red eléctrica de 110-120 V o la de 200-240 V. La selección

de la tensión de entrada puede ser manual, mediante un pequeño interruptor rojo

situado en la fuente, o en las más modernas, automático. Si la carcasa metálica no

repele cuando la tocas, es serial que no tienes la toma tierra bien conectada. Algunas

fuentes tienen una salida hembra de tres contactos (fase, neutro y tierra) que se utiliza

para la pantalla.

Internamente las fuentes de alimentación tienen varias salidas, todas ellas con unos

colores y funcionalidad, los principales son:

las salidas naranjas, llevan 3.3v y se utilizan para alimentación de CPU,

memoria y circuitos de menor alimentación.

Las salidas rojas, de 5 V son para los circuitos electrónicos en general.

las salidas amarillas, de 12 V para los eléctricos con motores (ventilador,

disquetera, disco duro, etc.).

las salidas negras, son diferentes tomas de tierra para los componentes.


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La salida verde, es la señal PS_ON de la fuente que permite gestionar con la

placa base el encendido/apagado de la fuente.

Las salidas de la fuente de alimentación se agrupan en diferentes conectores

para alimentar los distintos dispositivos del equipo:

• El interruptor de encendido y apagado. Un posible fallo es que deje de funcionar,

pues al serun elemento mecánico es fácil que se estropee. Se puede cambiar por otro

de 240V-8 A o puentearlo y usar un interruptor externo, como por ejemplo de una

regleta de conectores.

• Salidas para el ventilador. Suele quedar dentro de la propia caja metálica de la

fuente.


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• Salidas de + 12 V (Hasta 4,2 A),-12 V (Hasta 0,3 A), + 5 V (hasta 18 A) y-5 V (Hasta

0.3 A). Agrupadas en diferentes conectores y formatos:

Alimentación de la placa base.- La configuración de los conectores de

fuentes de alimentación tipo AT (2 conectores de 6 hilosP8 y P9), se conectan

con los dos hilos negros de cada uno de ellos juntos en el centro. Por el

contrario, el conector de alimentación de la placa tipo ATX presenta un

conector de 20 pines o 20 + 4 pines denominado P1. También podemos contar

con el conector P2 de 4 pines de 12 v de alimentación adicional del procesador

independiente.


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Alimentación de dispositivos de almacenamiento.- Hay una serie de

conectores para alimentar a los diversos periféricos como discos duros,

disqueteras y otros dispositivos auxiliares. También nos podemos encontrar con

multitud de adaptadores.

Alimentación de tarjetas PCIe.- Si dicha tarjeta gráfica consume una

potencia inferior a 75 W se alimenta a través del propio bus PCI Express, si

consume más de 75 W hay que alimentarla a través de un conector de seis

pines que se encuentra en dicha tarjeta, también puede tener un segundo

conector que lo usaremos cuando queremos hacer Overcloking para

sobrealimentar a través de dicho conector de ocho pines (ojo no confundir con

el P2 de alimentación del procesador).


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Adaptadores de alimentación.- Existen numerosos adaptadores de

alimentación para cuando nuestra fuente de alimentación no porporciona los

que necesitemos o se necesita alguno adicional.

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