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DIFERENCIA ENTRE FUENTES LINALES Y CONMUTADAS

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by

Edison Ramirez Carvajal

on 28 July 2014

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Transcript of DIFERENCIA ENTRE FUENTES LINALES Y CONMUTADAS

FUENTES LINEALES
Aquellas que utilizan un transformador para disminuir el nivel de tensión; Circuito compuesto por componentes electrónicos que convierten el voltaje alterno en directo.
FUENTES CONMUTADAS
Aquellas que utilizan circuitos basados en transistores y bobinas trabajando en conmutación para reducir la tensión. Es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación
DIFERNCIAS , VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE UNA FUENTE LINEAL
DIFERENCIA, VENTAJAS ,DESVENTAJAS DE UNA FUENTE CONMUTADA
Las fuentes conmutadas tienen las siguientes ventajas:

La eficiencia de las fuentes conmutadas está comprendida entre el 68 y el 90%. Esto hace reducir el costo de los dispositivos de potencia. Además, los dispositivos de potencia funcionan en el régimen de corte y saturación, haciendo el uso más eficiente de un dispositivo de potencia.

Debido a que la tensión de entrada es conmutada en un forma de alterna y ubicada en un elemento magnético, se puede variar la relación de transformación pudiendo funcionar como reductor, elevador, o inversor de tensión con múltiples salidas.

No es necesario el uso del transformador de línea, ya que el elemento magnético de transferencia de energía lo puede reemplazar, funcionando no en 50/60 Hz, sino en alta frecuencia de conmutación, reduciendo el tamaño del transformador y en consecuencia, de la fuente; reduciendo el peso, y el coste.
Un transformador de energía de 50/60 Hz tiene un volumen efectivo significativamente mayor que uno aplicado en una fuente conmutada, cuya frecuencia es típicamente mayor que 15 kHz.

La desventajas de las fuentes conmutadas es su diseño más elaborado. Un diseño de una fuente conmutada puede llevar varias semanas o meses de desarrollo y puesta a punto, dependiendo de los requerimientos.

Segundo, el ruido es mayor que el de las fuentes lineales. En la salida y entrada, radia interferencia electromagnética y de radiofrecuencia. Esto puede dificultar el control y no deberá ser ignorado durante la fase de diseño. Por éste motivo se deberán agregar de protección, de arranque suave, y filtros de línea adicionales como etapas previas.

Tercero, la fuente conmutada toma proporciones de energía de la entrada en pulsos de tiempos limitados para transferirlo a la salida en otras condiciones de corriente y tensión, por lo que le llevará mayor tiempo de restablecimiento al circuito para soportar variaciones en la entrada. Esto se llama “respuesta transitoria en el tiempo“. Para compensar este funcionamiento lento, los capacitores de filtro de salida se deberán incrementar para almacenar la energía necesaria por la carga durante el tiempo en que la fuente conmutada se está ajustando.
DIFERENCIA ENTRE FUENTES LINALES Y CONMUTADAS
La fuente lineal ofrece al diseñador tres ventajas principales:

Simplicidad de diseño.

Operación suave y capacidad de manejar cargas.Bajo ruido de salida y una respuesta dinámica muy rápida.

Para potencias menores a 10W, el costo de los componentes es mucho menor que el de las fuentes conmutadas.

Las desventajas del regulador lineal es su límite de aplicación. Sólo pueden ser reductores de tensión, lo que significa que se necesitará una caída de tensión aceptable para poder controlar la polarización de la etapa de potencia lineal y la regulación en la línea. En aplicaciones de línea de 50Hz, deberán utilizarse transformadores de linea adicionales de gran volumen, condicionando su versatilidad y practicidad.

Segundo, cada regulador lineal puede tener sólo una salida. Por esto, para cada salida regulada adicional necesaria, deberá incrementarse el circuito de potencia.

Tercero, y quizas el más importante es su eficiencia. En aplicaciones normales, los reguladores lineales tienen una eficiencia del 30 al 60%. Esto significa que por cada Watt los costos se irán incrementando. Esta pérdida llamada “headroom loss“, ocurre en el transistor de paso y, desafortunadamente es necesaria para polarizar la etapa de potencia y para cumplir con las especificaciones de regulación de línea, cuando la mayoría del tiempo el regulador no funcionará en esas condiciones.
CUADRO COMPARATIVO
Una fuente de alimentación lineal consta de varias partes; Transformador, rectificador y filtro, aunque en muchos casos se utiliza además un regulador de voltaje.

Transformador : Se encarga de aumentar o disminuir la magnitud de voltaje que aparece en el devanado primario, sin que varíe esencialmente su forma de onda.

Rectificador: La forma de onda salida del rectificador muestra que el voltaje es unidireccional pulsante y por tanto, cuenta con un valor promedio de CD y un contenido de armónicos que es necesario eliminar, a fin de obtener el voltaje directo puro.

Filtro: La función del filtro es disminuir o eliminar los componentes de CA que existen en el voltaje de salida del rectificador y tal disminución dependerá mucho de las características del rectificador y de la calidad del filtro.

Regulador de tensión: Está determinado por las posibilidades que tenga el sistema alimentado de admitir las variaciones que experimenta el voltaje directo de salida cuando ocurren cambios en la corriente de la carga, es decir, cambios en el consumo de corriente de los circuitos que son alimentados por la fuente u otras variaciones.


FUENTE DE ALIMENTACION LINEAL
CUADRO COMPARATIVO
FUENTE CONMUTADA
En el primer bloque rectificamos y filtramos la tensión alterna de entrada convirtiéndola en una continua pulsante.

El segundo bloque se encarga de convertir esa continua en una onda cuadrada de alta frecuencia (10 a 200 kHz.), La cual es aplicada a una bobina o al primario de un transformador.

El tercer bloque rectifica y filtra la salida de alta frecuencia del bloque anterior, entregando así una continua pura.

El cuarto bloque se encarga de comandar la oscilación del segundo bloque; este bloque consiste de un oscilador de frecuencia fija, una tensión de referencia, un comparador de tensión y un modulador de ancho de pulso (PWM). El modulador recibe el pulso del oscilador y modifica su ciclo de trabajo según la señal del comparador, el cual coteja la tensión continua de salida del tercer bloque con la tensión de referencia.
(Aclaración: ciclo de trabajo es la relación entre el estado de encendido y el estado de apagado de una onda cuadrada).

En la mayoría de los circuitos de fuentes conmutadas encontraremos el primer y el cuarto bloque como elementos invariables, en cambio el cuarto y el segundo tendrán diferentes tipos de configuraciones. A veces el cuarto bloque será hecho con integrados y otras veces nos encontraremos con circuitos totalmente transistorizados.
El segundo bloque es realmente el alma de la fuente y tendrá configuraciones básicas: BUCK, BOOST, BUCK-BOOST; FLYBACK; FORWARD; FULL-BRIDGE, HALF BRIDGE; PUSH-PULL.

Dentro de estos convertidores existen los que tienen aislamiento galvánico y los que no lo tienen. Dentro de los que no lo tienen están: El reductor o Buck; Elevador o Boost y el Reductor-elevador o Buck-Boost.


INTEGRANTES
EDISON RAMIREZ CARVAJAL
CONCLUSIONES
- Una fuente lineal utiliza un transformador para disminuir el nivel de tensión.
- La fuente conmutada es de menor tamaño y se calienta menos, que la fuente lineal.
- Una fuente conmutada es más eficiente que, una fuente lineal
WEBGRAFIA
http://ayudaelectronica.com/fuente-lineal-vs-fuente-conmutada/
www.electronicafacil.net
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