Cómo funcionan las fuentes de alimentación lineales: rectificación, filtrado y regulación de voltaje

Principio de funcionamiento de las fuentes de alimentación lineales

El principio de funcionamiento de las fuentes de alimentación lineales consiste en convertir una corriente alterna en corriente continua. Esta conversión se denomina rectificación, y es una de las principales tareas que debe realizar una fuente de alimentación.

Etapas principales

• Transformación de potencia

  La fuente toma la energía de la red suministradora, cuya tensión típica es de 220–240 V. Es necesario reducir dicha tensión; antes del rectificador encontraremos una etapa encargada de reducir el voltaje: un transformador simple que trabaja como reductor de tensión.

• Rectificación

  En esta etapa se realiza la conversión de alterna a continua. La corriente entregada por el transformador pasa por un rectificador que elimina los semiperiodos negativos de la señal, convirtiendo la señal alterna senoidal en una tensión alterna pulsatoria.

• Filtrado

  Tras la rectificación, es necesario eliminar en la medida de lo posible la componente alterna residual o fluctuación que pudiera quedar. Esto se consigue mediante una etapa de filtrado.

Puente de Graetz

El puente de Graetz consiste en cuatro diodos rectificadores que convierten una señal con partes positivas y negativas en una señal únicamente positiva. Un simple diodo permitiría quedarse con la parte positiva, pero el puente permite aprovechar también la parte negativa.

El puente, junto con un condensador (también conocido como capacitor), permite convertir la corriente alterna en continua. El papel de los cuatro diodos rectificadores es hacer que la electricidad circule en un solo sentido, mientras que el condensador actúa como filtro del residuo de la corriente alternada de entrada, conocido como rizado o ripple (del inglés).

Usualmente se añade una etapa estabilizadora o reguladora de tensión, que puede ser discreta o integrada, para obtener una salida estable y precisa.

Etapa de filtrado

Esta etapa está constituida por uno o varios condensadores que se utilizan para eliminar la componente de tensión alterna procedente de la etapa de rectificación. El condensador se carga al valor máximo de voltaje entregado por el rectificador y se descarga lentamente cuando la señal pulsante desaparece, permitiendo lograr un nivel de tensión lo más continuo posible.

Observaciones finales

En resumen, las etapas fundamentales en una fuente de alimentación lineal son: transformación de potencia, rectificación, filtrado y, en muchos casos, regulación. El uso adecuado de transformadores, puentes de diodos y condensadores asegura una conversión eficiente de la energía desde la red hasta una salida en corriente continua con el menor rizado posible.