Fuentes de alimentación lineales: rectificación, filtrado y regulación

Resumen

Este documento explica cómo funciona una fuente de alimentación lineal, que convierte la corriente alterna de la red en corriente continua. Describe sus etapas: transformación de potencia, rectificación, filtrado y, en muchos casos, regulación. También explica el puente de Graetz, formado por cuatro diodos, y el papel del condensador en la reducción del rizado.

Puntos clave

Una fuente de alimentación lineal convierte la corriente alterna en corriente continua. Esta conversión se llama rectificación.
La red suministra una tensión típica de 220–240 V. Un transformador reduce esa tensión antes del rectificador.
El puente de Graetz tiene cuatro diodos y aprovecha también la parte negativa de la señal.
El condensador filtra el rizado (ripple), que es la componente alterna residual que queda tras la rectificación.
Las etapas fundamentales son la transformación de potencia, la rectificación, el filtrado y, en muchos casos, la regulación.
La etapa reguladora, discreta o integrada, da una salida de tensión estable y precisa.

Ponte a prueba

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.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el puente de Graetz?

Es un conjunto de cuatro diodos rectificadores que convierten una señal con partes positivas y negativas en una señal solo positiva. Un solo diodo solo aprovecharía la parte positiva.

¿Para qué sirve el condensador en una fuente lineal?

El condensador se carga al valor máximo de tensión del rectificador y se descarga lentamente cuando la señal pulsante desaparece. Así elimina la componente alterna residual y logra una tensión lo más continua posible.

¿Cuáles son las etapas de una fuente de alimentación lineal?

Son la transformación de potencia, la rectificación, el filtrado y, en muchos casos, la regulación de voltaje.