Fundamentos de Fuentes de Alimentación ATX y Sistemas SAI: Tipos y Cálculo de Potencia

Tensiones y Fuentes de Alimentación en Equipos Informáticos

Las tensiones más frecuentes en todos los equipos informáticos son: 12 voltios (12 V), 5 voltios (5 V) y 3,3 voltios (3,3 V). Esto se debe a que los chips se suelen alimentar con 3,3 V y 5 V, y los motores con 12 V.

Fuente de Alimentación Tipo ATX

• Este tipo de fuente es el generalizado en los equipos actuales.
• Se incorpora la tensión de 3,3 V, y la alimentación a la placa base se realiza mediante el conector P1.
• No es imprescindible el interruptor físico; el mando de encendido se realiza desde la placa base. Además, hay una salida permanente de tensión de 5 V para alimentar circuitos de 'alerta' en el equipo, lo que permite el arranque remoto (por llamada, etc.).
• No se puede conectar de forma errónea debido a la forma de los ejes de plástico.

Fuente de Alimentación ATX 2.0

Como consecuencia de la aparición de los buses PCI Express, memorias DDR2, Serial ATA, etc., la potencia demandada puede crecer significativamente. Por esto, se ha establecido una definición para las fuentes ATX, la 2.0, que aumenta el número de pines de 20 a 24, permitiendo el incremento de corriente para las tensiones más usadas (3,3 V, 5 V y 12 V).

Elección de una Fuente de Alimentación

En caso de que se amplíe un equipo con bastantes accesorios, puede que sea necesario contabilizar el consumo de todos los elementos. Para hacer esto, se deben sumar las intensidades consumidas por cada elemento y compararlas con la etiqueta de la fuente de alimentación. En caso de estar al límite algún valor, se deberá sustituir por una de la potencia adecuada.

Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI)

Estos equipos suministran energía de red producida por baterías. El tiempo de marcha de un SAI está limitado por la capacidad de las baterías.

En sistemas críticos, los SAIs pueden ser de gran potencia y trabajar durante horas con baterías externas. La capacidad de un SAI se mide en VA (Voltio-Amperios), una unidad parecida a los vatios (W), pero que tiene en cuenta las componentes reactivas (factor de potencia o coseno de φ).

Para solucionar todos los problemas aparecidos en la red eléctrica es necesario instalar un SAI, que no solo evita los cortes de luz, sino que también estabiliza la tensión y elimina las perturbaciones de la red, permitiéndonos seguir trabajando sin perder datos.

Topologías de los SAIs

SAI Off-Line

• Se pone en marcha en ausencia de tensión (cuando falla la red).
• Tiene un tiempo de conmutación que no es problemático.
• No actúa sobre la tensión de red cuando esta está presente. Por todo esto se denomina 'fuera de línea'.
• No se utiliza para equipos muy sofisticados.

SAI On-Line / Line Interactive (Interactivo en Línea)

• Está produciendo la tensión de salida permanentemente.
• En ausencia de red, casi no hay 'retardo de marcha' ya que el sistema está siempre activado.
• La salida con red está tomada de la entrada principal. Es el siguiente en prestaciones al Off-Line conmutado.

SAI On-Line / Doble Conversión

• Son los más efectivos. La protección que producen es casi total, incluso para perturbaciones importantes, ya que la salida SIEMPRE está producida por el inversor interno y sus valores son adecuados.
• También es la topología más cara.

SAI Interno (Normalmente Off-Line)

• Para equipos de usuario, se usan básicamente para protección de tareas y datos.
• Se montan en una bahía de 5¼ pulgadas en el interior del PC.
• Potencias entre 300 y 500 VA.

La verdadera diferencia entre los SAIs se encuentra en los equipos ON-LINE de doble conversión, ya que los equipos Off-Line, Línea Interactiva y On-Line de una conversión están siempre dependientes de una manera u otra de que la entrada eléctrica al equipo cumpla unas mínimas condiciones para el correcto funcionamiento de los equipos.

Cálculo de Potencia de SAIs

Fórmulas:

• Potencia Activa: W = V * A
• Potencia Aparente: VA = W / 0,75 (cos φ)
• VA con Margen de Seguridad: VAi = VA * 1,6 (donde 1,6 es el margen de seguridad).

Se deben sumar todas las cargas en VA o en Vatios. Para ello, si tenemos Vatios (W) y queremos pasarlos a VA, tendremos que dividir por 0.75 (asumiendo un factor de potencia de 0.75). Con ello, obtendremos los VA aproximados que consume nuestro equipo.