Cómo elegir una fuente de alimentación

Cómo elegir una fuente de alimentación
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Francisco, Manitas

Francisco, Manitas

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Una fuente de alimentación convierte la tensión de red en una tensión más baja, es decir de 220 V a 12 V, 14 V, etc. Pueden ser estándar, conmutadas o para cuadros eléctricos y para conocerlas debemos entender de potencia, voltaje, corriente, tipos de enchufe y de tomas de corriente. Veamos de qué se trata.

Características importantes

  • Potencia
  • Tensión
  • Intensidad

¿Qué es una fuente de alimentación?


Una fuente de alimentación convierte la tensión de una red eléctrica de 220 V en una tensión continua más débil, entre 10 y 30 V, y que se adapta mejor a los dispositivos electrónicos que equipan nuestro hogar. Existen distintas tecnologías pero el principio de funcionamiento es siempre el mismo: adaptar la tensión al aparato intentando hacerla lo más estable posible sea cual sea la potencia que requiera el aparato y a pesar de las variaciones de la red que la alimenta.
La tensión de salida así como la intensidad máxima son dos características esenciales de una alimentación.
Una buena alimentación es capaz de mantener la tensión de salida en su valor nominal para toda la intensidad inferior o igual a la intesidad máxima de la alimentación junto con un rendimiento lo más elevado posible. Un rendimiento elevado significa que un máximo de potencia es restituido a la salida de la alimentación, que a cambio caliente poco. ¡Es bueno para el medio ambiente y también para tu bolsillo!
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Fuente de alimentación

Tipos de fuentes de alimentación

Fuentes de alimentación estándar 


Se trata de la tecnología más antigua y se conoce también como alimentación lineal. Un transformador baja la tensión de la red eléctrica alternativa de 220 V a 50 Hz en una tensión más débil (de unas pocas decenas de voltios, pero siempre a 50 Hz).
Un primer piso llamado "rectificador" se encarga de transformar esta energía a veces positiva y a veces negativa en una tensión que sea siempre positiva. A continuación, el conjunto es uniformado y la tensión se hace superior o igual a un umbral. Un último piso electrónico, llamado de regulación, mantiene constante la tensión de salida.
Estas alimentaciones son más bien pesadas, caras y presentan un rendimiento medio que va del 25% al 50%. La potencia consumida, y por tanto pagada, puede ser entre dos hasta cuatro veces mayor de la que necesita el aparato. Este tipo de alimentación es ideal para pequeños aparatos eléctricos que generen un bajo consumo. Las pérdidas en estos casos no son importantes y las alimentaciones son compactas. Las fuentes de alimentación estándar también suelen utilizarse para aparatos hiper sensibles a las perturbaciones electromagnéticas. 

Fuentes de alimentación conmutadas

Las fuentes de alimentación conmutadas, surgidas a partir de los años 70, son al mismo tiempo compactas, baratas y eficaces con un rendimiento que va desde el 75% al 90%. Sus propias características dan cuenta de su gran éxito en el mercado.
Su principio es relativamente simple. La tensión del sector se transforma en una alta tensión continua, en torno a los 300 V. Un transistor corta esta tensión abriéndose y cerrándose miles de veces por segundo. A continuación, este conjunto de estímulos se vuelve a transofrmar en una tensión continua, que es la que nos interesa. La duración durante la que se atraviesa el condensador, permite regular el nivel de tensión de la salida. Esta tensión debe estar regulada electrónicamente para ser lo más estable posible. Estas alimentaciones conmutadas tienen tendencia a crear perturbaciones electromagnéticas sobre la red eléctrica, lo cual puede dañar otros aparatos. Por lo tanto, es necesario elegir alimentaciones de alta gama con filtros eficaces que protejan la red de posibles perturbaciones.

Alimentación de laboratorio

Tal y como su nombre indica, se trata de un tipo de alimentación que se utiliza en los laboratorios para alimentar los circuitos electrónicos experimentarles y hacer así pruebas acerca de las gamas de tensión y de las intensidades variadas. Una alimentación de laboratorio permite colocar una o más salidas sobre las que se puede regular una tensión que vaya desde 0 V a unas decenas de voltios. La intensidad máxima también puede regularse. Asimismo pueden encontrarse tensiones estables para alimentar distintas tecnologías de transistores (2.7 V para la tecnología TTL, 5.5 V para los transistores CMOS, etc.)
Una alimentación de laboratorio cuenta con instrumentos de medición para seguir en tiempo real la tensión y la intensidad generadas. Las fuentes de alimentación de laboratorio están protegidas contra los controcircuitos. Incluso en caso de un mal montaje, jamás verás en llamas este tipo de alimentación.

Alimentación para cuadros eléctricos


Muchos aparatos y circuitos domésticos necesitan una alimentación de baja tensión, que no soprepase por lo general los 20 V. Si estos aparatos están destinados a conectarse al cuadro eléctrico, entonces debes optar por una alimentación que se integre en él directamente. Si bien esta solución resulta algo más cara, también proporciona una buena integración. Debes consultar el catálogo de tu proveedor para encontrar con total seguridad el transformador para un interfono o la caja de comunicación de tu cuadro.
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Alimentación

¿Cómo medir una fuente de alimentación?

Potencia


La potencia P generada por la alimentación, indicada en vatios, se calcula simplemente multiplicando el producto de la tensión U, en voltios, por la intensidad I, en amperios. Es decir: P = U x I.
El resultado será la potencia máxima que el bloque puede suministrar. Es mejor elegir una potencia superior, con un margen de seguridad del 20%. Una alimentación de potencia máxima se calienta y se desgasta prematuramente. No es raro ver que los fabricantes de adaptadores de baja gama sean muy optimistas acerca de la eficacia de sus productos. Por tanto, es necesario contar con un margen de seguridad holgado. Debes tener cuidado con no sobrepasarte con la medición de la potencia. También puedes comprar una alimentación diez veces más potente pero te arriesgarías a pagar más por un bloque que en realidad funciona a un rendimiento concreto o cuyo rendimiento sea débil.

Tensión

El adaptador debe suministrar la tensión del aparato que se alimenta. Si la tensión suministrada es demasiado alta, el aparato se quemará con total seguridad. Esto supone un riesgo que no es necesario correr. Por el contrario, con una tensión demasiado débil el aparato podría no funcionar. Si es ligeramente más débil, podríamos intentarlo. Dependerá de cada caso. Las piezas cilíndricas tienen dos puntos de conexión con el aparato: uno en en interior y el otro en el exterior. Es necesario comprobar esta polaridad. Si la polaridad está invertida, es decir, el - está en el lugar del + y viceversa, el aparato conectado corre el riesgo de desgastarse y estropearse. En definitiva, debes asegurarte de que la tensión y la polaridad del aparato y de la alimentación sean los mismos. 

Intensidad

Como acabamos de ver, la tensión se fija por el aparato y la potencia se obtiene con la fórmula P = U x I. La elección de la potencia del bloque de alimentación, con un margen de seguridad más o menos elevado, implica el valor de intensidad máximo de la alimentación. Preferiblemente, debe ser superior a la intensidad máxima percibida por el aparato.
En resumen, para elegir bien una fuente de alimentación:
  • Determinar su tensión;
  • Calcular su potencia, función de intensidad máxima consumida, con un margen de alrededor del 20%. 
Sin olvidar que:
  • Para una potencia débil, como los aparatos con pilas, se recomienda una alimentación lineal;
  • Para potencias fuertes, es mejor una alimentación conmutada gracias a su rendimiento superior; 
  • Una alimentación de buena calidad, aunque más cara, soporta mejor la carga y perturba menos a su alrededor; 
  • Si necesitas una alimentación de laboratorio, debes preguntar acerca del número y el tipo de salida que necesitas. De lo contrario, debes determinar el tipo de pieza que une el aparato a su alimentación de conexión, así como su polaridad en el caso de las piezas redondas;
  • Si se trata de una alimentación para reparar, calcula lo que necesitas. ¿Necesitas distintas tensiones o distintas piezas de salida?

Para saber más...

Si necesitas saber más acerca de fuentes de alimentación, puedes consultar los siguientes enlaces:
Cómo elegir un protector contra sobretensiones
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Cómo elegir un cuadro eléctrico equipado

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Francisco, Manitas
Desde pequeño me encanta el mundo del bricolaje y la jardinería. Hasta el punto que me compré una casa en el campo y la remodelé con mis propias manos. Mi mujer se encargó de decorarla a su gusto, y cuando tuvimos un hijo, me dediqué a hacer muebles para él. Mi próximo proyecto es hacerme un taller de bricolaje en casa, aunque por el momento tengo problemas de espacio.¡Espero poder ayudaros a elegir las herramientas que os hagan falta!

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