💥 CIRCUITO de ENTRADA de una FUENTE de ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA

👊 La función básica del circuito de entrada de una fuente de alimentación, es llevar el voltaje de CA de entrada desde la fuente de suministro, generalmente la red pública de distribución de corriente alterna de 120V o 220 V, hasta el primario del transformador, como podemos ver en la imagen 👇 siguiente.

Función básica del circuito de entrada de una fuente de alimentación

💥 También cumple funciones auxiliares de protección, control y señalización. El circuito de entrada puede incluir entre otros componentes, un cable o cordón de potencia, un fusible general, un interruptor general, un supresor de picos de voltaje, un filtro de línea y un indicador luminoso de presencia de voltaje. Algunos de estos elementos son obligatorios mientras que otros son opcionales y se pueden omitir en muchos casos.

💢 Para llevar el voltaje de CA de entrada desde la fuente de suministro, generalmente un tomacorriente monofásico, hasta el primario del transformador se necesita, como mínimo, un cable o cordón de potencia de longitud apropiada y dotado de un enchufe o clavija de conexión. 

💣 Los cables de potencia monofásicos pueden ser de dos o tres conductores, dependiendo si llevan, o no, la toma de tierra. Los primeros, conectan la fuente únicamente con la fase y el neutro de la instalación eléctrica, mientras que los segundos, la conectan también con el conductor de protección o tierra. Estos últimos son los más recomendados. El conductor de tierra debe conectarse al chasis, bastidor o estructura metálica de la fuente.

👊 Los cables de potencia se especifican de acuerdo al voltaje y la corriente máxima que pueden soportar, por ejemplo 250V/6A. Como regla general, el voltaje de alimentación de la fuente y la máxima corriente esperada en el circuito de entrada deben ser siempre inferiores a estos valores. De este modo, si su fuente se alimenta con 120V rms y la máxima corriente de entrada esperada es 1A rms, un cable de 250V/3A es más que suficiente.

💥 Además del cable de potencia, es conveniente que el circuito de entrada de una fuente disponga de un fusible y un interruptor general. El interruptor, permite conectar y desconectar voluntariamente la fuente de la red de potencia, mientras que el fusible la protege en caso de una sobrecarga o un cortocircuito. Los fusibles se alojan normalmente en portafusibles para facilitar su reemplazo en caso de una falla. El interruptor y el fusible se conectan en serie y sobre el lado del conductor de fase del circuito de entrada.

Los interruptores vienen en diferentes formas, tamaños y configuraciones de contactos, y se especifican de acuerdo al voltaje y la corriente máxima que pueden soportar, por ejemplo 250V/3A.

Como regla general, el voltaje de alimentación de la fuente y la máxima corriente esperada en el circuito de entrada, deben ser siempre inferiores a estos valores.

Los fusibles, por su parte, pueden se de acción rápida o de acción lenta, y se especifican de acuerdo a la máxima corriente que pueden soportar antes de abrir el circuito al cual están incorporados, por ejemplo 2,5A. 

💥 Los fusibles más adecuados para circuitos de entrada de fuentes de alimentación son los de acción lenta (slow-blow).

💢 Los fusibles de acción rápida (fast-blow) pueden fundirse fácilmente en el momento de conectar la fuente a la red de potencia, sin que exista realmente una falla. Como regla práctica, la corriente nominal de un fusible puede elegirse de modo que sea alrededor de un 50% mayor que la corriente máxima esperada en el circuito de entrada. Si esta última es por ejemplo, de 500 mA rms, puede utilizarse un fusible de 750 mA.

También es conveniente proteger la fuente y los circuitos conectados a ella de las variaciones súbitas de voltaje que se presentan ocasionalmente en las líneas de potencia, las cuales pueden alcanzar amplitudes de varios miles de voltios y causar daños en circuitos sensibles. Para esta función se utiliza un componente conocido como varistor, MOV (metal oxide varistor) o supresor de picos, imagen siguiente 👇, el cual conduce cuando el voltaje entre sus terminales excede de un cierto valor límite. 

Imagen del componente varistor (a) y de sus símbolos (b)

👊 De este modo, absorbe la energía de los picos de voltaje y evita que continúen hacia el resto del circuito. Los varistores se conectan en paralelo con el cable de potencia, después del fusible, figura 👇 siguiente.

Circuito de entrada de una fuente de alimentación con la colocación de un varistor o supresor de picos

Los varistores se especifican de acuerdo al máximo voltaje que pueden soportar antes de actuar y la máxima energía del pico que pueden absorber cuando se disparan. Esta última, que se expresa en julios ( J ), está relacionada con su capacidad de conducción de corriente y el tiempo de duración máximo del pico.

Por ejemplo, el varistor VI30LA2 tiene una tensión de ruptura de 184V (130Vrms), una capacidad de corriente de 400A y una capacidad de absorción de energía de 10J. Esto significa que recortará picos de voltaje por encima de 184V con una duración máxima hasta de 62,5µs. Si los picos duran más de este tiempo, el varistor se destruye y se abre el fusible principal.

Como parte del esquema de protección de una fuente, puede también utilizarse, opcionalmente, un filtro de línea, siguiente figura 👇. 

Imagen de los componentes físicos (a) y de su circuito interno (b) de los filtros más utilizados en las fuentes de alimentación

Este último es simplemente un circuito formado por bobinas y condensadores que elimina los ruidos de alta frecuencia inducidos en el circuito de entrada, por parte del propio circuito de carga de la fuente u otros equipos vecinos. Si este ruido, conocido como EMI o RFI (interferencia electromagnética o de radio-frecuencia) no se elimina, puede causar interferencias en otros equipos conectados a la misma línea.

El filtro de línea se conecta entre el cable de potencia y el transformador, después del fusible y antes del interruptor figura siguiente 👇. 

Circuito de entrada de una fuente de alimentación con la colocación del filtro

💥 Su uso es muy común en equipos de comunicaciones. Se especifican principalmente de acuerdo al voltaje y la corriente máxima que pueden soportar, por ejemplo 250V/5A rms. También es importante conocer su circuito interno y el tipo de señales de interferencia que filtran. 

Otra adición útil en el circuito de entrada de una fuente de alimentación es un circuito de amortiguamiento (snubber), formado generalmente por una resistencia en serie con un condensador, como podemos ver en la siguiente figura 👇. 

Circuito de entrada con instalación de una red RC de amortiguamiento (Snuber) conectado al primario del transformador (a) o al interruptor general (b), en ambos casos el resultado es el mismo

Este circuito es opcional y se utiliza para amortiguar los pulsos de alto voltaje que se producen en el circuito de entrada en el instante de desconectar el transformador de la red de potencia. Si estos pulsos no se eliminan, pueden inducir ruido o interferencia en otros equipos sensibles localizados en las proximidades de la fuente. La red de snubber se conecta en paralelo con el primario del transformador o a través del interruptor, como se indica en la figura anterior 👆.

💥Finalmente, en el circuito de entrada de una fuente es conveniente disponer de algún tipo de indicador luminoso para monitorear la presencia de voltaje de CA en el primario del transformador. Para esta función se utiliza normalmente una luz piloto de neón. Esta última esta provista generalmente de una resistencia limitadora de corriente y se conecta en paralelo con el primario del transformador, como podemos ver en la siguiente figura 👇. Algunos interruptores incluyen una luz piloto de neón como parte integral, combinando así las funciones de control y señalización en una misma estructura.

Circuito de entrada de una fuente de alimentación con la colocación de un piloto de iluminación

En lugar de una lámpara de neón puede también utilizarse un LED, como se muestra en la figura siguiente 👇. 

Circuito de entrada de una F.A. utilizando un LED simple (a) o tricolor (b)

💥 En el primer caso (a), el LED se ilumina durante los semiciclos positivos y se apaga durante los negativos. El diodo (D) evita que sobre el LED quede aplicado un voltaje excesivo, capaz de destruirlo. En el segundo caso se utiliza un LED tricolor, formado por un LED rojo, que se ilumina durante los semiciclos positivos, y uno amarillo, que se ilumina durante los semiciclos negativos. Debido a que el cambio de polaridad se efectúa a una velocidad alta para la retina (50 o 60 veces por segundo), el ojo percibe realmente una luz de color verde.

Escrito por Archie Tecnology