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¿Cómo funciona una fuente de alimentación: transformador, rectificador, regulador y conmutada?

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Una fuente de alimentación convierte el voltaje de la red, de 127 V de corriente alterna, en el voltaje bajo de corriente directa que necesita la tarjeta.

Lo hace en etapas. Cada etapa tiene una función y un punto donde puedes medir.

Esta lección es un mapa de fundamentos. No sustituye la práctica supervisada, porque la parte de red puede causar lesiones graves.

Estructura de una fuente lineal

Una fuente lineal sigue siempre este orden:

Diagrama de bloques de una fuente lineal. La entrada de corriente alterna pasa por el transformador, el rectificador, el filtro con capacitor y el regulador. Al final sale corriente directa estable. En una fuente lineal, la corriente alterna pasa por el transformador, el rectificador, el filtro y el regulador hasta salir como corriente directa estable.

  1. Entrada de red: cable, clavija, interruptor y fusible.
  2. Transformador: baja el voltaje de CA.
  3. Rectificador: convierte la CA en CD pulsante.
  4. Filtro: un capacitor electrolítico alisa los pulsos.
  5. Regulador: mantiene el voltaje fijo.
  6. Salida: la carga, es decir, la tarjeta.

Si conoces el orden, puedes seguir la energía con el multímetro de la entrada hacia la salida.

Qué hace cada etapa

El transformador tiene dos bobinas: el primario (lado de red) y el secundario (lado bajo). Las bobinas no se tocan eléctricamente. Un transformador de 127 V a 12 V entrega unos 12 V de CA en el secundario.

El rectificador usa diodos. Un solo diodo deja pasar media onda. Cuatro diodos en puente aprovechan la onda completa. Cada diodo conductor resta cerca de 0.7 V.

El filtro es el capacitor grande después del puente. Se carga en los picos y se descarga entre ellos. Así el voltaje se vuelve casi plano, con un pequeño rizado.

El regulador recibe un voltaje mayor que el necesario y entrega uno fijo. Los reguladores de tres patas de la serie 78xx son comunes. El 7805 da 5 V y el 7812 da 12 V. El regulador necesita unos volts de más en su entrada para trabajar bien. El exceso se disipa como calor, por eso lleva disipador.

Ejemplos

Ejemplo 1: fuente lineal de 12 V

Un transformador baja 127 V a 12 V de CA. El puente rectifica esa señal.

El voltaje de CA que mides es un valor efectivo. El pico es unas 1.4 veces mayor. En cada medio ciclo conducen dos diodos del puente, y cada uno resta unos 0.7 V: en total, unos 1.4 V. Por eso el capacitor filtro, ya cargado, muestra cerca de 15.5 V de CD sin carga (12 × 1.41 = 16.9 V, menos 1.4 V).

El 7812 recibe esos 15.5 V y entrega 12 V estables. La diferencia, unos 3.5 V, se convierte en calor.

Ejemplo 2: fuente conmutada de un cargador o un televisor

Una fuente conmutada rectifica la red directamente, sin transformador de 60 Hz al inicio. El orden típico es este:

  1. Fusible y filtro contra interferencia.
  2. Puente rectificador.
  3. Capacitor primario de alto voltaje.
  4. Circuito integrado o transistor que enciende y apaga la corriente a gran velocidad.
  5. Transformador pequeño de alta frecuencia.
  6. Rectificador y filtro en el secundario.
  7. Optoacoplador que informa la salida al lado primario para corregirla.

El voltaje de red rectificado ronda los 180 V de CD en el capacitor primario. Ese dato explica el riesgo: el capacitor puede conservar carga aun con el equipo desconectado.

El transformador de alta frecuencia es muy pequeño. Por eso las fuentes conmutadas son ligeras y compactas.

Ejemplo 3: equipo que no enciende

Un decodificador no da señal de vida. Con el equipo desconectado, sigue el mapa de la fuente:

  1. Revisa el fusible con continuidad.
  2. Revisa visualmente el capacitor primario: abombado o con líquido es señal de falla.
  3. Prueba el puente con la función de diodo.
  4. Después de confirmar que no hay carga, energiza bajo supervisión y mide el secundario.

Un fusible abierto casi nunca es la causa original. Suele indicar un corto en otra etapa.

Comparación entre lineal y conmutada

Característica Fuente lineal Fuente conmutada
Transformador Grande, pesado, a 60 Hz Pequeño, de alta frecuencia
Regulación Disipa el exceso como calor Enciende y apaga a alta velocidad
Tamaño y peso Mayor Menor
Ruido eléctrico Bajo Mayor, requiere filtro
Reparación Más sencilla Más compleja
Uso común Equipos de audio, controles antiguos Cargadores, televisores, computadoras

Puntos de medición

Mide siempre con el equipo desconectado, salvo cuando el procedimiento exija energizar. En ese caso, trabaja con supervisión.

Punto Qué medir Valor esperado en fuente lineal
Fusible Continuidad Cercana a 0 Ω
Primario del transformador Resistencia (apagado) Valor bajo, no infinito
Secundario Voltaje de CA El nominal, por ejemplo 12 V
Capacitor filtro Voltaje de CD Mayor que el nominal
Salida del regulador Voltaje de CD El fijo, por ejemplo 12 V

En una fuente conmutada, los puntos del secundario se miden de forma similar. Los puntos del lado primario solo se tocan con experiencia y equipo adecuado.

Zonas de alto voltaje y precauciones

La zona primaria es todo lo conectado a la red: clavija, fusible, puente y capacitor primario. En una fuente conmutada incluye el interruptor y su disipador. Considera esa zona energizada y peligrosa siempre.

Aplica estas precauciones:

  • Desconecta el equipo y espera antes de abrirlo.
  • Descarga el capacitor primario con una resistencia de potencia adecuada. No uses un desarmador.
  • Confirma con el multímetro que el voltaje en el capacitor es cercano a cero.
  • Usa una mano cuando debas medir con el equipo energizado, y no toques el chasis con la otra.
  • Trabaja sobre superficie seca y de material aislante.
  • No conectes el osciloscopio al lado primario sin un método de aislamiento. Pide ayuda a una persona con experiencia.
  • Limita la corriente en la primera prueba. Para energizar una fuente reparada, un técnico con experiencia suele usar un transformador de aislamiento y un foco en serie que limita la corriente en la primera prueba.

Un técnico con experiencia debe hacer o supervisar toda medición con el equipo energizado. Lo mismo aplica a cualquier trabajo en la instalación eléctrica. Esas instalaciones se rigen por la NOM-001-SEDE.

Los hornos de microondas tienen capacitores y transformadores de alto voltaje. No los abras sin formación específica y supervisión.

Errores comunes

Cambiar el fusible por uno de mayor capacidad. El fusible protege al equipo y a ti. Usa siempre el valor indicado en la tarjeta o el manual.

Confiar en que desconectar basta. El capacitor primario puede conservar carga. Descárgalo y comprueba con el multímetro.

Cambiar solo el componente dañado. Si un transistor o un diodo se quemó, busca la causa. Revisa también capacitores secos y resistencias abiertas.

Medir el secundario con la escala equivocada. Selecciona CA o CD según la etapa. Una escala incorrecta da lecturas sin sentido.

Ignorar la polaridad al reemplazar el electrolítico. Revisa la franja, como viste en la lección anterior. Una polaridad invertida puede hacerlo explotar.

Puntos clave

  • La fuente lineal sigue el orden transformador, rectificador, filtro y regulador.
  • La conmutada rectifica la red primero y usa un transformador pequeño de alta frecuencia.
  • Mide etapa por etapa y siempre con el equipo desconectado, salvo supervisión.
  • El capacitor primario de una fuente conmutada puede conservar carga peligrosa.
  • La primera prueba de una fuente reparada se hace con transformador de aislamiento y foco en serie, a cargo de una persona con experiencia.
  • Un fusible abierto es síntoma: busca el corto que lo causó.

Puntos clave

  • •Una fuente lineal sigue el orden transformador, rectificador, filtro y regulador, y puedes medir cada etapa en ese mismo orden.
  • •La fuente conmutada rectifica la red directamente y usa un transformador pequeño de alta frecuencia, por lo que es ligera pero más compleja de reparar.
  • •La zona primaria, con fusible, puente y capacitor primario, es de alto voltaje y puede conservar carga aun con el equipo desconectado.
  • •Descarga el capacitor con una resistencia adecuada, confirma con el multímetro y deja que una persona con experiencia supervise cualquier medición con el equipo energizado, usando transformador de aislamiento y foco en serie en la primera prueba.
  • •Un fusible abierto indica una falla en otra etapa: busca la causa antes de reemplazarlo por uno del valor indicado.

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