FAQ: Fuentes de alimentación (Parte 3)

En artículos anteriores, hemos tratado diversos términos para tener en cuenta a la hora de elegir nuestra fuente de alimentación. FAQ (Parte 1) y FAQ (Parte 2) . En ellos vimos:

  • Tiempo medio entre fallos
  • Corriente de arranque (Inrush)
  • Protección sobre temperatura
  • Protección sobre corriente
  • Corrientes de fuga
  • Tolerancia
  • Eficiencia
  • Hiccup mode
  • Fold forward

En este nuevo artículo vamos a tratar los siguientes:

  • Diferencia entre masa y tierra
  • Fuentes en serie y en paralelo
  • Fuentes: Clase A y Clase B

 

Diferencia entre masa y tierra

En las instalaciones eléctricas, la energía recorre toda la instalación a través de un cable aislante (de color amarillo y verde) y termina en una pieza de hierro, con muy poca resistencia, que se clava en el suelo. Esto hace que cualquier contacto encontrará por ella un camino de muy poca resistencia, evitando pasar al suelo a través del cuerpo (que posee mayor resistencia). Dependiendo del tamaño, longitud y profundidad, se sabe cuánta energía puede absorber.

Cuando conectas un aparato eléctrico a la red de tu casa, estás utilizando esta tierra. Por eso se denomina “Tierra” como el potencial cero natural, comúnmente utilizado en corriente alterna.

¿Y qué es masa (GND)? Masa es un voltaje que se toma como referencia de tensiones en un circuito, generalmente en corriente continua. Este valor se suele tomar como 0 voltios, como el negativo de la fuente. De ahí, cuando tenemos un circuito, los valores se calculan en base a ese punto de referencia.

En muchas ocasiones, la masa y la tierra están conectados, pero no tiene por qué ser siempre así.

 

Fuentes de alimentación: Serie y paralelo

Fuentes en serie

Cuando se dice que dos fuentes están en serie, quiere decir que el terminal de salida de una fuente se conecta al terminal de entrada de la fuente siguiente. El voltaje será la suma de ambas fuentes mientras que la corriente será la mínima de ambas fuentes.

Si necesitamos una fuente de 24V pero no tenemos este modelo, ¿puedo conectar entre sí dos fuentes de 12V? Si. Con dos fuentes en serie podemos conseguir:

  1. Una fuente con un voltaje mayor que será la suma de los voltajes de las fuentes: El negativo de la fuente 1 se conecta al positivo de la fuente 2, tal y como se muestra en la imagen:

En nuestro caso, habría que tener en cuenta si la corriente suministrada es suficiente para nuestro sistema. Por ejemplo, una fuente de 100W/24V puede llegar a entregar 4.16A (Potencia = Voltaje * Intensidad). Si tenemos dos fuentes iguales de 12V, 100W, nuestro sistema puede dar 8.33A (100W = 12V * 8.33A). Así, colocando dos fuentes de 12V en serie obtenemos 24V y la corriente que tenían las de 12V, es decir 8.33A, con lo que la potencia final es de 200W (200W = (12 +12)V * 8.33A)

Otro caso podría ser utilizar dos fuentes que no fuesen iguales: necesitamos 36V. Conectamos en serie una fuente de 100w/12V (8.3A) con una de 150W/24V (6.25A). En este caso, la tensión es 24+12 = 36V y la corriente sería de 6.25A (la mínima entre ambas)

Nota: A la hora de conectar la carga, recuerda que se debe sobredimensionar la fuente un 30%.

 

  1. Una fuente con salida positiva y negativa: El negativo de la fuente 1 se conecta al positivo de la fuente 2. Ese punto intermedio se le denomina “masa flotante” y se utilizará como punto de referencia en nuestro circuito.

En este caso, la fuente de alimentación tiene salida ±12V. Pero no tiene por qué ser simétrica. Puede ser, por ejemplo, -12V y -5V si utilizamos una fuente de 12V y 5V.

 

En ambos casos existe el riesgo que, en el momento de encendido de las fuentes, una de ellas arranque antes que la otra y puedan dañarse. Por ese motivo se recomienda utilizar fuentes del mismo modelo y proteger las salidas con un diodo en paralelo para evitar daños en los condensadores internos.

 

Fuentes en paralelo

El circuito en paralelo es aquel en el que los terminales positivos están conectados entre sí, al igual que los terminales negativos. Con la conexión de fuentes en paralelo, aumentamos la cantidad de corriente que la fuente puede entregar a la carga (aumentando la potencia) mientras que el voltaje se mantiene igual. Esta función es más completa y requiere de un circuito especial para poder conectarlas en paralelo. No todas pueden hacerlo.  Esta función suele venir indicada en la ficha técnica. Por ejemplo, en nuestra gama DRAN:

Pero ¿Qué sucede si conectamos una fuente no paralelizable en paralelo?

Las fuentes de alimentación no paralelizables están preparadas para dar potencia, no recibir. Puede ocurrir que, debido a las impedancias, con el tiempo éstas varíen y no sean iguales. Esto puede ocasionar que la corriente quiera entrar por la otra fuente y se estropeen.

Si necesitamos paralelizarlas y las fuentes no están preparadas para ello, se pueden conectar – siguiendo el esquema adjunto – diodos rectificadores de baja caída (para que afecte poco a la tensión de la fuente). Estos diodos deben aguantar la corriente que de la fuente. Por ejemplo:

Una fuente de 500W con salida 12V (42A) necesitaría diodos capaces de soportar esos 42A y un poquito más. Lo ideal sería unos 50A.

 

Fuentes: Clase A y Clase B

En el artículo “Nociones básicas sobre fuentes de alimentación” explicamos lo que era el Filtro EMC: su función es absorber los problemas eléctricos de la red y no emitir interferencias a través de ésta. Existen varios niveles de absorción que se denominan “clases”.

Ser Clase B significa que la fuente puede utilizarse en aplicaciones industriales y en el mundo doméstico, sin miedo a que emita interferencias. Por ejemplo, nuestra gama de fuentes MYNOX es Clase B.

La Clase A son las fuentes con menos prestaciones y, aunque pueden utilizarse en ambientes domésticos, son susceptibles de emitir interferencias e influir en otros dispositivos.

 

 

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