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Curso de computadoras para bases de datos - Tema 5.5: la fuente de alimentación

Fuente de alimentación Su misión es transformar la corriente eléctrica alterna en corriente continua para que funcionen los componentes del ordenador a la tensión adecuada. Las fuentes están divididas en canales que suministran tensiones distintas de acuerdo al dispositivo al que alimentan. Así el procesador y los elementos mecánicos funcionan con 12 V; los dispositivos y circuitos integrados a 5 V; las tarjetas y algún chip a 3,3 V y la toma de tierra a 0 V.

Partes y conectores

En su interior tienen todos los componentes necesarios para realizar la transformación, un ventilador para extraer el calor generado durante su uso y un interruptor de encendido-apagado, pudiendo existir en algunos casos un selector de voltaje. De ella salen todos los cables necesarios con sus respectivos conectores para cada uno de los componentes, o se conectan si son de tipo modular.

Los  conectores existentes son:

  • Los de alimentación de la placa base con formato ATX tienen 24 pines de conexión, pudiendo venir todos juntos o en formato 20+4.
  • Los de alimentación de dispositivos de almacenamiento fueron tipo molex de 4 pines. Esta conexión ha sido sustituida en la actualidad por el SATA.
  • Los de alimentación para tarjetas gráficas dedicadas con 6 pines, que pueden requerir el uso de hasta 2 conectores para una sola tarjeta.

Pasos para la transformación

El primer paso es la transformación en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente (220 V o 125 V) mediante el uso de una bobina. La salida de este proceso generará de 5 a 12 voltios.

A continuación se realiza el rectificado. La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere decir, que sufre variaciones en su línea de tiempo, es decir, no es siempre la misma. Eso lógicamente, no nos podría servir para alimentar a los componentes de un PC, ya que imaginemos que si le estamos dando 12 voltios con corriente alterna a un disco duro, lógicamente no funcionará ya que al ser variable, no estaríamos ofreciéndole los 12 voltios constantes. Lo que se intenta con esta fase, es pasar de corriente alterna a corriente continua, a través de un componente que se llama puente rectificador o de Graetz. Con esto se logra que el voltaje no baje de 0 voltios, y siempre se mantenga por encima de esta cifra.

El siguiente paso es el filtrado. Aunque ya tenemos una corriente continua todavía no es constante, y no nos serviría para alimentar a ningún circuito. Lo que se hace en esta fase es aplanar al máximo la señal, para que no existan oscilaciones. Se consigue con uno o varios condensadores, que retienen la corriente y la dejan pasar lentamente para suavizar la señal, así se logra el efecto deseado.

Por último se realiza la estabilización. Ya tenemos una señal continua bastante decente, casi del todo plana, ahora solo nos falta estabilizarla por completo, para que cuando aumenta o descienda la señal de entrada a la fuente, no afecte a la salida de la misma. Esto se consigue con un regulador.

Tipos

Fuente de alimentación modularSegún su tamaño, las fuentes que podremos encontrar en el mercado son AT o ATX.

Las fuentes de alimentación AT, fueron usadas hasta que apareció el Pentium MMX. Sus conectores a placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de 220v, con el riesgo que supondría manipular el PC.

En ATX se moderniza el circuito de la fuente, y siempre está activa, aunque el ordenador no esté funcionando. Es decir, la fuente siempre está alimentada con una tensión pequeña para mantenerla en espera. Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender la fuente, esto conlleva pues el poder realizar conexiones/desconexiones por software.

De acuerdo a la forma en que se usan los cables, las fuentes pueden ser:

  • Modulares, en las cuáles se conectan sólo los cables necesarios para que funcionen todos los componentes internos. Por ejemplo, en la fuente de alimentación de la imagen vemos que tenemos 8 salidas de 6 pines para discos duros o ssd identificados en color negro y 8 salidas para tarjetas gráficas dedicadas identificadas con color rojo. Si solo tenemos dos discos ssd, no necesitaremos enchufar las 16 salidas, sino que solo enchufaremos las necesarias para que funcione.
  • Semi-modulares, en las que vienen conectados los cables que surten de energía la placa base y el resto están desenchufados, haciendo uso solo de los necesarios.
  • Estándar, que tienen todos sus cables unidos a la fuente y  vienen unidos por un red de plástico para ordenarlos.

Características técnicas

La potencia total es la cantidad de energía máxima que puede suministrar al sistema.

La potencia máxima combinada es la potencia máxima de varios canales de manera combinada. Siempre es inferior a la total.

Las tensiones de entrada, AC input, y de salida,DC output, medidas en Voltios, indican la tensión que admite y nos da.

El rendimiento se define como la potencia total de salida entre la potencia activa de entrada.

El factor de potencia es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada. Es una medida de la calidad de la corriente.

La fuente debe mantener la tensión de salida al voltaje solicitado independientemente de las oscilaciones de la línea, regulación de línea o de la carga requerida por el circuito, regulación de carga.

Certificado 80 plus80 PLUS es una iniciativa para promover una mayor eficiencia energética de las fuentes de alimentación de los ordenadores. La principal empresa detrás de esta iniciativa es Ecos Consulting. Los certificados 80 Plus se ofrecen a los productos que tienen más de un 80% de eficiencia energética en un 20%, 50% y el 100% de su carga energética, y un factor de potencia de 0,9 o mayor al 100% de su carga. O dicho de otra manera, la energía eléctrica perdida en forma de calor ha de ser del 20% o menos, en los niveles de carga especificados, para así reducir el uso de electricidad, y por tanto el gasto en las facturas de energía eléctrica, en comparación con una fuente de alimentación.

Todos estos parámetros vienen reflejados en una etiqueta adherida al componente, tal y cómo muestra la imagen obtenida del sitio web El chapuzas informático.

Detalle de la etiqueta de una fuente de alimentación

Criterios para la compra razonada

La fuente de alimentación es uno de los componentes más olvidados a la hora de montar un PC siendo esto un error, ya que una fuente de alimentación de mala calidad, puede llegar incluso a estropear nuestro ordenador dejándolo totalmente inservible.

Es importante a la hora de comprar una fuente de alimentación que tengamos en cuenta su calidad, cantidad de conexiones, longitud de los cables, y sobre todo que su potencia esté en acorde con los componentes que lleva nuestro ordenador.

Lo primero es elegir el tipo. En principio, por cuestiones meramente organizativas de los cables en el interior de la caja, es preferible seleccionar una fuente modular en la que solo conectaremos los cables necesarios y el resto los tendremos guardados para usarlos cuando sea necesario. Pero, una fuente modular no tiene por qué ser mejor que una normal. Es una cuestión meramente de organización del cableado interior y de mejorar el flujo de aire.

Una vez seleccionado el tipo, viene elegir tamaño que viene determinado por el espacio disponible en la caja para su instalación y fijación con 4 tornillos.

A continuación tenemos que elegir aquella fuente que nos de la potencia total suficiente y necesaria para todos los componentes que vamos a conectar. Para determinar este dato tenemos que saber cuánto nos van consumir todos los componentes que ensamblemos en la placa base. Este dato puede conseguirse acudiendo a los manuales de cada componente y realizando la suma. En internet existen calculadoras que determinan el consumo total de todos los componentes de un equipo.

Otro criterio muy importante es el rendimiento, que podrá venir certificado con 80 PLUS en algunas de sus versiones o no.

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