Funcionamiento de la fuente de alimentacion en monitores

Funcionamiento de la fuente de alimentacion en los monitores


Fuente conmutada
Hoy dia sabemos que la mayoria de los monitores utilizan fuentes de alimentacion conmutadas, tambien conocidas con el nombre de SMPS (Switching Mode Power Supply) Si bien algunos monitores antiguos utilizaban fuentes de alimentacion reguladas simples o lineales, hoy es dificil encontrar un monitor con esa clase fuentes.
A continuacion vamos ver como trabaja una fuente basica en un monitor.

Entrada de tension de corriente alterna en la linea

Lo primero que encontramos es un fusible, cuyo objetivo es evitar daños mayores ante un aventual corto circuito, y dicho sea de paso generalmente los fusibles se queman por algo y no precisamente por un corto detrás de ellos. Luego aparece un filtro de linea, el cual tiene por objetivo suprimir el ruido generado por la conmutacion de la fuente y que este ingrese a la linea de alimentacion. Sin su presencia, por ej, se escucharan interferencias en una radio enchufada a la linea de alimentacion de corriente alterna.

Rectificacion y eliminacion del ripple (rizado)

La tension de la corriente alterna a la salida del filtro principal alcanza a un puente rectificador, los cuales se encargan de transformar la corriente alterna en continua. Recordemos que al realizar esta conversion, la tension de salida es aproximadamente 1.41 veces de la de entrada, esto es 220 Vca y en el filtro principal vamos a tener unos 310 volts.

Despues del puente rectificador aparece tambien un resistor, un diodo y un capacitor, los cuales conforman el circuito de arranque lento (slow start), el cual se encarga de cargar al capacitor conectado entre la patita de alimentacion del circuito integrado de control de conmutacion y masa, hasta llegar a una determinada tension de arranque, este circuito integrado tomara el control de la fuente y la alimentacion se suministrara la salida de tension correspondiente. El unico objetivo de este circuito de arranque lento es que comience a funcionar este circuito integrado.

Control de la fuente de alimentacion

La tension rectificada, al ser corriente continua, no tiene ningun efecto al ser aplicada en el primario de un trafo, por lo tanto, es necesario generar una señal pulsante para hacerlo funcionar, para lo cual se utiliza un oscilador. El tipo de fuente que mas se utiliza en los monitores es del tipo PWM (Pulse Width Modulation), modulacion por ancho de pulso. En estas, las tensiones en los secundarios del trafo son proporcionales al ancho del pulso del oscilador, por lo cual, modificando el ancho del pulso, se regulan las tensiones de salida en los secundarios.
El circuito integrado de control de conmutacion se encarga de controlar el ancho del pulso y para hacerlo recibe una muestra de una de las tensiones que se obtienen en el secundario del trafo ( chopper) y se producen las correcciones necesarias en el ancho del pulso para reducir o aumentar la tension de salida para alcanzar con precision la tension requerida. Esta retroalimentacion o realimentacion, se lleva a cabo generalmente mediante un optoacoplador u optoaislador encargado de aislar el lado vivo de la fuente (Hot) con el lado neutro ( cold)
El circuito integrado de conmutacion entrega una salida a un transistor o MOS-FET en el mismo encapsulado. El trafo esta preparado para trabajar a altas frecuencias las cuales suelen ser de unos 30 Khz o mayor.

Multiples tensiones de salida reguladas

El chopper tiene siempre varios bobinados secundarios para generar las diferentes tensiones encargadas de alimentar a los distintos componentes y etapas del monitor. A la salida de cada bobinado secundario se utilizan diodos de conmutacion (rapidos o damper) junto con condensadores electroliticos encargados de rectificar y eliminar el ripple, (rizado) respectivamente, para conseguir una tension continua libre de disturbios o interferencias (zumbidos). En algunos monitores en lugar de colocar electroliticos se ponen filtros pasabajos y una bobina con nucleo de ferrite. Una de las tensiones es la conocida como +B el cual se utiliza para alimentar a la etapa horizontal, y en especial al bobinado primario del flyback.

Control del oscilador

Para determinar la frecuencia de oscilacion del circuito integrado de control de conmutacion se suele usar un circuito RC (resistor y capacitor) formando una constante de tiempo R x C. Como el monitor tiene circuitos de altas frecuencias, los cuales son sensibles al ruido se sincroniza la frecuencia de este oscilador para trabajar a la misma del pulso de salida horizontal del flyback. Para conseguir esta sincronizacion en forma estable la frecuencia del oscilador de la fuente de alimentacion conmutada debe estar programada para ser un 10% menor a la del pulso de salida horizontal proveniente del flyback.