miércoles, 3 de octubre de 2012

Arquitectura del Computador - Fuentes de Alimentación - Parte 1 de 2



La Fuente de Alimentación, es un montaje eléctrico/electrónico que se encarga de entregar el voltaje adecuado para el funcionamiento de los dispositivos internos de una computadora. Esta convierte la corriente alterna 220V que recibe de la red de suministro eléctrico a corriente continua de bajo voltaje (12V, 5V, 3.3V, etc.) que es necesario para el funcionamiento de los diferentes dispositivos de la computadora. Para ello se usan los siguientes componentes: 

1.- Transformador de entrada
2.- Rectificador a diodos
3.- Filtro para el rizado
4.- Regulador (o estabilizador) lineal
Este último no es imprescindible.



1.      Transformación
 
Este paso es en el que se consigue reducir la tensión de entrada a la fuente (220v o 110v) que son los que nos otorga la red eléctrica.
Esta parte del proceso de transformación, como bien indica su nombre, se realiza con un transformador en bobina. La salida de este proceso generará de 3.3 a 12 voltios.

2.   Rectificación
 
La corriente que nos ofrece la compañía eléctrica es alterna, esto quiere decir, que sufre variaciones en su línea de tiempo, con variaciones, nos referimos a variaciones de voltajes, por tanto, la tensión es variable, no siempre es 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.

3.    Filtrado
 
Ahora ya, disponemos de corriente continua, que es lo que nos interesaba, no obstante, aun no nos sirve de nada, porque no es constante, y no nos serviría para alimentar a ningún circuito.
Lo que se hace en esta fase de filtrado, es aplanar al máximo la señal, para que no hayan 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.

4.   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.



Con respecto al tiempo, en el mercado los dos tipos de fuentes de alimentación más comerciales son: AT y ATX, las mismas que presentan importantes diferencias (las mismas que se detallan en las características definidas por cada tipo).

Obviamente una fuente AT, es para una placa AT y una fuente ATX es para una placa ATX, aunque hay que tener en cuenta que algunas placas AT tienen un conector adicional para fuente ATX.

En cuanto a las fuentes ATX, no todas son iguales. Las primeras unidades no eran más que una conversión de una fuente AT. Estas fuentes se distinguen fácilmente, pues en vez de introducir aire en el equipo (como debe hacer una fuente ATX) lo extraen.

Una fuente de alimentación ATX moderna introduce aire frío del exterior al interior del equipo y el ventilador se encuentra normalmente en el interior dirigido hacia el microprocesador.

Las fuentes de alimentación fabricadas de acuerdo a las especificaciones ATX 2.1, tienen además la ventaja que incluyen un conector para el mainboard de modo que en modo “ahorro de energía” (SUSPEND y DOZE) el ventilador de la fuente de alimentación se detiene, con la consiguiente disminución de consumo y ruido, con lo que no es tan molesto dejar el equipo encendido 24horas al día de modo que "despierte" automáticamente en caso de que el fax/módem o la NIC reciban una señal. Otra ventaja de estas fuentes es que permiten, en algunos modelos de placas base, encender el equipo pulsando la barra espaciadora del teclado.

En cuanto a los vatios, hoy en día, tener una fuente de baja potencia, si vamos a instalar un par de discos duros, un lector de CD-ROM y una grabadora, un fax/módem interno, una tarjeta de sonido, una tarjeta SCSI, una tarjeta de red, una unidad de cinta, etc., y además el monitor toma la alimentación desde la propia fuente de alimentación, seguro nos causará problemas: discos que no arrancan o tardan en hacerlo, dispositivos que fallan, e incluso daño a algunos componentes. En el mejor de los casos la escasez de vatios afectará a las prestaciones del equipo sin que nos demos cuenta, por ello en la actualidad es sugerido conectar el monitor directamente al fluido eléctrico de 220V y adquirir una fuente nominal de 550W o superior o fuente real que garantice la suficiente alimentación a nuestros componentes internos de la computadora.

Además, la fuente de alimentación debe tener suficiente número de conectores de alimentación para todos los dispositivos que puedan necesitarlo, al menos 5 Molex grandes (discos duros, unidades CD/DVD, unidades de backup) y 02 Berg pequeños (disqueteras, unidades de backup). Siempre existe la posibilidad de las "extensiones" (de un conector sacar dos) pero es una sobrecarga para la Fuente.


  •   FUENTE AT (Advanced Technology)
Fuente de Alimentación disponible en equipos de cómputo antiguos (con procesadores 286, 386, 486) hasta equipos con procesadores Pentium MMX y Pentium II.

Para su encendido dispone de un cable conductor de VAC (220v) grueso color negro para su conexión con determinado interruptor mecánico, el mismo que al ser presionado por el usuario a través del botón de encendido o power disponible en el chasis, permite mecánicamente el encendido del equipo de cómputo, lo mismo que generaba un alto riesgo de recibir accidentalmente determinada descarga eléctrica. Por otro lado se tenía que tener cuidado con respecto a la conexión de tal cable con el interruptor a fin de seguir exactamente el esquema de conexión establecido en la fuente. Se sugería conectar juntos en sentido horizontal los hilos color claro (Blanco y Azul) relacionado con la señal de línea viva de la corriente (L) y bajo la división física del interruptor conectar juntos en sentido horizontal los hilos oscuros (Negro y Marrón) relacionado con la señal de Neutro de la corriente (N).
 

   



La fuente de alimentación AT se encarga de proveer suministro eléctrico continuo a la Mainboard y todos sus componentes conectados a la misma, así como también a los discos de almacenamiento magnético (disco duro, disquetera) y óptico (CD, DVD, etc) disponibles en las bahías de expansión del chasis del equipo.

En este esquema podemos observar los conectores P8 y P9 de la fuente AT y los pines del conector para la fuente de alimentación de las mainboards, que se utilizan para insertar los conectores P8 y P9 y suministrar energía eléctrica a las placas base de tipo AT. Es importante recordar que no se deben intercambiar entre sí, debiendo quedar siempre los cables negros juntos y en el centro como se muestran en el siguiente gráfico (esto significaba un alto riesgo de conexión diferente al esquema y por ende daño a los componentes conectados a la fuente).

Detalle de los  voltajes transmitidos por cada cable de los conectores P8 y P9 de una fuente de alimentación de tipo AT 

Fuente Tipo AT

 
Conector - Pin
Color de cable
Señal
P8-1
Anaranjado
*PowerGood (+5V.)
P8-2
Rojo
+5V.
P8-3
Amarillo
+12V.
P8-4
Azul
-12V.
P8-5
Negro
Tierra
P8-6
Negro
Tierra
P9-1
Negro
Tierra
P9-2
Negro
Tierra
P9-3
Blanco
-5V.
P9-4
Rojo
+5V.
P9-5
Rojo
+5V.
P9-6
Rojo
+5V.
 

* Power Good: Es la primera señal en activarse en toda fuente de alimentación, la cual se utiliza para comprobar cortocircuitos en el Sistema. De identificar algún cortocircuito las demás señales no se entregan y por lo tanto no enciende la fuente de alimentación.

Espero haber ayudado en algo. Hasta la próxima oportunidad!


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