Diseño de un filtro para una fuente de alimentación DC

Escrito por j.t. barett | Traducido por agustina dowling
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Diseño de un filtro para una fuente de alimentación DC
Las fuentes de alimentación utilizan inductores y condensadores para eliminar el ruido eléctrico. (electronics image by Michael Shake from Fotolia.com)

Debido a que el ruido eléctrico interfiere con los componentes electrónicos sensibles, y porque convertir la corriente alterna a corriente continua (AC y DC respectivamente, por sus siglas en inglés) produce ruido, cada fuente de alimentación de DC debe reducir este ruido con un filtro. Por lo general, los circuitos de filtros son simples, ya que consisten en uno o más condensadores en lugares estratégicos en la fuente de alimentación. Dado que otros componentes también pueden controlar el ruido, el filtro elimina la mayor parte del ruido, pero no todo.

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Propósito

Los circuitos electrónicos en una fuente lineal de alimentación DC convierten 110 voltios de corriente alterna doméstica en DC de bajo voltaje. Un transformador primero cambia la tensión a un nivel ligeramente más alto que el valor final y un rectificador convierte la CA en DC. La DC en este punto está llena de ruido eléctrico, en forma de ondas originales de CA de 60 ciclos. Los diseñadores de fuentes de alimentación utilizan un circuito de filtros para eliminar la mayor parte de este ruido.

Los diseñadores de fuentes de alimentación deberán seleccionar condensadores de alto valor para usar como filtros. Además de eliminar el ruido, estos condensadores almacenan la energía eléctrica en reserva. Los amplificadores de potencia, en particular, se benefician de tener una fuente de alimentación con capacidad de reserva.

Respuesta de paso bajo

De los cuatro filtro básico de respuestas de paso bajo, paso alto, paso de banda y muesca, sólo un filtro de paso bajo permite el flujo de corriente CC a través de él mientras que bloquea las frecuencias altas. Un ingeniero, por lo tanto, utiliza un diseño de filtro de paso bajo para eliminar la mayor parte del ruido de 60 ciclos.

Inductor

Cuando pones un inductor en serie con un circuito de CA, se comporta como un filtro de paso bajo por sí mismo. Como un inductor es una bobina de alambre enrollada alrededor de un núcleo de hierro, y como este inductor tendría que ser grande y pesado para eliminar las frecuencias de ruidos tan bajos como de 60 hercios, los diseñadores tienden a preferir los condensadores para usar como circuitos de filtros.

Condensadores

Un condensador conectado en paralelo con un circuito de CA tiene una función de paso bajo similar a un inductor en serie. La mayoría de las fuentes de alimentación utilizan condensadores para filtrar el paso bajo. Para filtrar la mayor parte del ruido de 60 ciclos, los diseñadores utilizan grandes condensadores electrolíticos de 100 microfaradios o más. La precisión del valor del condensador no es tan importante como su durabilidad. Los condensadores electrolíticos carecen de precisión, pero son de bajo costo y duraderos.

Regulator

Una fuente lineal de alimentación de DC, por lo general, tiene un regulador de tensión como paso final de acondicionamiento de potencia, que viene después del filtro. Los reguladores modernos mantienen la tensión de CC constante a través de una amplia gama de demandas actuales. También eliminan la mayor parte del ruido eléctrico restante. Dado que el filtro elimina las peores partes del ruido de antemano, el trabajo del regulador es relativamente fácil.

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