Mantenimiento y Montaje de Equipos Informáticos/Tema 5/La fuente de alimentación

Índice de La fuente de alimentación

18:57 25 sep 2023

Índice del «Tema 5»

Tema 5: Sistemas de alimentación de los computadores

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Una fuente de alimentación conmutada es un dispositivo que convierte mediante transistores de conmutación la tensión alterna, en una o varias tensiones continuas, que alimentan los distintos circuitos y dispositivos (algunos muy sensibles a los cambios de magnitud eléctrica) del computador.

LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN NO SE DEBEN ABRIR O DESMONTAR PUESTO QUE AÚN DESCONECTADAS, HAY ALGUNOS COMPONENTES (CONDENSADORES Y OTROS) QUE TIENEN TENSIÓN ELÉCTRICA)

Etapas que realiza una fuente de alimentación:

Procesos que realiza una fuente alimentación ATX

Se muestran las diferentes etapas por las que la electricidad es transformada para alimentar los dispositivos de la computadora:

Transformación: el voltaje de la línea eléctrica de entrada a la fuente de alimentación se reduce. Ejemplo: de 230V a 12V ó 5V.
Rectificación: se transforma el voltaje de corriente alterna en voltaje de corriente directa, esto lo hace dejando pasar solo los valores positivos de la onda (se genera corriente continua).
Filtrado: esta le da calidad a la corriente continua y suaviza el voltaje, por medio de elementos electrónicos llamados condensadores.
Estabilización: el voltaje, ya suavizado, se le da la forma lineal que utilizan los dispositivos. Se usa un elemento electrónico especial llamado circuito integrado o PFC Activo.

Las características de fuentes de alimentación:

las dimensiones de 150 × 86 × 140 mm con cuatro tornillos dispuestos en el lado posterior de la caja.
La profundidad de 140 mm, puede variar, con profundidades de 160, 180, 200 y 230 mm se utilizan para dar cabida a una mayor potencia o conectores modulares.
Potencia nominal máxima (W): cantidad de potencia que podrá suministrar la fuente de alimentación. La fuente conmutada no utiliza siempre la máxima potencia, solo utiliza (consume) la potencia que necesita en cada momento.
Voltaje de entrada AC 230 V: Habría que comprobarlo si se compra en el extranjero.
Funciones de protección:
- Over voltage: sobrevoltaje,
- Overheating sobrecalentamiento ocurre cuando el ventilador de la fuente no funciona y la temperatura interna llega al límite,
- Short circuit Cooling (cortocircuito interno). Cuando ocurre algún fallo en la red eléctrica o en la fuente, corta el suministro protegiendo la carga (el resto del computador).
Versión ATX: se debe comprobar si la versión de la fuente que se va a adquirir es compatible con la placa base y dispositivos internos del computador
Conectividad serán la cantidad y tipos de distintos conectores que da soporte.
Tiempo medio entre fallos (MTBF) (h): nos refleja la robustez de la fuente.Tiempo entre fallos de una fuente.
Certificaciones:
- C E: cumple con los mínimos requisitos legales y técnicos en materia de seguridad de los Estados miembros de la Unión Europea.
- RoHS: no contiene sustancias tóxicas cancerígenas.
- UL: cumple con los mínimos requisitos legales y técnicos en materia de seguridad de los EEUU.
Eficiencia 80 PLUS (%): el grado de eficiencia de la circuitería de la fuente de alimentación entre la potencia total consumida por la fuente y la potencia que suministra al computador. Esto es, que si una fuente con una eficiencia del 80% está consumiendo 500W de la red eléctrica, en su salida (parte del computador) obtendremos 400W, el resto (20% = 100W) se consume en forma de calor y otros tipos de energía.

**Eficiencia fuente en computador de mesa**
Carga de la fuente (Load %)	Eficiencia (%)
20	82
50	85
100	82

Según el Reglamento (UE) nº617/2013 de la Comisión, de 26 de junio de 2013, por el que se desarrolla la Directiva 2009/125/CE del Parlamento Europeo y del Consejo en lo relativo a los requisitos de diseño ecológico aplicables a los computadores y servidores informáticos, a partir del 1 de julio de 2014 se obliga a cumplir una eficiencia superior al 82% cuando la fuente esté suministrando el 100% de la salida nominal.

Formato ATX

ATX, presentado a finales de 1995 con aplicación de calidad Poka-yoke, definía tres tipos de conectores de alimentación (suministran corriente eléctrica a los diferentes dispositivos), pero se ha ido revisando y ampliado desde entonces (ver conector numerado en la imagen):

(1) AMP 171822-8: conector de alimentación de la disquetera de 3.5
(2) Conectores PATA: conector de alimentación PATA. Este conector MOLEX proporciona alimentación a los dos voltajes diferentes: 5 y 12 voltios.
(3) Conectores SATA: conector de alimentación SATA. Este conector de 15 pines proporciona alimentación a los tres voltajes diferentes: 3.3, 5 y 12 voltios.
(4) Conector 6+2 pines, a efectos de compatibilidad con versiones anteriores, se usa en tarjetas de gama alta gráficas PCI Express.
(5) conector 6-pin : se utilizan generalmente para las tarjetas gráficas PCI Express. Cada conector de 6 pines PCI Express puede dar salida a un máximo de 75 W.
(6) y (7) ATX12V conector de 4 pines (también llamado el conector de alimentación P4). Un segundo conector que va a la placa base (además del conector de 24 patillas principal) para suministrar energía dedicada para el procesador. Para las placas base de gama alta y los procesadores, se requiere más energía, el conector EPS12V tiene un conector de 8 pines o incluyen conversor (imagen).
(8) conector de alimentación principal (normalmente llamado P1 o ATX): se conecta a la placa base para alimentarla eléctricamente. El conector tiene 20 ó 24 pines. En algunas fuentes viene con dos conectores (uno de 20 pines y otro con 4-pin) que pueden ser utilizados para formar el conector de 24 pines.

Conector principal ATX v2 de alimentación eléctrica de la placa base

Los colores de los cables eléctricos están estandarizados y nos indican la función o su nivel de tensión.

Conector ATX

Son conectores de alimentación eléctrica, están en el interior de la caja del computador y están conectados directamente a la fuente de alimentación. Se necesitan en dispositivos que no se alimentan directamente desde algún conector informático. No transmiten información.

El conector ATX de 24 pines es utilizado para la alimentación de todo el computador. Es el principal conector. El conector ATX 12V de 4 pines o 6 u 8 pines es utilizado para alimentación extra para el procesador o tarjeta gráfica.

**ATX - Conector principal de alimentación** 24 Pines( 20 pines + 4 pines(11,12 y 23,24) )
Tensión	Pin	Pin	Tensión
+3.3 V	1	13	+3.3 V
+3.3 V	2	14	-12 V
Tierra	3	15	Tierra
+5 V	4	16	PS_ON
Tierra	5	17	Tierra
+5 V	6	18	Tierra
Tierra	7	19	Tierra
Power OK	8	20	-5 V(opcional)
+5 VSB	9	21	+5 V
+12 V	10	22	+5 V
+12 V	11	23	+5 V
+3.3 V	12	24	Tierra

Molex

Comúnmente se denomina como Molex a los conectores internos de una computadora de escritorio. Se utiliza en periféricos que necesiten más amperaje que el provisto por el cable de datos tales como:

Discos duros (IDE, SCSI y los SATA1) en la imagen superior, conectores 2 y 3
Unidades de diskettes (3,5 y 5,25) en la imagen superior, conector 1
Unidades ópticas (CD,DVD y Blu-Ray) en la imagen superior, conectores 2 y 3
Placas de video (Geforce Serie 5 y 6, Placas PCI y AGP) en la imagen superior, conectores 2 y 3
Sistemas de refrigeración (aire y líquido) en la imagen superior, conectores 4, 5, 6 y 7
Circuitos de Modding (Diodos luminosos, tubos de luz, etc.)en la imagen superior, conectores 4, 5, 6 y 7

Naturalmente, existen dos tipos de conectores Molex, un conector macho y un conector hembra. Los conectores macho se utilizan para bifurcar las salidas y dividirlas en dos pero la mayoría de las veces están integradas a los PCB de los periféricos.

Los conductores eléctricos que salen de la fuente de alimentación hacia conectores Molex tienen colores para distinguirlos:

Color		Función
	Amarillo	+12 V
	Negro	Tierra
	Negro	Tierra
	Rojo	+5 V

Arranque y comprobación de la fuente ATX

Es muy desaconsejable hacer funcionar la fuente de alimentación sin o con muy baja carga: Se puede dañar muy seriamente.

En las fuentes actuales, fuentes conmutadas, la placa base sigue siendo alimentada por una tensión de espera, que puede ser transmitida a las tarjetas de expansión. Esto permite funciones tales como Wake on LAN o Wake on Modem "encendido-apagado", donde el propio computador vuelve a encenderse cuando se utiliza la LAN con un paquete de reactivación o el módem recibe una llamada. La desventaja es el consumo de energía en modo de espera y el riesgo de daños causados por picos de voltaje de la red eléctrica, incluso si el equipo no está funcionando.

Para iniciar una fuente de alimentación ATX, es necesario cortocircuitar el conector PS_ON (cable Verde) con tierra (cable Negro) de forma permanente (sin quitar). Simplemente se puede utilizar un clip para realizar el cortocircuito. Esto es:

Con la fuente desconectada de la corriente. Si la fuente tiene un interruptor, debemos cerrarlo. Si no, tendremos que quitar el cable de alimentación o desenchufarlo.^[1]
Conectamos un dispositivo a la fuente para que consuma y no estropee la fuente. Por ejemplo: un disco duro al MOLEX.
Introducimos el clip en el conector de forma que toque el contacto metálico del conector verde y por el otro extremo del clip el contacto metálico del conector negro.
Conectar la fuente a la corriente eléctrica y si el interruptor de la fuente está cerrado (O), pues conectarlo (I).
La fuente, si funciona, arrancará. Lo podemos comprobar porque el ventilador estará funcionando.

Comprobación de tensiones en la fuente de alimentación: Las fuentes, para cumplir la norma, también tienen que respetar los límites de salidas de voltaje, estos límites:

cable color amarillo: 120mV para 12+ entre [+11,88V .. +12,12V],
cable color rojo: 50mV para 5V+ entre [+4,95V .. +5,05V],
cable color naranja: 3,3V+ entre [+3,25V .. +3,35V].

Vídeo sobre el puenteo/arranque y test de una fuente alimentación ATX

Averías más comunes

Los fallos más comunes en la fuente de alimentación pueden ser:

La fuente no funciona: es fácil de detectar pues el ventilador no gira al iniciarla manualmente. Antes debemos asegurarnos que la toma eléctrica (el enchufe) tiene tensión eléctrica y que el interruptor de la fuente esté en posición "I"

La fuente deja de suministrar las tensiones correctas: es difícil de detectar, se producen fallos aleatorios en los diversos dispositivos. Habría que comprobar la fuente con el multímetro. Hay fallos que solo se detectan con un osciloscopio... la solución sería en cambiar.

La potencia suministrada es poca: es difícil de detectar, ocurre que cuando los dispositivos hacen un consumo alto esporádico de energía eléctrica. Estos picos de consumo, la fuente no llega a cubrirlos. Ocurre con frecuencia en algunos programas o juegos de simulación. Se tendría que calcular el consumo sumando cada dispositivo; comenzaríamos con la tarjeta gráfica y el procesador que son los que más consumen.

La solución genérica es tener una fuente confiable. Si al sustituirla funciona el computador, está claro que es la fuente.

WEB comparativa de fuentes de alimentación

En el web TOM's HARDWARE en la pestaña Charts (gráficos) podemos ver los rendimientos (Efficiency) de las fuentes de alimentación (recuerda 230V). Se utilizan diferentes programas comparadores para realizar las pruebas, Se extraen unos resultados que se publican en el web. Se puede observar comparativas de discos en lecturas, escrituras o en perfiles de juegos o sistemas operativos; también existen comparativas de temperaturas observadas durante las pruebas. Resulta interesante consultarla antes de adquirir una fuente de alimentación. Pero no están todos los modelos.

↑ Blog Luis Llamas

[web_Luis_LLamas-1] Blog Luis Llamas

[1]