Fuentes de poder conmutadas

El tema es muy amplio. Veamos si le sirve esto.

En general, Las Fuentes de Alimentación son necesarias para adaptar el suministro de energía eléctrica disponible, a las necesidades de alimentación de los circuitos electrónicos, que exigen diversos niveles de tensión eléctrica muy constante y pura, y consumos muy variables a lo largo del tiempo.
Estas características se consiguen configurándolas como servomecanismos, capaces de adaptarse automáticamente a las variaciones temporales propias del suministro, y de la carga. A este proceso se le conoce por Regulación de las mismas.
Las Fuentes de Alimentación Conmutadas, aparecieron de forma generalizada, en los años 70 del siglo pasado, como alternativa a las voluminosas, pesadas, caras, y poco eficientes Fuentes Lineales.
Fueron decisivas en la carrera Aeroespacial.
Las Fuentes de alimentación Lineales basan su idoniedad (todavía no superada por las conmutadas), en el acopio de energía en exceso a las necesidades de la carga, para asegurar en todo momento un suministro adecuado. La energía no entregada a la carga, es disipada en forma de calor. Esto determina una eficiencia muy pobre.
Las Fuentes de Alimentación Conmutada, por el contrario, son capaces de extraer de la fuente energética disponible, siempre la cantidad justa y necesaria de energía, al mismo ritmo y medida de las necesidades de la carga.
Esto se consigue extrayendo la energía de la fuente disponible (Fuente Primaria) a pequeños trozos, que son posteriormente integrados adecuadamente, a los niveles de tensión necesarios a la carga. La velocidad a la que se extraen estos pequeños trozos (o “paquetes” de energía), es mucho más elevada, que la máxima correspondiente al ritmo aludido, con lo que se consigue un funcionamiento adecuado, sin apenas desperdicio de energía.
Esto entraña unos servomecanismos de reacción frente a variaciones, muy rápidos y precisos, es decir un funcionamiento a frecuencias relativamente altas (aunque bajas respecto a las utilizadas en las radiocomunicaciones y en los sistemas de cómputo). Este nivel de frecuencia está en la actualidad justo debajo de 1 MHz.
A lo largo del proceso de adaptación de los niveles de tensión, la energía es sometida a varias modificaciones, fundamentalmente, sucesivos cambios de corriente alterna en corriente continua y viceversa. El aumento de la frecuencia de trabajo, respecto a la utilizada en la distribución usual de energía (50 o 60 Hz, según los países), facilita en gran medida el cambio de los niveles de tensión por medio de transformadores electromagnéticos, que permite una drástica reducción de volumen y peso de los mismos. Igualmente, una importantísima reducción del valor de los condensadores necesarios, para la integración de los paquetes de energía, en cuyo manejo se basan estas fuentes, es también muy importante en cuanto al volumen y peso.
El corazón de estas fuentes son los llamados convertidores, capaces de trocear la corriente continua para transformarla en alterna. Este troceado se lleva a cabo por medio de interruptores electrónicos de alta velocidad, siempre semiconductores, es decir de estado sólido.
Existen varias configuraciones posibles, los llamados Convertidores directos (Buck en inglés), Indirectos (Flyback), Aumentadores (Bost), Simétricos (Push-Pull) en serie y en paralelo, y el de Cuk. (Sepic). La corriente alterna de elevada frecuencia, puede ser entonces transformada con facilidad por medio de transformadores adecuados a la frecuencia de trabajo.
Diodos rectificadores rápidos la pueden rectificar para obtener de nuevo corriente continua y Filtros a base de inductancias y condensadores, la integran y eliminan los restos de corriente alterna.
Estos procesos entrañan, no obstante, una seria dificultad, derivada de la elevada frecuencia de trabajo: La generación de frecuencias múltiplos (Armónicos) de la de trabajo, que pueden caer dentro del rango de frecuencias de trabajo de las radiocomunicaciones y los sistemas de cómputo, capaces de interferirlos y perturbarlos. Frente a ellos, se deben disponer filtros y trampas para las mismas, que puedan eliminarlas, o por lo menos, minimizarlas, para poder superar las Regulaciones Internacionales al respecto. Esto las complica y encarece.
No obstante el abaratamiento de los componentes electrónicos y su miniaturización (Integración), junto a los sustanciales ahorros de energía, que se obtienen con su uso generalizado en todos los aparatos electrónicos, las han vuelto casi universales.
            Una aplicación más reciente de una versión del convertidor Aumentador, ha venido a solucionar un clásico problema de las alimentaciones a la Red (Universalmente alterna), el bajo Factor de Potencia (Coseno F), de todos los rectificadores con filtros con condensadores, utilizados en todas las fuentes de alimentación alimentadas por la Red, tanto lineales como conmutadas.
Un sistema llamado PFC (Power Factor Controller), utiliza la misma técnica de los “paquetes” de energía, para extraer de la Red energía durante todo el ciclo sinusoidal, cosa que no pueden hacer los anteriores.
Esto ha permitido una mejor, y más eficiente utilización, de los generadores y las líneas de distribución eléctricas, con el consiguiente ahorro de energía y materiales. Es obligatorio en muchos países, para potencias moderadas (normalmente por encima de los 100W).
Si no entiende algo, estoy dispuesto a explicárselo, pues me imagino, que lo que desea es aprender, y no sólo sacar una buena nota.

Por favor, si considera contestada la pregunta, finalícela.