Cada equipo electrónico alimentado por red requiere de una fuente de alimentación con unas características específicas. Como punto de partida, los diseñadores tienen que tener en cuenta los factores que componen dicha fuente de alimentación (tamaño, forma, peso y otras características físicas), así como las tensiones de entrada y salida soportadas, la capacidad de potencia, eficiencia, fiabilidad, etc. También es importante el entorno final donde se va a utilizar.

Algunos ambientes son relativamente benignos mientras que otros pueden ser más hostiles y extremos (altas temperaturas de trabajo, altitud, etc.). Tanto la refrigeración activa, como la refrigeración por aire, requieren de un ventilador, el cual necesita su propio espacio en el sistema lo que aumenta su peso, el consumo, genera ruidos y proporciona un adicional, y común, punto de fallo. En muchos casos es preferible usar una refrigeración pasiva en forma de conducción y convección, incluyendo adicionalmente un disipador de calor.
Además de las demandas comunes en una fuente de alimentación (eficiencia, fiabilidad, etc.), cada mercado tiene unos requisitos específicos para estos dispositivos como, por ejemplo:
• Aplicaciones de comunicación como bases 5G que requieren alta eficiencia y fiabilidad que permita un trabajo continuo
• Aplicaciones industriales como impresoras industriales que necesiten un amplio rango de tensión de entrada y salida
• Sistemas de almacenamiento de energía que requieren alta eficiencia para operar a largo tiempo lo más económico posible
• Aplicaciones de defensa que requieren certificaciones apropiadas para cumplir con sus estrictos estándares
• Aplicaciones de robótica que requieren elementos pequeños, ligeros, con enfriamiento pasivo, alta estabilidad y múltiples opciones de tensiones de salida para satisfacer las necesidades de actuadores, motores u sistemas de control
• Aplicaciones automatizadas que requieren un amplio rango de tensión de entrada que facilita su implementación en diferentes países, con una amplia tensión de salida para abastecer una amplia gama de equipos
En muchos casos, los diseñadores necesitan utilizar múltiples fuentes de alimentación en paralelo para incrementar la capacidad total del sistema. Sin embargo, no todas las fuentes de alimentación soportan la misma capacidad y utilizar fuentes que no son capaces de afrontar esta capacidad, puede conducir a un fallo en el sistema y dañar todo el equipamiento.
Los managers no técnicos y personal de ventas a menudo piensan que es intercambiar una fuente de alimentación por otra de otro fabricante con características parecidas, pero no siempre es así. Cada fuente de alimentación tiene unas características únicas y hay una curva de aprendizaje para los diseñadores de sistemas, quienes prefieren utilizar la misma familia de fuentes de alimentación en todo el equipamiento. Mientras, los fabricantes prefieren reducir el inventario, lo que se puede lograr mediante el uso de una fuente de alimentación base que se puede configurar para abordar los requisitos de diferentes aplicaciones.
Fuente de alimentación TBF500 de P-DUKE
En P-DUKE están comprometidos con la investigación, desarrollo y producción de productos de conversión de energía de alto rendimiento. Por eso, cuenta con un amplio catálogo de convertidores, fuentes de alimentación y soluciones de conversión de energía para mercados que demanden la mayor calidad de producto y que cumplan con todos los requisitos. Electrónica OLFER incluye y distribuye todos sus productos en España y Portugal.
La familia TBF500 de P-DUKE son fuentes de alimentación con un rango de entrada de tensión universal (85-264Vca) y disponen de diferentes tensiones de salida: 12, 15, 24, 28, 48 y 54Vcc. Todos los productos de esta familia ofrecen un bajo consumo sin carga (0,6W) y admiten cargas de hasta 500W con una eficiencia del 93%.
Con un aislamiento reforzado de 3.000Vca, los dispositivos TBF500 se presentan con un formato brick sellado que contiene componentes semiconductores activos con una placa base de aluminio termo conductora integrada (Figura 1).

Figura 1: El TBF500 se presenta en formato brick sellado.
Además de 3 años de garantía, la familia TBF500 cumple con las normativas RoHS, REACH y IEC/UL/EN 62368-1. Una implementación implica el uso de componentes adicionales, incluido un varistor de óxido metálico (MOV) que actúa como fusible, resistencias, capacitores e inductores para conseguir los requisitos de compatibilidad electromagnética (EMC), condensadores de almacenamiento y otros componentes para proporcionar filtrado de salida (Figura 2).

Figura 2: Algunos de los componentes adicionales necesarios en una implementación típica de TBF500
Cuando la fuente de alimentación TBF500 se implementa como se ve en la ilustración, ofrece protecciones sobre corriente (OPC), sobre tensión (OVP), protección de exceso de temperatura (OTP) y contra cortocircuito (SCP).
Por ejemplo, a no ser que se mitiguen, los transitorios de sobretensión pueden dañar la fuente de alimentación y al equipo, exponiendo a los usuarios a posibles peligros. El estándar de seguridad 60664-1(2007) describe varias categorías de sobretensión (OVC) que abordan los niveles de sobretensión transitoria de fuentes como rayos o fuentes de energía inestables. OVC I es la más baja de estas categorías de sobretensión; las fuentes de alimentación TBF500 satisfacen plenamente los requisitos de OVC III.
Las entradas -Sense y +Sense de la Figura 2 permiten que la fuente de alimentación TBF500 detecte la tensión de la carga y ajuste automáticamente su salida para abordar cualquier caída de tensión causada por la resistencia en el cableado.
En el caso de equipos que requieren más de 500W, las fuentes de alimentación TBF500 admiten una función de distribución de corriente (CSF), lo que permite conectar varias unidades en paralelo.
Opciones de implementación (incluyendo XTBF500)
Para facilitar la labor a los fabricantes de equipos electrónicos a minimizar su inventario y cubrir las necesidades del mercado y diferentes aplicaciones, las fuentes de alimentación TBF500 soportan una variedad de opciones de implementación como conectar directamente a la placa base (PCB) principal del sistema. En este caso, la TBF500 se podría enfriar por convección y radiación a través de un disipador de calor montado en su placa de aluminio, posiblemente complementado con refrigeración por aire forzado. Esta opción la podemos ver en la Figura 3.

Figura 3: Fijación a la PCB principal con refrigeración por convección
En este escenario, los componentes externos mencionados en la sección previa pueden integrarse en el sistema principal de la placa base.
Un escenario alternativo involucraría montar la TBF500 directamente en el chasis. En este caso, la refrigeración se conseguiría por convección a través de una placa de aluminio integrada en la parte trasera de la fuente (Figura 4).

Figura 4: Fijación al chasis del sistema con refrigeración vía conducción
Una vez más, los componentes externos adicionales se conectarían a la PCB principal del sistema.
Otra alternativa son las fuentes de alimentación autónomas XTBF500. En este caso, la Fuente TBF500 está unida por su placa de aluminio a una base de aluminio más grande, así como a una placa de circuito que contiene todos los componentes adicionales mencionados en la sección anterior (Figura 5).

Figura 5: El XTBF500 combina el TBF500 con una placa de circuito
La fuente XTBF500 ha sido diseñada con formato en caja cerrada y como alternativa, también existe la opción en formato abierto, tal y como se muestra en la Figura 5. Además, para facilitar cualquier proceso de reparación o reemplazo, un formato abierto ofrece la disipación del calor como ventaja. Sin embargo, el formato cerrado ofrece protección al no tener acceso a la placa base, evitando así la posibilidad de descargas eléctricas.
Como se muestra en la Figura 6, la PCB de aluminio del TBF500 se conecta con la base de aluminio del XTBF500 que, a su vez, se puede montar en el chasis del sistema, proporcionando así una mejor capacidad de enfriamiento.

Figura 6: El XTBF500 proporciona una major capacidad de enfriamiento

Ejemplos de mercados y aplicaciones de las PSU de P-DUKE
Las familias de fuentes de alimentación TBF500 y XTBF500 son compatibles con una amplia gama de mercados y aplicaciones. A continuación, se resumen algunos ejemplos:
Comunicaciones (por ejemplo, estaciones base 5G)
• Potencia de salida de 500W: proporciona la potencia estable y alta necesaria para un funcionamiento continuo.
• Hasta un 93% de eficiencia: reduce la pérdida de energía y los costes operativos.
• Amplio rango de entrada (85-64Vca)
• Funciones de protección integral y diseñada para funcionar en altitud. Garantiza la fiabilidad en entornos hostiles.
• Garantía del producto por 3 años: aumenta la fiabilidad del sistema.
Aplicaciones industriales (por ejemplo, impresoras industriales)
• Múltiples tensiones de salida (12, 15, 24, 28, 48, 54Vcc)
• Alta eficiencia: reduce los costes de funcionamiento y mejora la estabilidad del sistema.
• Función de distribución de corriente y salida de tensión estable: proporciona estabilidad y capacidad de expansión.
• Filtros que cumplen con los estándares EMC: proporciona una resistencia EMI robusta.
• Funciones de protección integral: incluye protección contra sobretensión y cortocircuito para la seguridad del sistema.
Sistemas de almacenamiento de energía (ESS)
• Hasta un 93% de eficiencia: ofrece ventajas de ahorro de energía, lo que hace que el funcionamiento a largo plazo sea más económico.
• Función de distribución de corriente y trabajo en paralelo
• Múltiples opciones de tensión de salida: se adapta a diferentes requisitos del sistema ESS (p. ej., 48V, 54V).
• Alta fiabilidad y proporciona un funcionamiento estable en entornos hostiles.
Defensa
• Certificación IEC/UL/EN 62368-1: cumple con los estrictos estándares de seguridad de defensa.
• Alta eficiencia y múltiples protecciones: aumenta la fiabilidad del sistema.
• Diseñada para funcionar en altitud. Garantiza la fiabilidad en entornos hostiles.
• Excelente compatibilidad EMI: ofrece un rendimiento de resistencia EMI superior.
Robótica
• Salida de alta estabilidad y múltiples opciones de tensión de salida: satisfacen las necesidades de los sistemas de control robótico.
• Eficiencia de alto rendimiento: garantiza una respuesta rápida y un consumo de energía reducido.
• Mecanismos de protección suficientes: garantizan la fiabilidad para un funcionamiento a largo plazo.
• Cumplimiento de la norma EMC: la resistencia EMI garantiza la precisión operativa.
Automatización de fábrica
• Potencia de salida de 500W y múltiples tensiones de salida: compatible con varios equipos de automatización.
• Alta eficiencia (93%): reduce la pérdida de energía y admite operar a largo plazo.
• Circuitos periféricos integrados: simplifican los procesos de diseño e implementación.
• Adaptabilidad a entornos hostiles y múltiples protecciones: mejoran la estabilidad y la fiabilidad del sistema.

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