La fuente de alimentación (también conocida como PSU – acrónimo de Power Supply Unit) es uno de los componentes más importantes para el buen funcionamiento de una PC como también para extender la vida útil de los demás componentes al máximo. Es extraño cómo una caja que en teoría – y también en la práctica – debe encargarse de “entregar energía” a las cosas para que funcionen puede pasar de ser desde una genial pieza de tecnología a una basura atómica. Como no podría pasar de otra manera el factor clave en todo esto es, adivinaron, el precio.

Si le preguntamos a la mayoría de las personas que tienen algo de idea sobre informática, seguramente nos digan que una fuente de alimentación es “una cosa que transforma la corriente alterna de línea en la corriente continúa que necesita la PC para funcionar”. Es un concepto básico pero válido y si lo graficamos sería algo cómo lo siguiente:

Una caja negra que se conecta a la línea de AC y nos “da” varios voltajes en CC.psu-caja-negra

Lo cierto es que lo que pasa dentro de esa caja que transforma corriente es muy interesante y vamos a intentar desvelarlo un poquitito más, como para que deje de ser negra y pase a ser gris, al menos.

Teoría de la transformación

Veamos un poco qué cosas tienen que suceder para que la corriente pase de ser alterna a continua, es algo que compete a las fuentes tanto lineales (las mas antiguas aunque se siguen utilizando en muchos ámbitos) como las conmutadas, que son, justamente, las que usan las PC.

La transformación:

A través de un, obviamente, transformador, es posible “bajar” o “subir” la tensión de entrada por la deseada. Un claro ejemplo de un transformador es el transformador bobinado de ferrita con un sistema primario/secundario y que luego de un cálculo nos permite “salir” con un voltaje específico.

En el siguiente gráfico vemos lo que sería un transformador que disminuye el voltaje en la salida. Como se puede observar en el segundo gráfico, la frecuencia no cambia. Si lo hace el potencial (voltaje). Si somos muy críticos y a efectos prácticos debo decir que el segundo gráfico está mal, ya que la curva debería tener incluso la misma forma senoidal (eso no varía, aunque a efectos prácticos sirve para demostrar que el valor de pico baja).

transformador-teoria

La rectificación:

Se trata de la transformación la corriente alterna en corriente continua gracias a un sistema basado en diodos (o circuitos integrados) – rectificadores –  que “invierten” la onda senoidal negativa y la convierten en positiva.

*Para el que no sepa, la corriente que hay en los tomacorrientes es alterna (es decir, pasa de positiva a negativa) y se invierte unas 50 veces por segundo > ver generador eléctrico para más información.

primera-rectificación Luego de pasar por el puente rectificador obtenemos una corriente continua pulsante (como montañitas al ver en el gráfico) la cual si bien es continua (porque no es alterna, básicamente) todavía no nos sirve porque necesitamos una corriente continua que se mantenga estable en el tiempo.

El filtrado:

Se hace a través de condensadores que son esos “tubitos que van parados” y que sirven, entre otras cosas, para filtrar la corriente y hacerla mas “continua”. Básicamente lo que hacen los capacitores es “entregar” energía almacenada en el “valle” de la onda, haciendo que la corriente pase de “continua pulsante” a, básicamente, “casi continua”.

rectificación-capacitor

El Ripple o “rizado”

Como podemos observar la corriente pasa a ser, como observamos anteriormente “casi continua”. Esto significa que observándola a través del tiempo no vemos una línea completamente recta sino que tiene pequeñas variaciones.

Estas variaciones son consideradas normales ya que se desprenden entre la corriente entregada por los diodos y la descarga de los capacitores en los “valles”. El efecto se denomina Ripple (rizado) y si bien teóricamente es posible disminuir estas diferencias de tensión agregando capacidad 7/o mejorando la calidad de los circuitos integrados también existe un límite “práctico” y económico cuando la diferencia en milivoltios es mínima y no afecta el rendimiento de un circuito.

El rizado es uno de los aspectos que diferencian una fuente de calidad de una genérica, veamos unos ejemplos.

El siguiente es el ripple de una salida de 12V de una fuente de mala calidad. Podemos observar que hay una variación de alrededor de 0,1 volts

ripple-alto

Veamos ahora un Ripple generado por una fuente de calidad. Casi imperceptible.

ripple-bajo

Recomiendo este artículo en el blog de Corsair para más información.

Entendiendo el concepto de corriente continua ya podemos pasar a la fase de transformación, lo cual nos lleva a la siguiente fase y es la de elegir los voltajes de salida, que se determina por circuitos integrados basados en transistores que “fijan una salida a determinado voltaje” o a través de sistemas más rústicos como una resistencia variable. Así entonces, podríamos tener reguladores a 12, 5 y 3.3V conectados a la misma línea de entrada.

La anterior explicación es la de una fuente básica y se asemeja bastante al funcionamiento de una fuente lineal. Para hacer una diferencia en bruto entre una fuente lineal y una conmutada, podríamos decir que:

Una fuente lineal es como un vehículo que tiene el motor acelerado al máximo en todo momento y que para elegir la velocidad deseada debemos usar el freno. Mientras más lento iremos estaremos frenando el sistema y gastando energía (en este caso, haciendo fuerza contra el freno y los discos de freno al rojo vivo, entre otras cosas). La situación ideal de una fuente lineal es entregando la potencia máxima. Tal cual un auto acelerado a fondo va a máxima velocidad.

Una fuente conmutada sería como un vehículo normal, el cual puede estar en ralenti y puede acelerar cuando se lo necesite, optimizando el consumo de energía considerablemente.

Siempre se puede hacer analogías con auto, siempre, en todo aspecto de la vida.

Ahora que ya conocemos mas o menos cómo funciona pasemos a lo que es una fuente conmutada de PC.

La caja negra de las PC (en este caso, las ATX)

Dentro de la “caja negra” tenemos una placa PCB llena de “cositas”, cables y ventiladores que están puestas ahí por una razón y si bien es muy compleja lo podemos resumir básicamente en un sistema con las siguientes “fases”.

A – Puente rectificador.
B – Condensador de entrada.
C – Transformador:
D – Bobina del filtro de Salida
E – Condensadores del filtro de Salida

fuente-atx-basica

Si bien en teoría hace lo mismo que una fuente lineal, a nivel funcionamiento una fuente conmutada trabaja de una manera muy distinta y por sobre todo, mucho más eficiente. Como puede verse en la imagen una fuente tiene más de un transformador (en este caso tiene 2 y hay algunas con 3). El más grande se conoce como TPW, es el principal y se encarga de proveer la corriente principal del sistema. El más pequeño es el famoso transformador de +5VSB y que entrega los 5 volts que usan las máquinas para funciones de Stand By.

Desde la transformación, que se basa en un sistema en el cual se eleva la frecuencia de trabajo (de 50Khz hasta 1Mhz) lo que permite trabajar con potencias importantes con un transformador de dimensiones pequeñísimas comparados a las fuentes lineales y con un importante uso de circuitería integrada, las fuentes conmutadas tienen varias características claves que deberías conocer para poder conocerlas un poco mejor y en un futuro, elegir la más adecuada.

La eficiencia

La eficiencia no es la cantidad de watts que entrega realmente la PSU al circuito como muchos creen sino que se trata de un porcentaje de lo que realmente transforma (recordemos que no deja de ser un transformador gigante).

Veamos un ejemplo de eficiencia:

Una PSU de 900 Watts con una eficiencia del 70% entregará teóricamente los 900 Watts a la PC, pero la fuente en realidad va a necesitar 1285 Watts de la red eléctrica y ese es el consumo real que tendrá la PC. El resto, se va en calor.

Una PSU de 1000 Watts con una eficiencia del 90% también entregará los 1000 Watts a la PC, pero esta fuente necesitará 1110 Watts. En definitiva, mientras más eficiente es una fuente más cercano es el consumo real de la misma a la potencia que entrega al equipo.

Las fuentes de alta gama ofrecen un 80% o más de eficiencia y esto en parte se debe a una iniciativa llamada 80 plus, que se ve tanto en la caja, en la etiqueta, como así también en la hoja de datos del producto.

El PFC

El PFC (Power factor correction – corrector de factor de potencia) es un circuito que no existe en las fuentes genéricas y que cuando uno lo observa en detalle se da cuenta la importancia que debe tener porque es enorme (ocupa casi la mitad de la fuente).

El circuito PFC va sensando automáticamente el funcionamiento de la fuente y la va regulando aún mas de lo que se regula una fuente ATX “de las primeras”. Recordemos que el funcionamiento de los circuitos integrados, los diodos y los transistores varían según la carga, la temperatura y otros aspectos. Existen 2 tipos de PFC (Pasivo y Activo) y en muchas fuentes modernas el circuito va completamente integrado en la fuente (antes estaba algo “separado”).

Obviamente las fuentes de calidad vienen con corrector de factor de potencia.

Observar la etiqueta y los amperajes

¿Es lo mismo un auto de 300 caballos de fuerza que una Camioneta 4×4 con la misma potencia? Probablemente la performance no sea la misma ni tampoco esta analogía sea la mejor pero… es sabido que la forma en la que se “vende” la potencia de muchas fuentes no es proporcional y más cuando existen fuentes de un rail, de dos y de más.

Por eso es una excelente idea mirar la cantidad de “amperaje” que puede entregar una fuente, y cada una tiene una etiqueta (o se puede ver las especificaciones en la página del fabricante).

Rieles, cuando más no es mejor

Las fuentes de alta gama (y de alta potencia) suelen tener varios rails de 12V. Esto es ideal para cuando el usuario requiere características como SLI o Crossfire en donde cada placa necesita un amperaje específico. Pero… muchas veces hay fuentes de menos wattage con 1 rail con más amperes por rail que una con muchos rails. Todo depende lo que necesites.

Bueno, quedó largo y seguramente incompleto. Si alguien cree que este artículo puede mejorarse, estaré agradecido que me ayuden en hacerlo. La idea es que aquellos que se están adentrando en el mundo de la informática conozcan un poco más esas cajas cuadradas y negras que hacemos llamar fuentes de alimentación.

O que en todo caso, se descarguen así…

46 Comentarios

  1. Buen post!

    Recuerdo haber agregado un conector de 4 pines (el de pentium 4) a una fuente, sacando los 12V desde otro molex, ya que todos los cables terminaban en un solo punto, un solo rail!

  2. “Siempre se puede hacer analogías con autos, siempre, en todo aspecto de la vida.”

    jajajajajajajajajajajajajaa morí.

  3. Buenísimo! Por ahí algo que me hubiera gustado que este en el post es, digamos que armas un equipo X, de manera rápida, como sacamos la cuenta para saber la potencia mínima que vamos a necesitar?

    La onda seria no estar recorriendo articulo por articulo y sumando potencias porque es tedioso, lento, y aburrido. Digo, capaz tenias alguna recomendación para eso.

  4. Buena info guille, ahora hago una pregunta y espero que alguien me sepa responder: ¿en que parte tiene corriente una fuente desenchufada?

    Pasa que hace unas semanas hice una limpieza profunda de la pc, lo que incluyó el desarme de la fuente y la post limpieza. Pero lo hacía con miedito a que me de una “patada”, casi casi como cuando tiro las papas fritas a la sartén!

    • por lo que sé lo único que puede tener electricidad con la fuente desenchufada son los condensadores (capacitores/filtros) de entrada (en general son los más grandes, que aparecen con una B en una de las fotos de arriba). Como medida de seguridad conviene que este desenchufada un rato para que se descarguen. Cualquier error de mi información espero que sea corregido por alguien más calificado

    • Por las dudas, cuando la desenchufes, apretá el botón de encendido del gabinete, para que se descargue lo que quedaba de energía en la fuente, en algunos equipos vas a ver cómo arranca el ventilador del micro por un segundo.

  5. Muy interesante! Justamente hablaba de esto (y con mucho énfasis) en mi lugar de tesis ya que se adquirió un i7 para cálculos pesados, además de pasar a ser parte del inventario de la Facu. Un equipo de 9k aquí en Mar del Plata. Por suerte me hicieron caso!

    Lo que sería muy interesante es que hagas otro post (una actualización de este post quizás no la vean todos los lectores) explicando cuáles son las potenciales consecuencias negativas de usar una fuente mala.

  6. Notaron la diferencia de peso que hay entre una fuente de las “buenas” y las genéricas? Las comunachas aveces parece que estuvieran hechas de papel, los disipadores que tienen parecen de latón… las buenas son mucho mas pesadas y se nota cuando las abrís que tienen componentes de mucha mas calidad que las genéricas .

    • justamente por que traen trafos que pueden soportar mucho mas AMPER, por lo tanto muchos mas WATT de potencia, y justamente son las fuentes que se reparan, una fuente de 100 pesos ni conviene, ahora una de 700 pesos ya es otra cosa…

  7. Yo arreglo las fuentes de forma parecida al del video, solo que uso una piedra de como 15 kg que traje de Córdoba, el martillo lo uso para cosas que requieren más presición.

  8. Muy buen articulo! pero lo mejor es el video, empezo tan tranquilo que no me lo esperaba, me tente como media hora!

  9. Bien, no puedo creer, un posteo bueno que no hable de comprar cosas.

    Excelente Guillermo.

  10. El video de como reparar la fuente…. jajajajjajajajaja me ahogue de tanto reirme….me siento muy identificado con el muchacho este…jajaja

  11. Excelente post, te dejo mis +10 de hoy jajajaja, hace rato que no salia un post de estos.

    De la clase de informatica sobre las fuentes, solo recordaba aquel dicho del maestro a la hora de probar el encendido con el clip: !!!Red with red and you are dead!!!

  12. solo quiero decir que porque mi fuente tiraba un voltaje mal.
    formatie la pc, cambie el disco, cambie el mother.
    Todo porque con el tiempo vi que el hdd taradaba en reaccionar, yo pensaba que era un problema del southbridge, pero al final fue la fuente que no le daba buena corriente y termiana tardando mucho y escribiendo mal!

  13. Hola Guille. Interesante artículo.
    Te faltó decir que la eficiencia es inversamente proporcional al calor que disipa.
    Otra cosa es el tema del fuking ruido en las fuentes como un atributo de calidad , pero como el artículo va enfocado en el funcionamiento esta bién.

    Saludos.

  14. Muy buen post Guille. Me encantó.

    Justamente soy electrónico y me dedico a la reparación de fuentes conmutadas de distintos equipos de telecomunicaciones, y debo decir que para alguien que se inicia y le interesa que sucede en esas “cajas negras” le va a ser de mucha utilidad.

    Ah… y acuerdense de descargar los capacitores de entrada al momento de abrir la fuente… se los digo por si no quieren recibir +300V directamente a sus manos. (Experiencia propia XD).

    El video del final me hizo acordar a este tipo, aunque muchos dicen que es fake:

    http://www.youtube.com/watch?v=HbkYdx6nYU0

    ¡Saludos y gracias por este magnifico aporte!

  15. Buena nota!
    Faltó algo importantísimo en las fuentes de alimentación de este tipo: el PG y los valores en los que debe estar para que esté en un funcionamiento correcto.

    Porque he visto muchos que miden que los voltajes sean correctos, y son correctos, pero si el PG está fuera de los rangos la computadora empieza a funcionar mal o erráticamente.

  16. muy buen articuló amigo.
    justamente 11 meses desde que hize un esfuerzo y compre una seasonic 550 80 plus gold.

    hasta ahora mas que contento con su comportamiento.

    al articulo le agregaría las dos faces de energía que trabaja una psu.

    asi con detalles se explicaría mas fácil la fase primaria y secundaria.

    en la fase primaria todo lo que tenga que ver con entrada, filtrado y limpieza de la corriente. mientras que en la secundaria todo lo que es entregar energía limpia a diferentes niveles.

    disculpen las faltas oltografica, ya que escribo desde un cellphone muy incómodo.

  17. Estaría bueno que algún conocedor de una lista de las marcas de fuentes buenas. Porque yo hasta ahora sólo conocía Coolermaster y Thermaltake, jamás había oído de Seasonic o Tagan.

  18. jajajjaaja. no puedo parar de reir con el video de la reparacion de la fuente! xD
    creo que pocas veces en mi vida opté por fuentes genericas, si mal no recuerdo.. debio haber sido con mi primera y segunda PC, pero en aquellas epocas la potencia no era algo que preocupara demasiado teniendo como maximo una geforce mx440
    Con el paso de tiempo he pasado por una vitsuba de 450w, una antec de 550w y por ultimo una thermaltake de 750W.
    Es indiscutible notar una fuente de calidad con una generica, tan solo por el peso en kg. Ni hablar al abrir y ver el “corazon” de la misma.
    Siempre recomiendo a todo aquel que quiere una pc nueva, que gaste en una buena fuente. Algunos me sacan cagando por los precios que ven, pero los mas sensatos me hacen caso y hasta el dia de hoy, no se arrepienten. Los insensatos… aprendieron de la manera fea (se le quemó algo…)

    Muy buen post tecnico!!!

  19. Consulta a los que saben. Una fuente de mala calidad puede hacer que funcione más lenta una computadora? Es muy genérica pregunta, pero supongan un i7 con ssd y comparando su uso con una fuente genérica y otra de buena calidad. Andaría más rápida?

      • No quiero decir pavadas, pero si las señales que entrega la fuente no son buenas, pueden hacer que los componentes no funcionen óptimos. Si me equivoco, corrijanme.

  20. Cuando era mas pobre alimentaba mi GTX250 con otra fuente que se encendia a traves de un rele que lo comandaba la fuente principal. Que miseria….

    Buen post!

  21. Detalle sin ánimos de ser mala leche, sólo porque me encanta el blog y veo que siempre aportan.

    Cito: “Si somos muy críticos y a efectos prácticos debo decir que el segundo gráfico está mal, ya que la curva debería tener incluso la misma forma senoidal (eso no varía, aunque a efectos prácticos sirve para demostrar que el valor de pico baja).”

    El gráfico de abajo está bien, de hecho la forma sigue siendo senoidal, para que sea idéntico al anterior solo habría que cambiar la escala en Y.

  22. Yo pensaba que si tenías una fuente de, por ejemplo 500w, con una eficiencia del 80%, significaba que la fuente tomaba 500w, entregaba 400w a la máquina y el resto se iba en calor.

    O sea que en mi caso, yo tengo una fuente de 650w con 70% de eficiencia, me está entregando 650w pero en realidad consume más? Yo hacía los cálculos pensando en los 650w como el total: me quedaban unos 430w utilizables.

    Muy buen post Guille! Saludos desde Córdoba.

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