Esta fuente de alimentación sólo funciona como está diseñada (proporciona una tensión posiblemente constante) consumiendo una potencia constante de la red eléctrica de CA. Se trata de una fuente de corriente alterna, en lugar de una fuente de tensión.
Por lo tanto, se necesita un puente de diodos, un acumulador de energía (condensador) y un regulador de tensión para transformarla en corriente continua.
Sin embargo, dado que se extrae una energía constante de la red de corriente alterna, toda la energía no consumida por la carga debe disiparse. Por eso se utiliza un diodo Zener; cualquier exceso de energía se disipa en forma de calor en el diodo Zener. Si fuera un regulador lineal, la tensión de entrada subiría por encima de su valor máximo V en hasta el punto de quemarse. Y como la cantidad de energía extraída de la red de CA depende de la tensión y la frecuencia de CA (debido a la reactancia), el diodo Zener también ayuda a mantener una tensión constante en la variación de la tensión y/o la frecuencia de la red de CA.
Eficiencia:
El factor de potencia no es la eficiencia de la fuente de alimentación y tampoco es V fuera /V en . La eficiencia es P fuera /P en \= (V fuera *I fuera )(V en *I en ). En una fuente de alimentación lineal, I fuera podría considerarse lo mismo que I en (si se descarta I q ) y, por tanto, la eficiencia puede simplificarse como V fuera /V en . Sin embargo, en una fuente de alimentación capacitiva, P en es constante, por lo que su eficiencia dependerá totalmente de la cantidad de potencia disponible que la carga realmente consuma.
Factor de potencia (PF):
He utilizado fuentes de alimentación capacitivas en literalmente miles de unidades, pero con diferentes valores (470 nF, 220 VAC). Nuestra fuente de alimentación consume unos 0,9 vatios, pero unos 7,2 VA (voltios-amperios). Tiene una muy mala factor de potencia pero en el buen sentido. Como se comporta como un condensador, ayuda a corregir (acercar a 1) el mal FP de los motores, que se comportan como inductores y son la principal fuente de mal FP de la red. En cualquier caso, es una corriente tan baja que no hace mucha diferencia de todos modos.
En cuanto a los componentes:
Resistencia de 47 ohmios:
Su finalidad es limitar la corriente que pasa por el condensador y el diodo Zener cuando el circuito se enchufa por primera vez, ya que la red eléctrica puede estar en cualquier ángulo (tensión) y el condensador no tiene carga, por lo que actúa como un cortocircuito.
Resistencia de 2,2 Mohm:
Su propósito es descargar el condensador de 33 nF, porque la tensión del condensador puede estar en cualquier valor cuando desconectas la red eléctrica. de lo contrario, no tendría otro camino para descargarse que los dedos de alguien (me ha pasado varias veces).
Condensador de 33 nF:
Como algunos han dicho correctamente, sustituyen a una resistencia divisora de tensión aprovechando el hecho de su reactancia en la red de 50 o 60 Hz. No se obtiene el desperdicio de calor de una resistencia equivalente, sino que se cambia el ángulo de la corriente frente a la tensión.
Diodos rectificadores (puente):
Debería ser autoexplicativo, pero no son necesarios; un diodo será suficiente (en una configuración diferente menos eficiente pero más segura). La cosa es que para que la reactancia del condensador de 33 nF funcione, se necesita que la corriente fluya en una dirección y luego la misma corriente fluya en la dirección opuesta.
Cuántos diodos se utilizan y en qué configuración depende de muchas cosas. Si se utiliza un diodo y se conectan correctamente los cables de neutro y de fase, la GND del circuito será el neutro de CA, lo que hace que la salida sea mucho más segura, pero tiene la desventaja de que sólo en las medias ondas positivas se entregará corriente al condensador de 47 µF.
El uso del puente de diodos significa que la mitad del tiempo la salida negativa es neutra, y la otra mitad es fase de red. Por supuesto, todo depende del lugar del mundo en el que te encuentres (literalmente). Los países o regiones que son muy secos tienden a utilizar conexiones de fase a fase sin neutro debido a la baja conductividad de su tierra. También puedes obtener dos salidas de tensión utilizando sólo dos diodos rectificadores, diodos zener y condensadores de 47 µF.
Diodo Zener:
Su objetivo es mantener una tensión (algo) constante en la salida de la fuente de alimentación. Cualquier exceso de corriente que no sea consumido por la carga fluirá a través de él hacia la tierra, y así se transformará en calor.
Condensador de 47 µF:
Filtra la corriente sinusoidal entregada por el condensador de 33 nF.
Para una mayor eficiencia necesitas disminuir la resistencia de 47 ohmios a la máxima corriente que el zener permitirá cuando se conecte justo en el pico de CA y afinar el condensador de 33 nF lo más cercano a la corriente de carga exacta que necesitas.
