Si hay algún componente que sea absolutamente vital para el funcionamiento de una computadora, es la fuente de alimentación. Sin ella, una computadora sería únicamente una caja inerte llena de plástico y metal.

Prácticamente todas las fuentes de alimentación del mercado para una computadora personal se anuncian únicamente con su potencia eléctrica como norma de identificación.

Desafortunadamente, esta es una visión simplista de un problema más complejo. La fuente de alimentación está ahí para convertir el alto voltaje de la toma de corriente a los voltajes más bajos requeridos para operar en los circuitos de una PC cualquiera.

Si esto no se hace correctamente, las señales de potencia irregulares que se envían hacia los componentes de hardware pueden causar daños e inestabilidad en el sistema.

Debido a esto, es importante asegurarse de comprar una fuente de poder que pueda satisfacer las necesidades del sistema informático más destacado.

La fuente de alimentación convierte la línea de Corriente Alterna (CA) del hogar en Corriente Continua (CC) que necesita la PC para funcionar.

En este artículo, aprenderemos cómo funcionan las potencias nominales de las fuentes de alimentación correspondientes a una PC.

En una computadora, la fuente es la caja de metal que generalmente se encuentra en una esquina del gabinete. Es visible desde la parte posterior de muchos sistemas porque contiene el receptáculo del cable de alimentación y el ventilador de refrigeración.

potencia electrica


Cómo funcionan las potencias de una fuente de alimentación

Las fuentes de alimentación, normalmente denominadas ‘fuentes de alimentación conmutadas’, utilizan tecnología de conmutación para convertir la entrada de CA en voltajes de CC más bajos.

Los voltajes típicos suministrados son:

  • 3.3 voltios
  • 5 voltios
  • 12 voltios

Los circuitos digitales suelen utilizar los de 3.3 y 5 voltios, mientras que los de 12 voltios se utilizan para hacer funcionar motores en unidades de disco y ventiladores.

La especificación principal de una fuente de alimentación está en los vatios o watts. Un vatio es producto del voltaje en voltios y la corriente en amperios.

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Si has estado familiarizado con las computadoras durante muchos años, probablemente recuerdes que las PC originales antiguas tenían grandes interruptores pesados con palancas rojas.

Cuando la PC encendía o apagaba, sabía que lo estabas haciendo. Estos interruptores en realidad controlaban el flujo de energía de 120 voltios a la fuente de poder.

Hoy enciendes la energía con un pequeño botón y apagas el equipo con una opción del menú en el sistema operativo. Estas capacidades se agregaron a las fuentes de alimentación estándar hace varios años.

El sistema operativo puede enviar una señal a la fuente para indicarle que se apague. El botón envía una señal de 5 voltios para indicarle cuándo debe encenderse.

La fuente también tiene un circuito que suministra 5 voltios llamado VSB ‘Voltaje de espera’ incluso cuando está oficialmente ‘apagada’, de modo que el botón funcionará. Puedes consultar la tecnología del conmutador de voltaje para mayor información.

Tecnología Switcher

Antes de 1980 aproximadamente, las fuentes de poder solían ser pesadas y voluminosas. Usaban transformadores grandes y pesados ​​y capacitores enormes para convertir el voltaje de línea de 120 voltios y 60 hercios en 5 voltios y 12 voltios en CC.

Transformador de una fuente de alimentación

En la imagen anterior puedes ver tres pequeños transformadores amarillos en el centro. A la izquierda hay dos capacitores cilíndricos. Las grandes piezas de aluminio con aspas son disipadores de calor.

El disipador de calor izquierdo tiene transistores conectados. Estos son los transistores encargados de realizar la conmutación: proporcionan energía de alta frecuencia a los transformadores.

Adjuntos al disipador de calor derecho hay diodos que rectifican las señales de CA y las convierten en señales de CC.

Las fuentes de poder conmutadas que se utilizan hoy en día son mucho más pequeñas y ligeras. Convierten la corriente de 60 Hertz (Hz o ciclos por segundo) a una frecuencia mucho más alta, lo que significa más ciclos por segundo.

Esta conversión permite que un transformador pequeño y liviano en la fuente reduzca el voltaje real de 110 o 220 voltios en ciertos países al voltaje que necesita el componente de la computadora en particular.

La corriente CA de frecuencia más alta proporcionada por el suministro conmutador también es más fácil de rectificar y filtrar en comparación con el voltaje de línea CA de 60 Hz original, lo que reduce las variaciones de voltaje para los componentes electrónicos sensibles en la computadora.

Una fuente de conmutación consume solo la energía que necesita de la línea de CA. Los voltajes y corrientes típicos proporcionados por una fuente de alimentación se muestran en la etiqueta que detalla en su chasis.

La tecnología de conmutadores también se utiliza para fabricar CA a partir de CC, como se encuentra en muchos de los inversores de potencia de los automóviles que se utilizan para hacer funcionar aparatos de CA en un automóvil y en fuentes de poder ininterrumpida.

La tecnología de conmutación en los inversores de potencia para automóviles cambia la corriente continua de la batería del automóvil en corriente alterna. El transformador utiliza corriente alterna para hacer que el transformador en el inversor suba el voltaje hasta el de los electrodomésticos (120 o 240 VCA).

Etiqueta de voltajes de una fuente de alimentación

La imagen anterior muestra una etiqueta de la fuente de alimentación de una computadora personal. VSB es el voltaje de espera proporcionado al interruptor de encendido.

Estandarización

Una fuente de alimentación para PC extraída de su carcasa. Los cables y conectores de la derecha suministran tensiones de CC.

Cables y conectores de una fuente de alimentación

Con el tiempo, ha habido al menos seis fuentes de poder estándar diferentes para computadoras. Recientemente, la industria se ha decidido por el uso de fuentes basadas en ATX.

ATX es una especificación de la industria que significa que la fuente tiene las características físicas para adaptarse a un gabinete ATX estándar y las características eléctricas para funcionar con una placa base ATX.

Los cables de alimentación de una PC utilizan conectores codificados estandarizados que evitan una conexión incorrecta.

Además, los fabricantes de ventiladores suelen utilizar los mismos conectores que los cables de alimentación para las unidades de disco, lo que permite que un ventilador obtenga fácilmente los 12 voltios que necesita.

Los cables codificados por colores y los conectores estándar de la industria hacen posible que el consumidor tenga muchas opciones para una fuente de alimentación de repuesto.

APM (Gestión avanzada de energía) ofrece un conjunto de cinco estados diferentes en los que puede estar un sistema. Fue desarrollado por Microsoft e Intel para usuarios de PC que desean ahorrar energía.

Cada componente del sistema, incluido el sistema operativo, el BIOS (Sistema básico de entrada y salida), la placa base y los dispositivos conectados, deben ser compatibles con APM para poder utilizar esta función.

Si quieres deshabilitar APM porque sospechas que está consumiendo recursos del sistema o causando un conflicto, la mejor manera de hacerlo es a través del BIOS. De esa manera, el sistema operativo no intentará reinstalarlo, lo que podría suceder si estuviera deshabilitado solo en el software.

Potencia

Una fuente de alimentación conmutada de 400w no necesariamente utilizará más energía que una fuente de 250w.

Es posible que se necesite un suministro mayor si utilizas todas las ranuras disponibles en la placa base o todos los compartimentos para unidades disponibles en el gabinete de la PC.

No es una buena idea tener una unidad de suministro de 250w si realmente tienes en tu equipo un total de dispositivos que consuman 250w, ya que el suministro no debe cargarse al 100% de su capacidad.

Según PC Power & Cooling, Inc., algunos valores de consumo de energía (en vatios) para elementos comunes en una computadora personal son:

  • Tarjeta de puerto de gráficos acelerados (AGP) = 20 a 30w
  • Tarjeta de interconexión de componentes periféricos (PCI) = 5w
  • Tarjeta de interfaz PCI de sistema informático pequeño (SCSI) = 20 a 25w
  • Tarjeta de interfaz de red = 4w
  • Unidad de CD-ROM 50X = 10 a 25w
  • RAM = 10w por 128M
  • Unidad de disco duro electrónica de unidad integrada (IDE) de 5200 RPM = 5 a 11w
  • Unidad de disco duro IDE de 7200 RPM = 5 a 15w
  • Placa base (sin CPU ni RAM) = 20 a 30w
  • Pentium III de 550 MHz = 30w
  • Pentium III a 733 MHz = 23.5w
  • Celeron de 300 MHz = 18w
  • Athlon de 600 MHz = 45w

Las fuentes del mismo factor de forma (en este caso, factor de forma se refiere a la forma real de la placa base) generalmente se diferencian por la potencia que suministran y la duración de la garantía.

Problemas

La fuente de alimentación de una PC es probablemente el elemento más propenso a fallas en una computadora. Se calienta y enfría cada vez que se usa y recibe la primera entrada de corriente CA cuando se enciende.

Por lo general, un ventilador de refrigeración atascado es un elemento predictivo de una falla en la fuente debido a componentes sobrecalentados con posterioridad. Todos los dispositivos de una PC reciben su alimentación en CC a través de la fuente de alimentación.

Una falla típica de la fuente de una PC generalmente se nota como un olor a quemado justo antes de que la computadora se apague. Otro problema podría ser la falla del ventilador que es vital, ya que permite evitar que los componentes se sobrecalienten. Los síntomas de falla incluyen reinicio aleatorio o falla en el sistema operativo sin razón aparente.

Para cualquier problema que sospeches que es culpa de la fuente de poder, usa la documentación que trae. Si alguna vez has quitado el gabinete del ordenador personal para agregar una tarjeta adaptadora o más memoria, puedes cambiar la fuente.

Asegúrate de quitar el cable de alimentación primero, ya que hay voltaje residual aunque la computadora esté apagada.

Mejoras

Las mejoras recientes en la placa base y el chipset permiten al usuario controlar las revoluciones por minuto (RPM) del ventilador de la fuente de alimentación a través del BIOS y una aplicación del sistema operativo proporcionada por el fabricante de la placa base.

Los nuevos diseños ofrecen control del ventilador para que solo funcione a la velocidad necesaria, según las necesidades de refrigeración.

Los diseños recientes de servidores web incluyen fuentes que ofrecen una de repuesto que se puede intercambiar mientras se utiliza la otra.

Algunas computadoras nuevas, en particular las diseñadas para su uso como servidores, proporcionan fuentes de alimentación redundantes. Esto significa que hay dos o más fuentes en el sistema, una proporciona energía y la otra actúa como respaldo.

El suministro de respaldo se hace cargo de inmediato en caso de una falla del suministro primario. Luego, la fuente primaria se puede intercambiar mientras la otra está en uso.

Potencia pico vs potencia máxima

Este es el primer gran problema cuando se trata de entender las especificaciones de una unidad de suministro de energía. La capacidad máxima de salida es la mayor cantidad de energía que la fuente puede suministrar, pero esto es únicamente por un tiempo muy breve.

Las fuentes de poder no pueden suministrar energía de manera continua en este nivel y si intenta hacerlo, causará daños, por lo tanto, lo que se quiere realmente es encontrar la máxima potencia continua en ‘watts’.

Esta es la cantidad más alta que la PSU puede suministrar de forma estable a los componentes. Incluso con esto, vas a querer asegurarte de que la máxima potencia calificada sea más alta de lo que piensas utilizar.

Otra cosa a tener en cuenta con la potencia de salida, es que tiene que ver con la forma en que se calcula. Hay tres líneas principales de voltaje dentro de una fuente de alimentación: +3.3v, +5v y +12v.

Cada una de estas suministra energía a los diversos componentes de hardware del sistema informático. Es la salida total de potencia combinada con todas estas líneas que componen la potencia total de salida de una fuente de alimentación.

La fórmula utilizada para hacer esto es:

  • ▶ Potencia = Voltaje * Amperaje

Por lo tanto, si nos fijamos en la etiqueta de la fuente de alimentación y muestra que la línea de +12v suministra 18A de potencia, esa línea de tensión puede suministrar un máximo de 216 watts de potencia.

Esto puede ser solo una pequeña fracción de los 450 watts a los que está clasificada. La potencia máxima de las líneas de +3.3v y +5v se calcularía y se agregaría a la clasificación de la potencia de la fuente de poder en general.

La importancia de la línea de voltaje +12v

La línea de tensión más importante en una PSU es la de +12v. Esta línea de voltaje suministra energía a los componentes más exigentes, incluidos el microprocesador, las unidades de almacenamiento, los ventiladores de refrigeración y las tarjetas gráficas.

Todos estos componentes consumen mucha corriente y como resultado, debes asegurarte de comprar una unidad que suministre suficiente energía a la línea de +12v.

Con las crecientes demandas en las líneas de 12v, muchas fuentes de poder nuevas tienen múltiples líneas de 12v que se mostrarán como +12V1, +12V2 y +12V3 dependiendo de si tiene dos o tres líneas.

Al calcular los amperios para la línea de +12v, es necesario observar el total de amperios producidos a partir de todos las líneas de 12v. Esta es una gran manera de calcular la fuente de poder debidamente.

Muchas veces puede haber una nota al pie que indique que la potencia máxima combinada será menor que la calificación total de las líneas de voltaje. Simplemente invierte la fórmula anterior para obtener los amperios máximos combinados.

  • ▶ Amperaje = Potencia / Voltaje

Con esta información sobre las líneas de +12v, se puede usar contra un uso de energía general basado en el sistema de suministro.

Aquí están las recomendaciones para los amperajes de las líneas combinadas mínimas de 12v (y su clasificación relativa de potencia de una PSU) para sistemas informáticos de varios tamaños:

  • ▶ Factor de forma pequeño: 15A (250w)
  • ▶ Mini-torre: 25A (300-350w)
  • ▶ Torre central: 35A (400-500w)
  • ▶ Torre completa: 40A (600-650w)
  • ▶ Tarjeta gráfica dual (SLI): 50A (+750w)

Recuerda que esta es solamente una recomendación. Si tienes componentes específicos que consumen mucha energía, verifica los requisitos de la unidad de suministro de energía con el fabricante.

Muchas tarjetas gráficas de alta gama pueden consumir cerca de 300w por sí mismas a plena carga. Ejecutar dos de estas placas puede requerir fácilmente una fuente de poder que pueda soportar al menos 850w o más de potencia total.

Preguntas frecuentes

¿Qué función cumple la fuente de alimentación de una computadora?

La función básica de la fuente de alimentación de una computadora es convertir la CA principal en energía de CC regulada de bajo voltaje que se requiere para alimentar los componentes de hardware internos.

La mayoría de las computadoras portátiles tienen una batería que mantiene la energía cuando se desenchufa del tomacorriente de la pared, mientras que las computadoras de escritorio consiguen energía directamente de un tomacorriente eléctrico.

¿Qué función cumple la línea de 12v?

Una fuente toma cualquier entrada entre 100 voltios o 220 voltios de CA, que es lo que proviene del tomacorriente de pared, y entrega una salida de 12 voltios de CC.

Una fuente moderna debe generar al menos 18A en la línea de +12 voltios para el funcionamiento optimo de una computadora moderna.

¿Qué fuente de alimentación se necesita para una PC de juegos?

Dependiendo de la GPU, la mayoría de las versiones de PC para juegos de rango medio pueden funcionar con una fuente de 450 a 600 watts. Sin embargo, elegir una fuente con una salida de 600 o 650 watts facilita la actualización posteriormente.

¿Cómo se verifica el vataje de una PC?

La forma más eficaz y sencilla de comprobar la potencia de una PC es con la ayuda de un vatímetro o multímetro.

¿La computadora puede manejar este tipo de voltajes?

Con frecuencia se reciben preguntas de personas que buscan actualizar su tarjeta gráfica en su PC de escritorio. Muchas GPU de alta gama tienen requisitos muy específicos de potencia para funcionar correctamente.

Afortunadamente, esto ha mejorado con los fabricantes que ahora incluyen cierta información. La mayoría solo mostrará la potencia total recomendada de la fuente de alimentación, aunque lo mejor es cuando enumeran el número mínimo de amperios requerido por la línea de 12v. Anteriormente, nunca se publicaba ningún requisito de la PSU.

Ahora, en términos acerca de la mayoría de computadoras de escritorio, las compañías generalmente no enumeran las calificaciones de la fuente de alimentación de la PC en sus especificaciones.

Normalmente, el usuario tendrá que abrir el chasis de la fuente y buscar la etiqueta para determinar qué es exactamente lo que admite el sistema.

Desafortunadamente, la mayoría de las PC vienen con unidades de suministros de energía bastante bajos como medida de ahorro de costos. Una PC de escritorio típica que no viene con una tarjeta gráfica dedicada, generalmente tendrá entre 300 y 350 watts con una clasificación de entre 15 y 22 amperes.

Análisis final

Recuerda que todo lo que se ha estado explicando implica los límites máximos de la fuente de alimentación de una computadora. Probablemente, el 99% del tiempo que se utiliza una computadora, no se está utilizando al máximo, y como resultado, consumirá mucha menos energía que los máximos disponibles.

Lo importante es que la fuente de poder de una computadora deba tener suficiente margen de maniobra para aquellos momentos en los que el sistema sea exigido fuertemente.

Ejemplos de esos momentos son jugar a los juegos en 3D mediante un uso intensivo de los gráficos o hacer transcodificación de videos. Estas cosas exigen fuertemente a los componentes y necesitan potencia adicional.

Como ejemplo de una comprobación realizada, se colocó un medidor de consumo de energía Kill A Watt entre la fuente de alimentación de una computadora y el tomacorrientes de la pared.

Durante el desarrollo computacional promedio, el sistema no consumía más de 240w de potencia. Esto está muy por debajo de la calificación de una fuente de alimentación convencional.

Sin embargo, luego de jugarse un juego en 3D durante varias horas, el consumo de energía alcanzó un máximo alrededor de 400w de potencia total.

¿Esto significa que una fuente de alimentación de 400w sería suficiente? Probablemente no, ya que se tienen una gran cantidad de componentes de hardware que se basan en gran medida con la línea de 12v, de modo que unos 400w podría tener problemas de voltaje que darían como resultado la inestabilidad del sistema.

👉 DEFINICIÓN DE LAS FUENTES DE ALIMENTACIÓN PARA PC

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