Un suministro de alimentación AC/DC es un componente esencial en cualquier dispositivo electrónico. Actúa como el corazón del aparato, convirtiendo la corriente alterna (AC) en corriente continua (DC), que es el tipo de electricidad con el que funcionan la mayoría de los dispositivos electrónicos.

El voltaje de AC suele suministrarse a través de las tomas de corriente de hogares y oficinas, pero los dispositivos electrónicos necesitan un voltaje de DC constante para funcionar de forma óptima. Esto significa que un suministro de alimentación AC/DC debe convertir la tensión de AC más alta en una tensión de DC más baja y segura. Esta conversión es lo que permite que los dispositivos electrónicos funcionen correctamente y eficazmente.

Los suministros de alimentación AC/DC se utilizan en una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde computadoras y teléfonos móviles hasta televisores y aplicaciones industriales. Estos dispositivos necesitan un voltaje de DC constante para funcionar correctamente, y el suministro de alimentación AC/DC proporciona este voltaje convirtiendo el voltaje de AC suministrado por la toma de corriente.

El proceso de convertir la tensión de AC en tensión de DC requiere componentes especializados, como transformadores y rectificadores. Estos componentes trabajan juntos para transformar la tensión de AC en la tensión de DC que necesita el aparato. Es importante tener en cuenta que, aunque la tensión alterna es la base de la electricidad de red, puede ser peligrosa y suponer un riesgo para los dispositivos electrónicos si no se gestiona adecuadamente.

Por lo tanto, la función principal de un suministro de alimentación AC/DC es garantizar que el dispositivo electrónico tenga un suministro constante de tensión DC segura. Esto ayuda a proteger el dispositivo de las fluctuaciones y subidas de tensión, que pueden causar daños y dar lugar a costosas reparaciones. Los suministros de alimentación AC/DC también suelen denominarse convertidores AC/DC, y desempeñan un papel fundamental en el correcto funcionamiento de los dispositivos electrónicos

El principio básico de funcionamiento de las fuentes de alimentación de AC/DC se muestra en la Figura 1 (Fuente: Shutterstock). Arriba a la izquierda se muestra la tensión alterna en forma de onda sinusoidal, que cambia continuamente de polaridad con una frecuencia típica de 50 ó 60 Hz. El primer paso del proceso es convertir la alta tensión de DC en una tensión de DC más baja mediante un transformador, que también proporciona aislamiento galvánico por seguridad.
A continuación, la tensión alterna se rectifica a continua mediante un puente rectificador compuesto por cuatro diodos. El resultado de este proceso se muestra en la parte superior central de la Figura 1, con polaridad positiva.
A continuación, el condensador de salida de la fuente de alimentación suaviza los fuertes picos de la curva de DC, dando como resultado una tensión de DC estable en la salida (arriba a la derecha), que se suministra a la carga. Los distintos tipos de fuentes de alimentación AC/DC tienen características y modos de funcionamiento únicos, pero el principio general de funcionamiento se muestra en la figura 1.

Las fuentes de alimentación AC/DC pueden clasificarse en dos tipos: fuentes de alimentación lineales y fuentes de alimentación conmutadas (SMPS).

Las fuentes de alimentación lineales proporcionan tensiones DC de salida estabilizadas y constantes, que no se ven afectadas por las fluctuaciones de la tensión de entrada ni por los cambios de carga. Constan de transformador, rectificador, filtro y regulador, que reducen la amplitud de la tensión de entrada, convierten la AC en DC, suavizan la tensión de salida del rectificador y estabilizan y regulan la tensión de salida. Se suelen utilizar en equipos de laboratorio, dispositivos médicos y sistemas de audio.

Las SMPS, por su parte, utilizan un transistor de potencia que conmuta entre los estados de encendido y apagado para almacenar y liberar energía a la carga, a menudo utilizando un inductor. A diferencia de las fuentes de alimentación lineales, las SMPS transmiten instantáneamente la energía a la carga. La tensión de salida se controla mediante la frecuencia y el ciclo de trabajo de una señal de modulación por ancho de pulsos (PWM) aplicada al transistor. Las SMPS se utilizan habitualmente en electrónica de consumo, electrodomésticos y maquinaria industrial.

Las ventajas de las fuentes de alimentación lineales AC/DC son su asequibilidad, diseño sencillo y fiabilidad. Tienen una estructura sencilla que reduce las posibilidades de fallo, y su resistencia a las interferencias electromagnéticas las hace adecuadas para aplicaciones de alta frecuencia. Sin embargo, suelen ser más grandes y menos eficientes, con grandes pérdidas de calor, cuando se utilizan en aplicaciones de alta potencia.

Por otro lado, las fuentes de alimentación conmutadas (SMPS) son más compactas, con una eficiencia mejorada, debido a sus estados alternos de encendido y apagado que minimizan el desperdicio de energía. Sin embargo, son más complejas de diseñar y mantener, y pueden introducir armónicos en el sistema, lo que requiere filtros EMI para su correcto funcionamiento.