Fuentes conmutadas II
Funcionamiento de una fuente de alimentación conmutada II. Filtro EMC.
¿Qué es el ruido electromagnético?
Cuando se conecta o desconecta cualquier elemento eléctrico, es normal que se produzcan picos de tensión que se transmiten a través de la red eléctrica, o a través del aire, en forma de campos electromagnéticos. Normalmente, estos picos, también llamados transitorios, suelen ser muy leves y no afectan al resto de equipos conectados. Sin embargo, en instalaciones con muchos aparatos conectados, estos picos se multiplican.
Las fuentes conmutadas producen bastante ruido eléctrico, debido a los picos de tensión que genera la conmutación del transistor y los diodos rectificadores. Las máquinas más potentes, como las que utilizan motores activados mediante contactores, también pueden generar picos bastante fuertes. Podríamos pensar que los variadores de velocidad eliminan este fenómeno, al no tener contactores, pero como se trata de aparatos similares a las fuentes conmutadas, debemos seguir teniéndolos muy en cuenta. Todo el ruido eléctrico puede provocar problemas en las máquinas más sensibles.
¿Qué es un filtro EMC?
EMC son las siglas de compatibilidad electromagnética.
La legislación industrial, como en el caso europeo hace la Directiva 2004/108/CE, obliga a todos los equipos eléctricos a cumplir una serie de requisitos.
Básicamente, se trata de que cada aparato sea inmune a los problemas electromagnéticos de la red eléctrica, ya su vez no emite interferencias a través de esta. Es decir, que el equipo queda aislado del resto en lo que se refiere al ruido electromagnético. Para poder cumplir con estos requisitos, las fuentes de alimentación deben montar un filtro en su entrada.
¿Cómo funciona el filtro EMC?
Para comprender el funcionamiento del filtro no es necesario conocer en profundidad estos componentes, salvo que querríamos adentrarnos en el diseño de fuentes conmutadas. Simplemente, bastará con saber que las bobinas evitan el paso de corriente de alta frecuencia, y los condensadores hacen justo lo contrario. Los campos electromagnéticos tienen un alcance proporcional a su frecuencia distinto según su frecuencia, es decir, que se propagan con más facilidad cuando su frecuencia es más alta en un determinado rango y en un determinado medio. Por eso la radio y la televisión transmiten a frecuencias muy altas, para propagarse por el aire y aprovechar las reflexiones atmosféricas.
La red eléctrica tiene una frecuencia muy baja, normalmente 50 o 60 Hz. Esto quiere decir que eliminando las altas frecuencias evitamos la mayor parte del ruido de los campos electromagnéticos transmitidos por el aire o por la propia red eléctrica. Al montar bobinas en serie, solo se pueden atravesarlas la corriente continua, o la alternancia de baja frecuencia (BF). Los condensadores en paralelo solo dejan pasar la corriente de alta frecuencia (HF), sin afectar a la corriente continua o alterna BF.
¿Cómo reparar un filtro EMC?
A la hora de reparar una fuente de alimentación conmutada (SMPS) debemos comprobar el circuito de forma modular. Debido a que utilizan componentes pasivos bastante robustos, es raro encontrar alguno de estos dañados.
La verificación de esta etapa es bastante sencilla.
En el caso de que salte el fusible y otra protección, debemos desconectar la salida del filtro, desoldando algunos componentes para que la corriente no llegue a la siguiente etapa. Si al aplicar tensión sigue habiendo un cortocircuito, mediremos los condensadores para ver cuál de ellos está cruzado. Puede ocurrir que el cruce esté en las bobinas, si comparten el mismo núcleo, al haberse fundido su barniz aislante. Si las medidas son confusas, deberemos desoldar los componentes para medirlos individualmente.
Filtros EMC Desvanecidos
Lo más común es que esto suceda en equipos económicos. En el lado contrario, los equipos más sensibles o de mejor calidad, montan filtros EMC más sofisticados, de varias etapas, para asegurar que no darán problemas en entornos poco óptimos. El filtro EMC es bastante sencillo y no suele dar demasiados problemas.
Xavier Pardell
