Cómo reformar la fuente de un ordenador (Parte I)

Luego de ver las fallas más comunes que pueden presentar las fuentes de alimentación de un ordenador (y resolverlas), nos inclinaremos hacia otra faceta interesante que es la adaptación o reforma de este dispositivo. Por supuesto, los trabajos estarán limitados a nuestros conocimientos y a las posibilidades técnicas que una fuente de alimentación de ordenador posee. Dicho en otras palabras, para realizar este tipo de trabajos debemos contar con una base técnica elemental y además, no podremos ir más allá de lo que el hardware de la fuente de alimentación nos permita. Es decir, por mucho que soñemos, no podremos alcanzar cualquier valor de tensión y/o corriente en la salida. Comencemos a reformar una fuente clásica. Ven con nosotros, veamos todo lo que podemos obtener de ella.

En este artículo, vamos a trabajar orientados en las reformas posibles que podemos hacerle a una fuente de ordenador para obtener de ella tensiones que sean útiles para nuestros propósitos. Por supuesto, tensiones y corrientes para las que estas fuentes de alimentación no están preparadas desde su origen. Sin embargo, no podremos extraer de estos equipos, pequeños y livianos, la energía que se nos ocurra y (por extraño que te parezca) mucho menos aún, la energía que el fabricante promete en los adhesivos que vienen en su gabinete. Como siempre sucede en la vida, nada es mágico, nada es eterno ni se crea por arte de magia. En una fuente de alimentación de ordenador esta ley fundamental no queda al margen y en la enorme mayoría de los casos, la realidad suele presentarse en el momento menos oportuno y de la manera más cruel e insólita. Por ejemplo, observa esta imagen y acompáñame a sacar algunas conclusiones.

Potencias prometidas por el fabricante

La fuente que vimos en la entrega anterior (la misma conque seguimos trabajando ahora) posee la etiqueta que muestra la imagen superior donde podemos notar claramente que estamos ante una fuente que puede entregar muchos amperes (o amperios) de corriente en las tres salidas más importantes. Esto sería: 25Amperes en la salida de 5Volts, 14Amperes en la salida de 3,3Volts y 10Amperes en la salida de 12Volts. En su diseño original, la fuente incorpora en la etapa de 3,3Volts un transistor MOSFET de canal N (P40NF03L) que es capaz de manejar corrientes de hasta 40Amperes. En el caso de la salida de 5Volts, la rectificación se realiza con un doble diodo SBL2040CT que permite una corriente continua de 20Amperes. Aquí comienzan las contradicciones entre las promesas y la realidad. Si el fabricante ofrece 25Amperes, resulta extraño encontrar un rectificador de menor capacidad de corriente. Sin embargo, teniendo en cuenta que la corriente no será continua, sino pulsante a la salida del transformador de conmutación (chopper), podríamos admitir (no muy conformes) que el rectificador podrá realizar su trabajo sin inconvenientes durante la vida útil de la fuente de alimentación. Como vimos antes, la avería encontrada fue este doble diodo en cortocircuito y eso puede hacernos “suponer” que el diseño (chino), al límite de las necesidades, pudo haber ocasionado la falla.

Rectificadores originales que traía esta ¿poderosa? fuente de alimentación

Por último, en la rectificación de los 12Volts, encontramos dos diodos discretos FR302. Aquí volvemos a advertir la poca capacidad de corriente que tendrán estos diodos; 3Amperes contra 10 que anuncia el fabricante de la fuente. Además, no podemos dejar de mencionar otro elemento que será elemental dentro del funcionamiento de esta fuente conmutada (switching): el tamaño del transformador de conmutación. Sobre este punto podemos mencionar que una de las publicidades y bondades que un sistema conmutado ofrece es la eficiencia o rendimiento, esto es, la relación entre la potencia entregada en las salidas respecto a la potencia absorbida desde la red.  Cuanto más cercano a la unidad sea el cociente entre estos valores, estaremos ante un sistema más eficiente. Vale recordar en este punto que este tipo de fuentes se ha popularizado por presentar este beneficio respecto al pesado y voluminoso transformador de chapas de silicio. El transformador de conmutación de ferrite resuelve en un tamaño mucho menor, y trabajando a elevada frecuencia de conmutación, lo que antes hacía el viejo transformador de chapas a la frecuencia de red. Pero tengamos cuidado, no todo lo que brilla es oro y mucho menos si lo que estamos analizando viene desde el sud-este asiático.

Compartiva de tamaños entre transformadores

Ya descubrimos en la entrega anterior, que los espacios para colocar un filtro de línea de entrada de red existían y el afán por abaratar costos lo habían anulado en nuestra fuente. Ahora demos un vistazo a nuestro transformador de conmutación. El tamaño sorprende a la vez que alarma si lo comparamos con un transformador convencional de chapas de silicio. Además, resulta difícil creer que un transformador (mucho) más pequeño que uno tradicional, de menos de 4 a 5Watts de potencia, pueda manipular 20 veces más energía de salida. Por lo tanto, nada mejor que un par de ensayos sencillos para saber bien de qué se trata esto y hasta donde llegará nuestra fuente de alimentación. En nuestro intento por asegurar un rendimiento mejorado al enunciado, hemos cambiado el rectificador de 12Volts por un par de diodos encapsulados en TO-220  capaces de trabajar hasta con 10Amperes (FR1003G). Es decir, colocamos diodos como los que debiera haber colocado el fabricante. Además, agregamos un control de tensión (que veremos en este mismo artículo) de salida para poder ajustar la tensión de salida a los valores adecuados a nuestras necesidades; que no son muchas en este inicio: sólo intentar superar los 5Amperes en la salida de 12Volts. Veamos:

Luego de la frustración, analicemos el trabajo del SG6105 para comprender algunas cosas que vemos en los videos. El circuito integrado cuenta con tres entradas directas de tensión desde las salidas de 3,3Volts, 5Volts y 12Volts a través de los pines 2, 3 y 7 respectivamente. Estas entradas actúan como detectores de baja tensión. Es decir, si la tensión de salida baja por un determinado nivel, el SG6105 deja de funcionar y la fuente se detiene. Por otro lado, sobre el pin 17 trabaja un sistema de detección de alta tensión de salida y en este pin convergen las informaciones de la tensión de 5Volts y de 12Volts. La tensión de 3,3Volts se genera de manera independiente a las dos tensiones antes mencionadas. Se utiliza un pin de salida del SG6105 para generar PWM y a través del MOSFET mencionado antes, el P40NF03L, se extraen los 3,3Volts desde la tensión de salida de 5Volts. Si esta tensión varía, el PWM para 3,3Volts hará lo mismo, intentando mantener constante la tensión a la salida (observa esta explicación en el circuito que te dejamos al final del artículo). Otro pin de interés y que hemos visto en acción en los videos es el pin 4 (OPP) que se encarga de detectar anomalías de funcionamiento en el circuito previo a los transistores de potencia. Este circuito se encarga de detectar consumos elevados o desbalances en las líneas de alimentación de los transistores de potencia y ordena la detención de funcionamiento del SG6105 por sobrecarga.

Volviendo a mencionar el pin 17, nos encontramos que es la entrada del amplificador de error del generador de PWM del SG6105. La tensión óptima de este pin debe mantenerse en 2,5Volts, según la hoja de datos del circuito integrado, y como mencionamos antes, esta tensión se obtiene de referencias provenientes de la línea de 5Volts (R5) y de 12Volts (R3). En nuestro caso, la resistencia que forma el divisor resistivo a GND (R4) era una de 4K7 y la reemplazamos con una de 3K3 en serie con un pequeño resistor ajustable de 3K. De este modo, las tensiones a la salida pueden ser variables en un pequeño, pero útil margen. En el caso de los 5Volts logramos una variación de 3,94Volts hasta 5,9Volts, mientras que en la salida de 12Volts las variaciones se extienden entre 9,8Volts y 14,36Volts. Debes tener en cuenta algo muy importante al leer esta parte del artículo. Es muy probable que nuestra fuente no sea igual a la tuya y quizás necesites otros valores de resistencias para lograr un control de tensión variable. Lo importante es que sepas que en el pin 17 del SG6105 debes reemplazar la resistencia que se conecta a GND (R4) por un conjunto que te permita variar entre valores útiles de trabajo.

R3 R4 y R5 forman el divisor resistivo que te permite controlar la tensión de salida de la fuente

No te asustes si la fuente deja de funcionar. Las variaciones de resistencia permitidas en esta conexión (R4) son muy pequeñas y hay ocasiones en que sólo 100 Ohms significan que el SG6105 deje de generar PWM.  No temas que nada se rompe, el SG6105 solo dejará de funcionar. Tú deberás encontrar la relación apropiada para este divisor resistivo (R3 – R5 – R4) y, según la salida empleada (5Volts o 12Volts), puedes lograr un funcionamiento entre 3,9Volts y más de 14Volts a plena potencia. Hablando de plena potencia, como habrás notado en el video, esta fuente que nos ha tocado en suerte ensayar, no avanza (por ahora) más allá de los 50Watts de potencia sobre la línea de los 12Volts que nos servirá para llevarla a 13,8Volts y utilizarla en equipos de comunicaciones. Aunque por ahora estamos muy lejos de alcanzar potencias cercanas (o superiores) a los 200Watts, todavía nos queda mucho camino por recorrer con esta fuente de alimentación conmutada. Ya hemos aprendido a no creer en las promesas de potencias enormes dentro de las etiquetas de estas fuentes económicas. El próximo paso será mejorar el filtrado de salida colocando capacitores electrolíticos que favorezcan una ESR mínima y una absorción total de ruidos de conmutación, junto a un mejor almacenamiento de energía y desempeño de la fuente ante consumos elevados. Además, veremos como desarmar el transformador principal de conmutación para adaptarlo a otras tensiones acordes a nuestras necesidades. ¿Quieres una muestra de lo que se viene? Observa esta imagen, que aún está en elaboración.

Orden de des-bobinado del transformador de conmutación

Allí tienes imágenes del desarme del transformador de conmutación, en el orden en que se desarman los bobinados. En la próxima entrega veremos como variar los bobinados necesarios hasta alcanzar el funcionamiento deseado. Como te mencionamos antes, el camino es largo, pero los resultados justifican el trabajo. En mi caso, además de los equipos de radio que trabajan a 13,8Volts, se me vienen a la mente aplicaciones en amplificadores de audio que trabajen a 30Volts o un probador de tubos fluorescentes (retro-iluminación) para televisores LCD que funcionan a 24Volts. Y tú, ¿qué aplicaciones encuentras para tu próxima fuente de alimentación? Cuéntanos y muéstranos tus avances sobre tus fuentes en el Foro de Electrónica de NeoTeo. Mientras tanto, te dejamos un circuito para que puedas comenzar a familiarizarte con el SG6105, además del enlace a su hoja de datos que encontrarás al final de este artículo. Ven, te estamos esperando.

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  • jor_wilson

    Gracias Mario, por compartir tu experiencia con nosotros. Hasta la próxima

  • Jacqueline

    Gracias Mario por el articulo!

  • Anónimo

    Me encanta este tipo de artículos, como la ultima vez tras leerlo desarmo unas cuantas fuentes de alimentación que aun conservo con la esperanza de hacerles un apaño para seguir usándolas, algunas perdieron potencia otras ni encienden, pero cuando las tengo delante me doy cuenta de que no se por donde meterles mano y las vuelvo a cerrar…

  • eduardo

    Hola Mario.
    En primer lugar, felicitarte por el artículo que estás haciendo. Ya tengo ganas de ver la próxima entrega. En base a la experiencia que he acumulado con las fuentes de PC, de las que algunas he reparado y otras reciclado, te hago los siguientes comentarios; algunos los puedes probar tú mismo.
    En primer lugar decirte que las cargas en las salidas de tensión deben estar algo balanceadas, no mucho, pero la más importante es la de +5V. Si dejas esta salida sin carga, no tendrás 12V en la de 12 y además no podrás sacar toda la intensidad que la fuente es capaz de proveer. (no la que dice el fabricante, que básicamente no llegarás nunca).
    Si colocas una carga de por ejemplo 1 o 2 Amperios en la salida de +5V, podrás encender la lámpara de 12V 50W con la fuente sin bajar la tensión. Yo enciendo las dicroicas de 50W de esa forma, además de que uso la fuente para hacer funcionar un taladro de baterías (20A cuando la broca se agarrota)recargables, cuyas baterías valen más que el taladro, por lo que con un par de cables sirve en casa y en el coche.
    En segundo lugar, comentarte que si mides la resistencia de una bombilla de 12V – 50W y aplicas la ley de ohm, verás que hacen falta muchísimos amperios para calentar el filamento desde que este se encuentra frío, por lo que es muy fácil que no puedas encenderla con la fuente, ya que si pude dar 10A a 12V, no te va a dar…. si, esa burrada que sale de la calculadora para calentar el filamento de la susodicha lampara. Es mejor conectar una resistencia de valor fijo y los watios adecuados para cargar la fuente…o enciende la lámpara en una batería y conmutala rápidamente para que el filamento no se enfríe a la fuente del PC, también funciona.
    Si tienes la oportunidad, en tu artículo en el que hables de los bobinados del transformador, incluye (es una sugerencia por supuesto)
    – La frecuencia a la que suelen funcionar estos transformadores
    – Qué grosor de cable debemos usar para tantos amperios, vamos una tabla amperios/grosor cable,
    – El orden en que se deben hacer los bobinados
    – Como obtener tensiones simétricas (+-40V, por ejemplo para un amplificador)
    – Y todo lo que se te ocurra.

    Un saludo y sigue así.

  • Marcelo

    Hola Mario me tope con una fuente con un solo transistor de conmutacion y en lugar de el famoso tl 949 tiene tres lm 350 y varias resistencias smd abajo.. no se por donde empesar, me gusta esta fuente porque ya viene con el filtro de fabrica .. raro no?.
    Saludos y felicitaciones

  • Holman Buenaventura

    Hola a todos relacionado con el articulo encontre esto : http://www.gratisprogramas.org/descargar/como-aumentar-el-amperaje-de-la-fuente-de-alimentacion-de-tu-pc/

    Me gustaría saber que opinan de lo que dicen ahi, si tiene alguna utilidad, es verdad o mentira, trae algun perjuicio?

    Gracias.

    • melvin.del Rosario

      #6 muchas gracias por tu aporte vy ha esperimentar

  • pablo

    Yo quiero hacer un cargador de bateria para el auto a 13,8 V

    ¿tengo que modificar el trafo también?

  • Dave

    Ahhhhhhhhhhh! Me explotó!

  • Anónimo

    En primer lugar, si el articulo anterios fue bueno, este es bestial Mario! 🙂
    Segundo, estoy preparando una especie de "Informe" sobre fuentes para poner en el foro con muchos conceptos e información para los que tengan dudas o necesites refrescar sus conocimientos, y por ultimo cuando empece a toquetear las fuentes y a leer los artículos, me pareció que sería un muy buen proyecto armar una fuente "Made In Neoteo".
    Con lo ultimo en componentes, es decir, en lugar de Transistores BJT, utilizar mosfets, utilizar drivers de mosfet de tipo IC en lugar de transformadores de inducción que se utilizan en todas las fuentes, y bueno algún que otro pic no vendría mal no?
    Ideas hay a montones y creo que una fuente de al menos 700WRMS seria la gloria, ya que comprar una para muchísimos de nosotros es algo caro o complicado.
    Sin mas que decir, me voy a seguir haciendo el articulo, espero esta noche estar subiéndolo al foro!

  • carlos

    esta muy bueno, de hecho solo en esta pagina esta el diagrama del misterioso trafo de la fuente.

  • juan

    Very dangerours…mejor paso!.

  • electronico71

    se puede transformar para obtener 110 v DC

  • jorge l morea

    Haci explicando con claridad y con imagenes,y mostrando y repitiendo,es que se logra pimero enseñar,y luego HACER VER (o sea,usar,familiarizarse con lo que se aprendio,) a los principiantes para luego ya sea tomarlo como una actividad laboral o como distraccion-juego como en el caso de los aficionados como yo,que a pesar de tener otra activida somos un poco adictos a disfrutar entendiendo los prisipios generales de la electrsidad(intensidad) y de la electronica(circuitos electricos con pequeñas corrientes que crean funsiones aplicables en diversas actividades o que controlan o manejan despues a grandes formas de energia entre ellas la electrca) .MUY BUENO .

  • melvin.del Rosario

    bueno

  • ibay

    Hola veo gente inteligente pero me pregunto si algien sabe como
    trasformar una fuente de pc atx con el LPG899 en un cargador de
    baterias de 13.8v ami no me fonciona Gracias

  • VkzR

    Está muy bien explicado. Las mejoras se notan enseguida. Pero creo que es muy tecnico y por eso la gente no dice nada. A la mayoria le habra parecido frustante e incluso aburrido. A mi me funciona. Converti una F. alim. mala a algo que me rinde de lujo con una nvidia, una placa de audio Asus de HF, y dos discos duros de 2 tb.

  • Santiago

    Saludos amigos del foro, ?! ! Quiero compartir con ustedes la experiencia que tengo sobre las fuentes conmutadas , ! La vez pasada hice una modificación a una fuente pc atx.. ! Le modifique el transformador de ferrito que tenia por uno más grande y sacandole un voltaje de 50 X 50 voltios simétrica ! Para alimentar un amplificador de potencia que estaba preparando , y la verdad me funcionó de maravillas es muy estable y funciona muy bien .. ! ?? el integrado que usa la fuente es el 494 .! Comenten amigos /a haci para subir fotos..?

    • hashej

      santiago sube foto me gustaría hacer lo mismo para el mismo propósito necesito unos 7 amperio a 45 voltio tengo una fuente vieja de 400 vatios es bien robusta en sus transformadores sera que me los vota por lo menos 200 vatios??

  • Barrios Mx

    Hola Muchachos de NeoTeo, tengo una petición, ¿Podrían resubir las imagenes de este artículo? Saludos desde SLP, MX.