¿Qué son las fuentes de energía?
En el ámbito de la electrónica, los dispositivos que proveen energía o fuente de alimentación (PSU) son aquellos capaces de transformar la corriente alterna (CA) en diversas corrientes continuas (DC). Esta transformación es vital para dar vida a una amplia gama de dispositivos electrónicos, tales como: computadoras de escritorio, portátiles, impresoras y muchos más.
¿Por qué son importantes las fuentes de energía?
Existen diferentes tipos de fuentes de energía, divididos generalmente en lineales y conmutadas. Las fuentes lineales, aunque pueden tener diseños complejos según la corriente que suministran, se caracterizan por su simplicidad. Su desventaja radica en una baja eficiencia al regular el voltaje.
Las fuentes conmutadas, en cambio, ofrecen la misma potencia que las lineales pero son más compactas y eficientes. Sin embargo, tienen mayor probabilidad de sufrir daños. En cuanto a su tamaño y funcionamiento, las fuentes lineales suelen ser más pesadas que las conmutadas (pueden llegar a pesar hasta 10 kilos, dependiendo de su uso) y generan más calor y ruido.
Si bien hay cuatro tipos de fuentes de alimentación, las más utilizadas son las lineales y las conmutadas. La industria del hardware prefiere las conmutadas por varias razones: consumen menos energía, son eficientes, tienen mayor rendimiento y son más ligeras. Además, su producción es más económica y, en el caso de las laptops, no necesitan ventilación activa para funcionar.
- Una fuente lineal utiliza un transformador para reducir el voltaje de la corriente alterna (CA) y generar la tensión necesaria. La fuente conmutada, por otro lado, emplea varios componentes que se encienden y apagan rápidamente para aumentar el voltaje. Una vez alcanzado el nivel deseado, este voltaje se reduce para obtener la potencia de salida apropiada.
- En computadoras, las fuentes conmutadas son la norma. Incluyen transformadores para generar diferentes voltajes, diodos, reguladores y capacitores, entre otros componentes.
- Estas fuentes tienen un costo de producción bajo, son más ligeras y compactas que las lineales, y alcanzan eficiencias energéticas cercanas al 90%, ya que minimizan la pérdida de energía en forma de calor.
- El formato ATX (Advanced Technology eXtended) se convirtió en el estándar para las fuentes de PC a partir de 1995, impulsado por Intel. Este nuevo formato reemplazó al anterior AT y solucionó varios problemas, como simplificar el encendido y apagado del equipo.
- Aunque siempre mantienen un voltaje mínimo activo, las fuentes ATX requieren cambios en otros componentes como placas madre, gabinetes e incluso periféricos (teclado, mouse), que adoptaron conectores universales como USB (Universal Serial Bus).
- El funcionamiento de los componentes electrónicos genera calor, por lo que las fuentes ATX también incorporan un cooler para una rápida disipación del aire caliente. Además, incluyen un selector de voltaje para adaptarse a diferentes países según sus estándares eléctricos.
- Otra innovación importante radica en la ficha principal que conecta con la placa base (motherboard). En el formato ATX, esta conexión ya no depende de dos conectores específicos como P8 y P9 de las fuentes AT. En su lugar, se utiliza un molex integral con 20/24 (20+4) contactos que controla las funciones energéticas necesarias para el equipo. Con el tiempo, se añadieron molex adicionales para alimentar placas de video o CPUs con mayor consumo.
- Las fuentes ATX presentan diversas formas y tamaños para adaptarse a diferentes tipos de equipos de escritorio. Cada tamaño cuenta con un nombre específico y se estandarizó para garantizar la compatibilidad entre los componentes del gabinete.
- eATX: 30.5 cm. x 33 cm. (existen de menor altura)
- SATX: 30.5 cm x 24.4 cm.
- mATX; ATX-28: 28.4 cm. x 20.8 cm.
- Micro ATX-24 (uATX): 24.4 cm. x 24.4 cm.
- Mini ITX (mITX): 22.9 cm. x 19.1 cm.
- Las fuentes ATX proporcionan energía a todos los componentes del equipo. Reciben corriente alterna (CA) de la pared, con una tensión de 110 V o 220 V según el país, y la convierten en corriente continua con diferentes voltajes para alimentar cada elemento.
Este estándar de voltajes se identifica mediante cables de colores específicos y fichas llamadas molex que se conectan a cada componente, siguiendo el siguiente esquema:
| Cable de color ROJO | Proporciona 5 V + |
| Cable de color AMARILLO | Proporciona 12 V + |
| Cable de color NARANJA | Proporciona 3,3 V + |
| Cable de color NEGRO | Es el neutro (-) |
Esquema del Molex
El molex principal que conecta la fuente de alimentación a la placa madre tiene 20 o 24 pines de varios colores. Los principales proporcionan energía a los servicios básicos de la computadora. Este esquema muestra todos los conectores y sus funciones, incluyendo algunos que controlan el encendido y apagado, y otros destinados a servicios específicos.
Cada servicio de una computadora requiere un voltaje específico, y algunos necesitan varios para funcionar correctamente.
La fuente de alimentación puede generar hasta 12 V, principalmente utilizado por componentes con partes mecánicas. Otros servicios operan con voltajes más bajos, entre 1 V y 5 V. El motherboard distribuye estos voltajes a los distintos servicios según las necesidades de cada uno.
Es crucial elegir una fuente de alimentación de alta calidad que cumpla con las certificaciones necesarias para garantizar un funcionamiento óptimo y evitar fallas. La fiabilidad de toda la computadora depende en gran medida del desempeño de la fuente de alimentación desde el inicio.
Las fuentes genéricas tienen los cables anclados al chasis. Los colores de los cables son universales y se utilizan para identificar los diferentes voltajes. El conector principal que conecta la fuente a la placa madre puede tener entre 20 y 24 pines, incluyendo funciones como el encendido, el apagado y el reinicio. La posición de conexión es única, evitando errores como en las fuentes AT antiguas.
Certificaciones y normas electrónicas de las fuentes ATX
Existen diferentes calidades de fuentes de alimentación diseñadas para satisfacer las necesidades específicas de los usuarios.
Una fuente para un equipo de escritorio doméstico no es la misma que una para un PC gamer. Las fuentes gamer suelen tener componentes de mayor calidad, aunque adaptados a su propósito específico. Aunque todas las fuentes operan con el mismo voltaje, sus potencias y consumos varían. Para comprender este aspecto, se deben considerar factores como el amperaje y el consumo total.
| Voltaje | El voltaje es la magnitud que define la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. Las fuentes ATX transforman la tensión de 110/220 V a un máximo de 12 V para uso en computadoras de escritorio. En las fuentes de portátiles, el voltaje puede llegar a los 24 V. |
| Amperaje | El amperaje es la medida de la intensidad de las corrientes eléctricas. Un amperaje mayor significa que los impulsos eléctricos se moverán a través del conductor con mayor rapidez. |
| Consumo | La potencia eléctrica, medida en vatios (W), indica la cantidad de energía consumida por los componentes electrónicos. |
Una fuente de alimentación ATX de alta calidad debe equilibrar su consumo con su amperaje. Esta es una diferencia clave entre fuentes genéricas y certificadas.
Para ejemplificar, una PC gamer de alto rendimiento necesita una fuente que proporcione un gran caudal de energía (amperaje) y soporte el consumo energético generado por sus componentes (vatios). Por otro lado, una computadora básica con una tarjeta gráfica integrada no requiere tanta potencia, por lo que una fuente estándar puede ser suficiente. Las PCs gamer suelen tener componentes adicionales como refrigeradores, unidades de almacenamiento y placas madre de gran tamaño que requieren más energía.
Para calcular el consumo máximo soportado por la fuente, se utiliza la siguiente ecuación:
VOLTAJE * AMPERIOS = WATTS (Vatios).
Lee la etiqueta en la carcasa de la fuente y multiplica cada voltaje por su respectivo amperaje. Luego suma todos los resultados para obtener el consumo total que la fuente puede soportar.
Si analizás la etiqueta de la fuente y hacés el cálculo matemático, obtendrás los siguientes resultados considerando los voltajes más importantes:
+12 V x 41 = 492 W
+5 V x 20 A = 100 W
+3.3 V x 20 A = 66 W
-12 V x 0,5 A = 6 W
+5 VSB x 2,5 A = 12.5 W
Con estos datos, podés comparar el consumo de tu PC (considerando los voltajes y amperaje de sus componentes) para determinar si la fuente es adecuada. Una PC básica podría requerir menos de 350W, mientras que una con tarjeta gráfica potente necesitaría más de 600W.
Las fuentes de alimentación se clasifican en tres categorías: genéricas, intermedias y certificadas.
- Las fuentes genéricas son básicas, con amperaje limitado y consumo en vatios a menudo inexacto. Las marcas suelen ser poco conocidas y sus productos desaparecen rápidamente del mercado. Generalmente no vienen con caja ni manuales, solo una etiqueta con algunos detalles. Su certificación cumple con normas eléctricas locales pero es elemental. Suelen tener poca o ninguna garantía de postventa y son inadecuadas para equipos de alto consumo.
- Las fuentes intermedias provienen de marcas específicas, ofrecen mayor amperaje y su consumo se aproxima a la realidad. Tienen garantías de postventa que pueden extenderse por algunos meses y certificaciones de calidad internacional. Suelen contar con un sistema de ventilación más eficiente que las fuentes genéricas, y la calidad de sus componentes las hace más eficientes.
- Las fuentes ATX certificadas son superiores a las anteriores. Son respaldadas por marcas reconocidas en el sector informático, muchas dedicadas exclusivamente a su producción. Reciben certificaciones internacionales rigurosas con pruebas exhaustivas. Cumplen normas eléctricas elevadas y utilizan componentes de alta calidad. Ofrecen garantías de postventa robustas y sus datos de consumo, tolerancia y potencia son precisos. Son las recomendadas
para equipos gamer.
Certificaciones
Las fuentes ATX certificadas cuentan con la certificación 80 Plus, que indica su nivel de eficiencia. Esta certificación significa que estas fuentes son entre un 80% y un 90% más eficientes que las comunes.
La eficiencia se mide cuando la carga es del 20%, 50% y 100% de su capacidad nominal, con una pérdida de energía en calor menor al 20%. Esto resulta en menor consumo energético y mayor versatilidad en el uso. Las fuentes 80 Plus poseen diferentes clasificaciones según su nivel de eficiencia, como se ilustra en el siguiente cuadro:
La certificación 80 Plus Titanium es la más alta disponible actualmente, representando lo mejor que la industria ofrece en fuentes de energía. Sus componentes son de excepcional calidad y garantizan gran durabilidad. Son totalmente modulares, con ventiladores de aproximadamente 135 mm, potencias que pueden superar los 1000 W y cuentan con todas las normas de protección. La mayoría de los fabricantes ofrecen garantías de hasta 10 años o equivalentes a 100,000 horas de uso.
Precios
La variación en el precio de las fuentes se debe a la calidad y certificación. Es fundamental elegir una fuente completamente compatible con el tipo de PC que vas a construir, y no es recomendable ahorrar dinero en este aspecto.
Fuentes semimodulares y completamente modulares.
Existen fuentes certificadas semimodulares y completamente modulares, diferenciándose en cómo se conectan los servicios. Las semimodulares tienen cables fijos al cuerpo; el principal alimenta la placa madre y los extras se utilizan para procesadores de gama alta. Los demás servicios se conectan según sea necesario, reduciendo el consumo.
Las fuentes modulares se conectan completamente a demanda, según los servicios que tengas. Sus cables y conectores están separados del cuerpo principal, lo que las hace más eficientes en el consumo. Por otro lado, las fuentes más económicas o genéricas no poseen esta característica, ya que el consumo se distribuye entre todos los cables y conectores, siendo menos eficientes.
¿Cuál debería comprar?
Elegir una fuente de poder actual implica tener conocimientos sobre los distintos componentes de una computadora. Si bien muchos gabinetes incluyen una fuente genérica en su packaging (útil para ciertos propósitos), lo cierto es que si vas a armar una máquina potente para jugar, es necesario averiguar los consumos de todos los elementos que la integrarán.
Los fabricantes de hardware ofrecen las características energéticas de sus productos en sus datasheets, publicadas en sus sitios web junto a recomendaciones para su uso.
¿Es necesario ahorra espacio?
Para ahorrar espacio en una máquina de oficina u hogareña dedicada al estudio o al home-office, lo ideal es optar por un gabinete y una fuente de estilo ITX.
Estas fuentes son más pequeñas que las convencionales ATX y se utilizan en gabinetes baby o slim para optimizar el espacio. Son algo más costosas y pueden ser más difíciles de conseguir en el mercado. Operan a la misma tensión que todas, pero su amperaje puede ser más bajo y su potencia de salida ronda los 400 a 550 W. Se refrigeran por aire, aunque el cooler puede tener entre 4 y 6 pulgadas.
Fuentes ATX económicas que sirva solo para trabajar
Las clásicas fuentes ATX económicas son ideales para equipos hogareños con un consumo moderado y servicios estándar. Podemos imaginar una máquina con un motherboard, chipset y CPU adecuados para estudiar o trabajar, una o dos unidades de almacenamiento (tanto SSD como mecánicos) y periféricos de entrada y salida.
Las fuentes genéricas vienen con un cooler de 8 pulgadas, pero algunas de mejor calidad suelen incluir uno de 12 pulgadas en la parte inferior de la carcasa (para disipar el calor de manera más eficiente). Al elegir este tipo de fuente ATX, es importante prestar atención a los sellos que la homologan, deben tener distinción de uso y aprobación de las normas internacionales más importantes, además de un sello del país para indicar su compatibilidad con la tensión ofrecida. En cuanto a la potencia de salida, debe rondar entre 450 W y 600 W, aunque las más estandarizadas en el mercado actual son de 550 W.
Una fuente para el trabajo pesado
Las computadoras multimedia o con un estándar de consumo más alto necesitan fuentes de potencia acorde. Lo ideal es contar con una cuya mínima sea de 600 W, aunque se aconseja optar por 650 W a 700 W según los requisitos del hardware.
Por ejemplo, podés elegir fuentes 80 Plus en su versión estándar o bronce, pero hay algunas que no son de esta norma y funcionan perfectamente. Estas fuentes poseen un cooler entre 8 y 12 pulgadas y, además, protectores de sobretensión que ayudan en su trabajo.
Una fuente para PC GAMER o uso EXTREMO
Para computadoras gamer o de alto rendimiento, se recomienda una fuente certificada 80 Plus con al menos 600 W reales. Para overclocking o sistemas con dos tarjetas gráficas y CPU potente, se necesita una fuente de 800 W en adelante con certificación plata o dorada.
Esta fuente debe ser semimodular o modular, con ventilación de al menos 12 cm. Es importante que tenga los conectores adecuados para las tarjetas gráficas actuales. Las fuentes gaming de calidad tienen un factor de corrección de potencia (PFC) elevado para mayor eficiencia.
Conclusiones
Seleccionar la fuente de alimentación adecuada es fundamental para el buen funcionamiento y durabilidad de tu equipo. No te conformes con lo mínimo, elegí una marca confiable con suficiente potencia y eficiencia para tus necesidades.
Considera tu uso habitual de la PC y asegúrate de que la fuente de alimentación pueda soportar las exigencias de tus componentes.
FIN DEL INFORME
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