Fuentes conmutadas (SMPS) – fundamentos
Descripción:
Las fuentes conmutadas (SMPS – Switched Mode Power Supplies) son el corazón de la electrónica moderna: permiten convertir energía de manera eficiente en móviles, cargadores, televisores, PCs, placas de desarrollo, robótica y electrónica industrial.
Este curso explica los principios esenciales de funcionamiento de una fuente conmutada, las diferentes topologías (buck, boost, buck-boost), PWM, inductores, diodos rápidos, MOSFETs, controladores y los mecanismos de regulación y protección.
El alumno aprenderá a interpretar diagramas reales, analizar formas de onda y comprender el papel de cada componente, incluso sin ser un experto avanzado en potencia. Es el punto de partida ideal para quienes quieran avanzar hacia electrónica industrial o diseño de hardware profesional.
Plan de estudios
- Introducción a las fuentes conmutadas
– Lineales vs conmutadas: diferencias clave.
– Por qué las SMPS son más eficientes.
– Dónde se usan en la vida real.
– Conceptos fundamentales: energía, inductancia, ciclos de carga/descarga. - Primeros pasos en KiCad
– Señal PWM y ciclo de trabajo.
– Control de la energía entregada.
– Práctica: observar PWM en osciloscopio (virtual o real).
– Efecto del duty cycle en la salida. - Componentes esenciales en una SMPS
– Inductor: almacenamiento de energía, saturación y selección.
– MOSFET: switcheo rápido, pérdidas por conducción y conmutación.
– Diodo rápido / Schottky: velocidad, caída directa y eficiencia.
– Condensadores de entrada/salida: ESR y rizado. - Topologías fundamentales
– Buck (reductor): modo continuo/discontinuo, formas de onda, rizado básico.
– Boost (elevador): almacenamiento previo, limitaciones y riesgos.
– Buck-Boost: ventajas y desventajas. - Diseño de PCB (Placement)
– Comparator + referencia.
– Control por corriente vs control por voltaje.
– Frecuencia de conmutación.
– Protecciones típicas: OCP, OVP, thermal shutdown.
– Ruido y estabilidad básica. - Ejemplos reales
– Análisis de una fuente DC-DC comercial.
– Lectura de datasheets básicos (LM2596, XL4015…).
– Formas de onda típicas.
– Cómo diagnosticar una SMPS que no arranca. - Laboratorio conceptual (seguro para nivel L2)
– Simulación de buck en Falstad o LTspice.
– Observación del rizado.
– Variación de carga y respuesta.
– Mini práctica: “qué pasa si…” - Proyecto final
– Analizar y comprender una pequeña fuente DC-DC real.
– Ejemplo buck: 12 V → 5 V.
– Ejemplo boost: 5 V → 12 V.
– Incluye: medidas (V/I/rizado), identificación de componentes, interpretación de formas de onda (opcional). - Prácticas y autoevaluación
– Problemas guiados.
– Comparación teoría vs simulación.
– Test final de comprensión.
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