Fuente de alimentación capacitiva

Una fuente de alimentación capacitiva o reductor de tensión capacitivo es un tipo de fuente de alimentación que utiliza la reactancia capacitiva de un condensador para reducir una tensión de red alterna (CA) elevada a una tensión continua (CC) inferior.

Es un método relativamente económico comparado con las soluciones típicas que utilizan un transformador ; sin embargo, se requiere un condensador de tensión de red relativamente grande y su capacitancia debe aumentar con la corriente de salida , lo que resulta en un condensador más caro y voluminoso. ^{[ 1 ] [ 2 ]} La principal desventaja de este tipo de fuente de alimentación es la falta de aislamiento galvánico entre la entrada y la salida, lo que significa que el lado de salida es un riesgo potencial de descarga eléctrica. Por razones de seguridad, este tipo de fuente de alimentación y cada circuito conectado a ella deben estar doblemente aislados en todos los puntos donde una persona podría entrar en contacto eléctrico con ella. ^{[ 3 ]} Además, la falla de un solo componente puede resultar en voltajes inaceptablemente altos en la salida. Por ejemplo, si el diodo Zener en el circuito mostrado falla en circuito abierto , se producirá un aumento gradual del voltaje en la salida, que eventualmente alcanzará el voltaje de entrada (CA). ^{[ 4 ]}

Las fuentes de alimentación capacitivas suelen tener un factor de potencia bajo .

Por la ecuación de estado para la capacitancia , donde${\displaystyle I_{c}=C{\frac {\mathrm {d} V}{\mathrm {d} t}}}$, la corriente está limitada a: 1 amperio, por faradio, por voltio-rms, por radián (de fase). O${\displaystyle 2\pi }$amperios, por faradio, por voltio-rms, por hercio.

Una fuente de alimentación capacitiva suele tener un rectificador y un filtro para generar una corriente continua a partir de la tensión alterna reducida.

Dicha fuente de alimentación consta de un condensador C1 , cuya reactancia limita la corriente que fluye a través del puente rectificador D1 . Una resistencia R1 , conectada en serie con él, protege contra picos de tensión durante las operaciones de conmutación. Un condensador electrolítico C2 se utiliza para suavizar la tensión continua y la corriente máxima (en el rango de amperios) durante las operaciones de conmutación. Arriba a la derecha se puede observar un regulador de tensión , formado por la resistencia limitadora de corriente R3 y el regulador de derivación Zener IC1 . Si la estabilidad de la tensión no es demasiado importante, se puede utilizar un diodo Zener como regulador; este dispositivo de dos terminales eliminaría R4 y R5, que se utilizan como divisor de tensión resistivo en el esquema anterior.

Al cambiar el valor del ejemplo en el diagrama por un condensador con un valor de 330 nF, se puede proporcionar  una corriente de aproximadamente 20 mA, ya que la reactancia del condensador de 330 nF a 50 Hz se calcula como   ${\textstyle X_{C}={\frac {1}{2\pi \;50\,\mathrm {Hz} \;330\cdot 10^{-9}\,\mathrm {F} }}\aprox 9.646\,\mathrm {k\Omega } }$y aplicando la ley de Ohm , que limita la corriente a${\textstyle I\approx {\frac {230\,\mathrm {V} }{9.646\,\mathrm {k\Omega } }}\approx 24\cdot 10^{-3}\,\mathrm {A} }$De esta forma, se pueden alimentar hasta 48 LED blancos en serie (por ejemplo, 3,1  V/20  mA/20000  mcd).

Analizando el circuito de la lámpara que se muestra en la imagen (a la derecha), a 50  Hz, el  condensador de 1,2 μF tiene una reactancia de 2,653  kΩ . Según la ley de Ohm, la corriente está limitada a 240 V/2653 Ω ≈ 90 mA , suponiendo que el voltaje y la frecuencia permanecen constantes. Los LED están conectados en paralelo con el condensador de filtro electrolítico de 10 μF . Hay cuatro ramas en paralelo, cada una con 12 LED en serie; estas ramas consumen aproximadamente 20 mA cada una, o 4 x 20 = 80 mA en total. Los diodos limitan el voltaje a aproximadamente 40 V por rama. Dado que normalmente el circuito está conectado directamente a la red eléctrica sin aislamiento galvánico, se necesita un interruptor de corriente residual en cualquier tipo de circuito de protección utilizado para este tipo de luz LED .        

• Gotero resistivo
• Regulador lineal
• UL (organización de seguridad)

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• Diseño de fuentes de alimentación sin transformador - Circuitos de diseño
• Condensadores metalizados MKP - WIMA