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¿Qué es una fuente de alimentación? ¿Y cómo funciona?

¿Qué es una fuente de alimentación? Sencillamente es la pieza de hardware que se utiliza para convertir la energía suministrada desde la toma de corriente en energía utilizable para las muchas partes dentro de la carcasa del ordenador.

¿Quieres saber más sobre qué es y como funciona una fuente de alimentación? ¡No te pierdas nuestro artículo!

Que es una fuente de alimentación

 

¿Qué es una fuente de alimentación?

Una fuente de alimentación convierte la corriente alterna (AC) en una forma continua de energía que los componentes del ordenador necesitan para funcionar, llamada corriente continua (DC). A diferencia de algunos componentes de Hardware cuyo uso no es obligatorio, como podría ser un disco SSD, la fuente de alimentación es una pieza crucial porque, sin ella, el resto del hardware interno no puede funcionar.

La fuente de alimentación es a menudo abreviada como PSU y también se conoce como fuente de poder. Las placas base, cajas y fuentes de alimentación vienen en diferentes tamaños llamados “factores de forma”. Estos tres elementos deben ser compatibles para que funcionen correctamente juntos.

Una fuente de alimentación en la caja

La fuente de alimentación está montada en la parte trasera de la caja o chasis. Si sigues el cable de alimentación del ordenador, ese que está conectado a la pared, verás que se conecta a la parte posterior de la fuente de alimentación.

La parte trasera es la única parte de la fuente de alimentación que la mayoría de la gente ve. También hay una abertura del ventilador en la parte posterior de la misma que envía el aire a la parte posterior de la carcasa del PC.

El lado de la fuente de alimentación que mira hacia el exterior de la caja tiene un puerto macho de tres puntas en el que se enchufa un cable de alimentación y la otra punta va conectada directamente a la toma de corriente.

También incluye a menudo un interruptor de encendido, y un interruptor de tensión de color rojo en fuentes de muy, muy bajo nivel.

En el interior del PC, desde la fuente se extiende una numerosa cantidad de cables. Los conectores situados en los extremos opuestos de los cables se conectan a varios componentes dentro del ordenador para suministrarles energía.

Algunos conectores están diseñados específicamente para conectarlos a la placa base, mientras que otros tienen conectores que se adaptan a discos duros, unidades ópticas, tarjetas gráficas…

Las fuentes de alimentación están clasificadas por vatios para mostrar cuánta potencia pueden proporcionar al ordenador. Puesto que cada parte de la computadora requiere una cierta cantidad de energía para funcionar correctamente, es importante tener una fuente de alimentación (PSU) que pueda proporcionar la cantidad correcta.

Cómo funciona una fuente de alimentación

Si hay algún componente que sea absolutamente vital para el funcionamiento de un ordenador, es la fuente de alimentación. Sin esta, un ordenador es solo una caja inerte llena de plástico y metal.

Las fuentes de alimentación utilizan la tecnología de conmutación para convertir la entrada de corriente alterna a voltajes de corriente continua más bajos. Los voltajes más usados son:

  • 3,3 voltios
  • 5 voltios
  • 12 voltios

Hoy en día, aproximadamente el 90% o 95% de la carga se sitúa en el raíl de 12V. Por eso, los otros raíles se quedan en una posición cada vez más secundaria.

La potencia de una fuente de alimentación aparece siempre en vatios. Un vatio es el producto de la tensión en voltios y la corriente en amperios o amps.

En la actualidad, un ordenador se enciende con un pequeño botón y se apaga con una opción de menú o con el propio botón. Dichas opciones se integraron a la PSU estándar hace varios años.

De esta manera, el sistema operativo es capaz de enviar una señal a la PSU con el objetivo de indicarle que se apague. El pulsador envía una señal de 5 voltios a la fuente de alimentación para indicarle cuándo encenderse. La fuente de alimentación también tiene un circuito que suministra energía en stand-by, llamado 5VSB (5 volts stand by), incluso cuando está apagado el ordenador, de modo que los dispositivos que permanezcan encendidos en standby puedan funcionar y la fuente se pueda encender.

Antes de 1980 aproximadamente, las fuentes de alimentación tendían a ser pesadas y voluminosas. Utilizaron transformadores grandes y pesados y enormes condensadores para convertir el voltaje de la línea a 120 voltios y 60 hertz en 5 voltios y 12 voltios DC.

Las fuentes de alimentación que se utilizan en la actualidad son mucho más ligeras y pequeñas (Existen formatos ATX, SFX y otras dimensiones). Transforman la corriente de 60 Hz (Hz, o ciclos por segundo) a una frecuencia mucho más alta, lo que se traduce en más ciclos por segundo. Esta conversión permite a un transformador pequeño y ligero en la fuente de alimentación hacer la reducción de voltaje real de 115 voltios (o 230 en Europa y la mayor parte del mundo) a la tensión necesaria para dicho componente en particular.

La corriente alterna de alta frecuencia suministrada por una PSU es además más fácil de filtrar y rectificar en comparación con la tensión de línea original de 60 Hz de CA, lo que reduce las variaciones de tensión y el ruido para los componentes electrónicos sensibles del ordenador.

Una fuente de alimentación conmutada toma solo la energía que necesita de la línea de CA. Los voltajes y corrientes típicos de una fuente de alimentación se indican en la etiqueta.

Estandarización de fuentes de alimentación

Durante años, hubo por lo menos seis estándares de fuentes de alimentación diferentes para PC’s. Hace unas décadas, la industria decidió utilizar fuentes de alimentación basadas en ATX.

ATX es una especificación industrial, o sea, que la PSU tiene las características físicas para adaptarse a una caja ATX estándar y las características eléctricas para trabajar con una placa base ATX.

Los cables de alimentación del PC utilizan conectores normalizados y diseñados de una forma que dificulta la conexión de los conectores incorrectos. Además, los fabricantes de ventiladores a menudo utilizan los mismos conectores que los cables de alimentación para las unidades de disco o para periféricos (Molex), lo que permite a un ventilador obtener fácilmente los 12 voltios que necesita.

Problemas de las PSU

La fuente de alimentación del ordenador es seguramente el componente con más posibilidades de tener fallas, ya que entra en calor y después en frío con cada uso, y recibe la primera corriente alterna de entrada cuando se enciende el PC.

Un ventilador sin funcionar, continuos reinicios aleatorios del PC, crasheos en carga e incluso problemas de rendimiento en juegos pueden ser síntoma de una fuente de alimentación defectuosa, de baja calidad o insuficiente. Debes tener en cuenta que los componentes de la fuente se degradan con los años, y lo que hace 10 años era una fuente de 850W hoy podría serlo de 650W, y su rendimiento también se puede ver afectado y poner en peligro tus componentes.

Una fuente de alta calidad debería durar 10 años sin problemas. De todas formas, te recomendamos que si vas a renovar tu equipo y la fuente tiene cerca de 10 años, la cambies por una de calidad.

Para cualquier problema que sospeches que es culpa de la fuente de alimentación, puedes o bien tramitar garantía, probar con otra unidad… Sin embargo, lo que nunca debes hacer es abrirla para su reparación. Muchos no estarán de acuerdo, pero con la complejidad de sus componentes interiores, la anulación de la garantía que conlleva abrirla y la posibilidad de sufrir descargas eléctricas incluso desconectada deberían tenerse en cuenta.

Es muy difícil que puedas reparar un fallo en una fuente sin tener su esquema eléctrico y/o conocimientos avanzados de electrónica.

Mejoras en la fuente de alimentación

Hoy en día, han aparecido nuevos diseños internos en las fuentes de alimentación, como la regulación de voltajes por VRM (módulos de regulación de voltaje), los cuales son independientes. Son las fuentes DC-DC. Su principal ventaja es que los voltajes no se disparan cuando la carga es desbalanceada, situación que ocurre muy habitualmente en los PC actuales (recuerda la carga de 12V respecto al resto de raíles).

Diseños recientes en servidores web incluyen fuentes de alimentación que ofrecen una fuente de repuesto que puede ser intercambiada mientras la otra fuente de alimentación está en uso.

Algunos ordenadores nuevos, en particular los diseñados para su uso como servidores, proporcionan PSU redundantes, o sea, existen dos o más PSU en el ordenador, una de las cuales proporciona energía y la otra actúa como reserva.

La fuente de reserva toma el control inmediatamente en caso de fallo por la fuente primaria. A continuación, la alimentación primaria se puede cambiar mientras se utiliza la otra fuente de alimentación.

Fuentes de alimentación externas

Pero las fuentes de alimentación ubicadas dentro de un PC no son las únicas que existen. El otro tipo de fuente de alimentación es la externa.

Por ejemplo, algunas consolas de juegos tienen una fuente de alimentación conectada al cable de alimentación que debe estar situado entre la consola y la pared. En otros casos, la fuente de alimentación viene integrada en algunos discos duros externos, que se requieren si el dispositivo no puede extraer suficiente energía del ordenador a través de USB.

Las fuentes de alimentación externas son beneficiosas porque permiten que el dispositivo sea más pequeño y atractivo. Sin embargo, algunos de estos tipos de fuentes de alimentación son bastante grandes y su colocación podría ser problemática.

Picos de corriente

Las fuentes de alimentación son a menudo víctimas de sobretensiones y picos de corriente, ya que es donde el dispositivo recibe energía eléctrica. Por lo tanto, a menudo se recomienda enchufar el dispositivo en un SAI o en un protector contra sobretensiones con magnetotérmico.

Potencia

La potencia nominal de la PSU suele ser la métrica más obvia para elegir una fuente de alimentación. Si eliges una fuente de alimentación con muy poca potencia, tu sistema se apagará cuando consuma más energía de la que puede aportar la PSU. Por el contrario, comprar una tonelada de vatios podría ser un desperdicio de dinero. Entonces, ¿qué es lo más conveniente?

La clave es crear un consumo de energía estimado para tu PC. Cada nuevo componente cambiará la cantidad de vatios que tu sistema necesita para seguir funcionando. En general, estamos avanzando hacia la eficiencia energética y las nuevas CPU y GPU consumen cada vez menos.

Para estimar la demanda de vatios puedes usar la calculadora de Outervision.com, que te permite seleccionar la marca y el modelo de la CPU y la GPU, el almacenamiento y otros componentes. Si estás planeando realizar overclock en tu sistema, también puedes configurar el reloj de la CPU, voltaje, el reloj de la GPU y el de la tarjeta gráfica. De todas formas, suele ser más conveniente recibir un asesoramiento experto que el de una calculadora.

Cuando hayas introducido todos los detalles que desees incluir, la calculadora muestra tres números: potencia de carga, potencia de UPS recomendada y potencia de PSU sugerida.

Para establecer un vataje que puedas encontrar fácilmente, haz un par de cosas. Primero, redondea hacia arriba la potencia a la marca de 50 W más cercana (370 W se redondearía hacia arriba hasta 400 W). Con este método, por lo general puedes encontrar una fuente de alimentación que entregue una amplia potencia, incluso si actualizas a algo más potente en el futuro.

Para algunos sistemas, es posible que no se justifique esa cantidad adicional de 50 W o más. Las CPU bloqueadas (las CPU Intel sin la designación “K” o “X”) son mucho menos propensas a ser usadas en situaciones en las que consumen más potencia de la que requieren sus especificaciones. Además, estas CPU tienden a disminuir su velocidad máxima de reloj cuando se calientan, lo que ayuda a ahorrar energía también.

Cuando se trata de desbloquear las CPUs y el overclocking de la GPU, es mejor tener mucha potencia. Esto puede ser útil cuando se quiere hacer un overclock, o cuando se agregan componentes a un sistema de overclocking. El overclocking a menudo requiere un mejor enfriamiento, y cada ventilador y bomba de agua también consumirá vatios.

También vale la pena notar que tu sistema no siempre estará al máximo de potencia. La mayoría de los PCs solo consumen 100 vatios o menos en reposo, y rara vez más de 150W mientras realizas tareas cotidianas como trabajar en documentos o navegar por la web. Pero tú quieres que la fuente de alimentación maneje los requerimientos de potencia pico, no las cargas típicas.

Eficiencia y Certificación 80 Plus

La electrónica nunca funciona al 100 por ciento de eficiencia en el mundo real. La etiqueta “80 Plus” en una PSU denota que ha sido clasificada para un cierto nivel de eficiencia. Antes de referirnos a la Certificación 80 Plus, hablemos de eficiencia.

Cuando una fuente de alimentación (u otro dispositivo) es 80 por ciento eficiente, el 80 por ciento de la potencia nominal se entrega al sistema y el otro 20 por ciento se pierde en forma de calor. Si una fuente de alimentación está extrayendo 500 W de la pared y es 80 por ciento eficiente al 100 por ciento de carga, solo podrá entregar 400 W a la salida máxima. Tal PSU será clasificada a 400W, ya que es la potencia máxima que será entregada al sistema.

Puesto que la potencia nominal de la PSU tiene en cuenta la eficiencia, no hay muchas matemáticas que hacer. Eso es, a menos que te importen las facturas de electricidad. Si te gusta mantener tu PC encendido todo el tiempo, o si pasas largas horas jugando, una PSU más eficiente puede hacerte ahorrar dinero.

Si la misma fuente de alimentación de 400 W es un 90 por ciento eficiente, extraerá 444 W (en lugar de 500 W) de la pared para entregar los 400 W a tu PC. Esa diferencia equivale a casi la misma energía que una bombilla de 60 W. Y cuanto más se juega a juegos exigentes, más horas de kilovatios comienzan a acumularse.

Es importante tener en cuenta que la eficiencia de la fuente de alimentación no es lineal y cambia dependiendo de la carga. La especificación 80 Plus requiere que una fuente de alimentación sea al menos 80 por ciento eficiente a 115V (en Estados Unidos) en todas las cargas del 20 por ciento o más. Para las conexiones de 230V (UE), una fuente de alimentación PSU debe ser 82 por ciento eficiente al 20 y 100 por ciento de carga, y 85 por ciento eficiente al 50 por ciento de carga.

La calidad de las piezas es otra gran razón para obtener una fuente de alimentación más eficiente. Cuanto más eficiente es una PSU, menos calor genera. Eso tiende a significar que los componentes duran más tiempo, y no necesita usar tanto el ventilador de refrigeración. Aún así, esto no siempre se cumple. Por ejemplo, piensa en una fuente 80 Plus Gold con condensadores de baja calidad y un ventilador poco duradero, con disipadores absurdamente pequeños, y en una 80 Plus Bronze con un ventilador puntero, generosa disipación de calor y condensadores decentes. Sin duda, la Bronze es mejor.

Algunas fuentes de alimentación son lo suficientemente eficientes como para no tener que conectar el ventilador todo el tiempo. Dependiendo de tu caso, una fuente de alimentación menos eficiente tiene el potencial de aumentar la temperatura ambiente en el interior de la caja.

Esto es evidente, pero una fuente de alimentación más eficiente también es más ecológica. Un PC gaming de alta potencia bajo carga es un dispositivo importante, al igual que una lavadora o una nevera. El consumo de menos energía reduce la demanda de carga de toda la red, lo que puede ayudar a mantener los picos fuera de línea, especialmente en tiempos de alta demanda.

Garantías

Al comprar componentes para PC, a menudo encontrarás productos que no parecen ofrecer ninguna diferencia importante en sus hojas de especificaciones respectivas. Cuando esto sucede, puede ser útil ir con una marca que prefieres, o mirar algo mucho menos atractivo que las especificaciones técnicas: la garantía.

A día de hoy, una fuente con 2 años de garantía está atrasada en el mercado y no debería ser considerada. Aunque varían, la mayoría de las PSU vienen con tres o cinco años de garantía. Sin embargo, se ofrecen siete y diez años de garantía con algunos productos. Esto no es un indicador directo de calidad, pero sí una especie de seguro limitado digno de considerar.

Fuentes de alimentación modulares

Después de la potencia y la eficiencia, la modularidad es uno de los puntos de venta más importantes para las fuentes. En muchos casos, una fuente de alimentación PSU modular es ideal. En otros, es lo último que quieres. ¿Pero qué hace que una PSU sea modular?

En pocas palabras, una fuente de alimentación modular permite conectar (o desconectar) los cables según sea necesario. Las fuentes de alimentación tradicionales, por otra parte, tienen los cables permanentemente conectados a la fuente de alimentación.

Las PSU semimodulares logran un equilibrio entre las dos: algunos cables (generalmente la placa base y los cables de la CPU) están permanentemente conectados, mientras que otros cables (PCIe, SATA y Molex) son desmontables.

Las PSU modulares tienen una gran ventaja cuando se trata de la gestión de cables. La gestión de cables puede ser una de las tareas más tediosas y costosas en la construcción de PCs. Una fuente de alimentación modular permite utilizar únicamente los cables necesarios para montar un PC, lo que puede reducir significativamente el desorden de cables en la caja. Esto a veces puede mejorar el flujo de aire además de la estética.

La desventaja de tener cables desmontables es que los propios cables generalmente usan conectores propietarios. Incluso los cables de diferentes líneas de productos del mismo fabricante pueden ser incompatibles. Como tal, siempre es aconsejable guardar los cables en una caja o bolsa para guardarlos de forma segura para su posterior almacenamiento.

Las PSU modulares también ocupan más espacio en la caja que los modelos no modulares. En las torres ATX, esto no suele ser un problema, pero puede causar problemas reales en un sistema mini-ITX. Los conectores en el extremo de los cables añaden aproximadamente 1/2-pulgada a 3/4 de pulgada a la longitud de la PSU. Las PSU no modulares, por otro lado, no tienen conectores en el extremo de la PSU, ya que los cables simplemente salen por la parte trasera de la unidad.

En los casos en que el espacio libre en la parte trasera de la PSU pueda ser muy estrecho, considera usar una fuente de alimentación no modular si la construcción lo permite. Será más difícil guardar los cables sin usar, pero el despeje será menos problemático. Si el espacio no es un problema, por lo general se recomiendan las fuentes modulares o semi-modulares. Limpiará la estructura y te permitirá reemplazar los cables cuando sea necesario.

El tamaño importa

Al igual que todo lo demás que entra en una carcasa de PC, las dimensiones físicas de un PC pueden tener un gran impacto. Mientras que esto se manifiesta generalmente con las PSU de mayor potencia, incluso los modelos de bajo watios pueden ser demasiado grandes en algunas versiones. Puede ser difícil conseguir una fuente PSU EVGA de 1600W para encajar en una torre de media potencia, pero es mucho más difícil conseguir una fuente PSU ATX en una caja mini ITX si las cosas están apretadas.

Aunque hay algunas cajas que soportan el factor de forma SFX más pequeño, muchas cajas mini-ITX todavía están construidas para PSU ATX. Esta es una bendición mixta. No hay una gran variedad de PSU SFX disponibles para el consumidor, por lo que ir con ATX da más opciones. Incluso con esa elección, tienes que elegir las piezas cuidadosamente. Las cajas ITX, por ejemplo, solo son capaces de aceptar fuentes con una determinada configuración y tamaño. En tan poco espacio, tener una fuente de alimentación modular es muy recomendable, pero extremadamente cara en formato especial: SFX.

Conclusión acerca de ¿Qué es una fuente de alimentación?

Es cierto que las PSU no son la parte más sexy de un PC. Una buena PSU no ofrece puntos estéticos para exhibir con tus amigos, como sucede con buena CPU o GPU, pero la PSU adecuada te asegurará de que eres capaz de usar esas partes a su máximo potencial.

¿Comprarías un coche deportivo solo para usar la gasolina más barata que puedas encontrar? Las PSU pueden ser como combustible de alto octanaje para tu equipo de juegos, ayudando a proporcionar potencia limpia y asegurando que todo no se convierta en humo.

Si hay un último consejo, es que no escatimes dinero en tu PSU. Siempre se puede comprar más almacenamiento o RAM, pero una PSU mala puede significar un desastre.

Una fuente de alimentación sólida con suficiente potencia de repuesto dará longevidad al sistema y asegurará actualizaciones sin preocupaciones. Si tienes dudas siempre puedes consultar nuestra guía sobre las mejores fuentes de alimentación del mercado, aquí encontrarás los mejores modelos por rango de precio.

¿Qué te ha parecido nuestro artículo sobre que es una fuente de alimentación? ¿Echas en falta algo?

Miguel Ángel Navas

Amante de la informática, los smartphones y la tecnología en general. Técnico superior en Administración de sistemas informáticos y redes, y un reviewer sin pelos en la lengua. Cualquier duda o cuestión aquí me tenéis.
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