Qué es una fuente de alimentación de PC y cómo funciona

Frente a la pregunta de qué es una fuente de alimentación seguro que la enorme mayoría de vosotros diréis que es ese componente que al que se conecta la corriente y que se encarga de suministrarle energía a todo lo demás, y efectivamente estáis en lo cierto aunque a un nivel un poco básico. Por este motivo, vamos a entrar en detalle para contaros en profundidad ya no solo lo que es, sino cómo funciona este vital componente.

Qué es una fuente de alimentación

Como ya hemos mencionado, la fuente es la que se encarga de suministrarle la energía al resto de componentes del PC. Pero, antes de nada, debéis entender que existe una vital diferencia en cuanto al suministro eléctrico y que no podría llevarse a cabo si la fuente no hace su trabajo, y es que la energía que nos llega de la toma eléctrica del enchufe es corriente alterna y, sin embargo, las piezas del PC funcionan con corriente continua. Por lo tanto, uno de los sub componentes que integran la fuente de alimentación es el conversor AC / DC (sí, como el grupo de heavy metal), que literalmente convierte la corriente alterna en continua para que el PC pueda utilizarla.

Pero la cosa no queda ahí; además de convertir la corriente alterna en continua, la fuente necesita poder suministrarle a los componentes del PC el voltaje que necesitan de manera exacta, y como muchos de vosotros sabréis son principalmente tres los valores que hacen falta: +12V, +5V y +3,3V. Por lo tanto, internamente las fuentes de alimentación también tienen conversores de voltaje para poder darle a cada componente justamente la tensión que le hace falta, ni más ni menos.

Además de esto, todas las fuentes de alimentación cuentan con filtros (esto son los condensadores Y y X que podemos encontrar tanto en la toma de entrada como en diferentes componentes) que se encargan de asegurar que la corriente se suministra sin ruido eléctrico, lo que solemos llamar «corriente limpia». De la calidad de estos filtros depende la fluctuación de la corriente que se suministra, y tienen una gran parte de responsabilidad en cuanto a la eficiencia y los sistemas de protección.

Características básicas de la fuente de alimentación

Una fuente de alimentación tiene una serie de características bastante interesantes que tanto en PC como en servidor se cumplen, aunque con ligeras diferencias que son más bien promovidas por el factor de forma que por la funcionalidad en sí misma, pero sobre todo por la cantidad de amperios y voltios que se designan para unos componentes y otros.

La primera característica que va a tener una fuente de alimentación es que tendrá unas dimensiones para su anclaje estándar y según el tipo de formato que tenga, algo que veremos más adelante en su correspondiente apartado. Esto es importante porque va dirigido a un tipo u otro de PC.

En segundo lugar, toda fuente de alimentación debe ser refrigerada y por ello integra una carcasa que estará ventilada con un ventilador o con un enmallado simplemente en las versiones Fanless y que siempre estará en las caras de mayor tamaño, donde la parte que se ve desde fuera del chasis será la encargada de mejorar la transmisión de calor o de expulsar el mismo.

Por último, toda fuente de alimentación tiene una serie de cables para así ser enchufados al PC o servidor. Estos pueden ser fijos (soldados directamente al PCB principal) o modulares, donde estos últimos se quitan y ponen mediante un sistema de anclaje específico para cada fabricante y por lo tanto, los cables de unos no son normalmente compatibles con los de otros.

El número de estos varía por cada modelo y especificación, así como por tipo de fuente, es decir, una ATX de 1200 vatios va a tener muchos más anclajes y opciones de cables que una SFX por motivos obvios de tamaño y factor de forma, así como por pura potencia.

Las líneas de 12V

Para definir qué son estas líneas de voltaje en las fuentes de alimentación, la mejor manera de hacerlo es con un símil: imagina que, simplemente la fuente de alimentación es un conversor que primero transforma la corriente alterna que le llega del enchufe a corriente continua, ya que es la que necesita el PC para funcionar, y luego transforma el voltaje que le llega de la toma eléctrica a los voltajes que necesita el PC para funcionar: 12V, 5V y 3,3V. Antaño también eran necesarios voltajes negativos de -5V y -12V, pero en las fuentes de alimentación modernas ya han desaparecido porque hace tiempo que dejaron de ser necesarios.

Mientras que la estructura interna de un procesador se iba haciendo cada vez más pequeña y al mismo tiempo las velocidades de funcionamiento iban aumentando, el voltaje del núcleos se redujo y terminó por hacerse variable. Por otro lado, las placas base o tarjetas gráficas empleaban sus propios reguladores de voltaje integrados que extraían solo la energía que necesitaban de las líneas de 12V de la fuente de alimentación.

Esto significa que, con el paso de los años, las líneas o carriles de 12V se convirtieron en las líneas de suministro de energía más importantes para todos los voltajes que utiliza un PC y, de hecho, incluso las fuentes de alimentación que portan tecnología CC/CC crean sus propios 5V y 3,3V internamente a partir de la línea de 12V, motivo por el que estos carriles se suelen denominar como «menores» y los de 12V, «mayores».

Multirail vs monorail

En el ámbito de las líneas de 12V en las fuentes de alimentación podemos encontrar modelos que tienen un único carril capaz de proporcionar un enorme amperaje, o modelos con varios carriles que entregan menor amperaje. Las fuentes multi carril presentan una OCP (Over Current Protection, o protección contra sobre corriente) en exclusiva para cada uno de ellos, que sirve para regular la corriente máxima en cada carril; esta es una función muy útil ya que además de tener una mayor protección contra cortocircuitos y sobrecargas en los dispositivos conectados, permite una regulación más fina sobre el voltaje.

Por el contrario, las fuentes que tienen un diseño con una sola línea de 12V no tienen protección OCP por carril sino solo la genérica de la fuente en general, por lo que se incrementa el riesgo de que los cables y los componentes tengan problemas; a cambio, ofrece toda su potencia y una carga de trabajo más uniforme en todo el carril, lo que es especialmente importante para utilizar con tarjetas gráficas con una gran demanda energética o si se le hace overclock al procesador, por ejemplo.

Por lo tanto, tener una sola línea o varias de 12V tiene sus ventajas y sus inconvenientes; siempre escucharás que para sistemas de alto rendimiento es mejor fuentes con un solo y potente carril de 12V y realmente es así, pero si tu PC no consume tanto o si tu fuente está sobredimensionada, entonces te conviene utilizar una fuente con varios raíles para una mayor seguridad.

Half bridge vs full bridge

Cuando estudias la topología de una fuente de alimentación vas a encontrarte diversas abreviaturas que definen la manera en la que funciona y se gestiona la energía dentro de la fuente antes de entregarla a los componentes del PC. Comencemos viendo las definiciones de «Half-bridge» y «Full Bridge» tomando este esquema como ejemplo.

Full Bridge significa que se utilizan cuatro MOSFETs en la etapa de transformación de voltaje, a diferencia de Half Bridge que utiliza tan solo dos. Por su parte, MOSFET es la abreviatura de «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor», y su tarea principal es la de generar un voltaje alterno de alta frecuencia. El número máximo de MOSFETs que podemos encontrar en una fuente de alimentación es precisamente cuatro, y como supondréis una fuente Full Bridge tiene mejor eficiencia que una Half Bridge.

Por otro lado, encontraremos también las abreviaturas AC/DC (sí, igual que el grupo de Rock) y DC/DC. Estos hacen referencia a los transformadores, ya que en inglés AC es la corriente alterna y DC es la corriente continua; por lo tanto, un transformador AC/DC es el que se encarga de transformar la corriente alterna que llega del enchufe de la pared a la corriente continua que utilizan los componentes del PC, mientras que un transformador DC/DC transforma corriente continua también en corriente continua pero de diferentes voltajes, ya que lo normal es que el AC/DC transforme la corriente a 12V y luego el DC/DC saca de este los raíles de 12, 5 y 3,3 voltios.

En electrónica la letra L representa una bobina, mientras que la letra C representa un condensador. Por lo tanto, otra de las abreviaturas que solemos ver en una fuente de alimentación es LLC y significa literalmente dos bobinas y un condensador. La función de este circuito es la de armonizar la corriente alterna transformando patrones cuadrados (habituales en los circuitos con condensadores) en ondas senoidales, incrementando notablemente la eficiencia.

Por otro lado, podemos encontrarnos con la abreviatura «SR» que significa Synchronous Rectifier o rectificador síncrono. Normalmente, los circuitos de un rectificador tienen el problema de que su arquitectura, basada en diodos, sufre una alta pérdida de energía. Con un rectificador síncrono y el uso de varios MOSFETs controlados por un IC se puede evitar dicha pérdida, lo que implica que las fuentes con SR tienen una mejor eficiencia que las que no.

Por su parte, la abreviatura IC de controlador IC significa precisamente circuito integrado. Los circuitos que funcionan como un controlador o regulador de carga pueden constar de varios componentes eléctricos, o pueden estar encapsulados en un solo chip que es lo más habitual. Este circuito integrado se llama generalmente controlador IC o controlador de carga.

Estándar ATX 3.0 y conector 12VHPWR

Primeramente, debemos saber que el estándar ATX 3.0 hace referencia a un desarrollado por parte de Intel para las fuentes de alimentación. Dicho estándar, entre otras muchas cosas, establece que el consumo máximo de una tarjeta gráfica en 600 vatios. El origen de este estándar es reducir la cantidad de conectores necesarios, sobre todo, en las gráficas de gama alta. Debes saber que muchas tarjetas gráficas de más alta gama ya requerían tres conectores PCI de 8 pines para funcionar y era un problema.

La segunda parte o elemento para el estándar ATX 3.0 es el conector 12VHPWR. Dicho conector se caracteriza por tener 12 pines, de los cuales dos son de control para regular la corriente que llega a la tarjeta gráfica. Actualmente solo NVIDIA utiliza este tipo de conector en las tarjetas gráficas de más alta gama.

¿Qué pinta PCIe 5.0 en todo esto? Pues bien, el consorcio PCI-SIG (quien regula el estándar PCIe) obliga a adoptar el conector 12VHPWR para cualquier tarjeta gráfica que se base en este estándar. Esto hace que en el futuro AMD terminará adoptando este conector en sus tarjetas gráficas si las quiere pasar a PCIe 5.0.

Problemas del conector 12VHPWR

Este conector que venia a solucionar el problema del exceso de cableado, ha terminado generando otros problemas más graves. Algo que no se sabía es que este conector requería de una instalación muy concreta o podía generar daños. Incluso, se ha tenido que realizar una revisión del conector por parte de los fabricantes, ya que no terminaba de encajar correctamente.

Debido a la deficiencia de la conexión, no son pocos los conectores que se han malogrado y que han estropeado las tarjetas gráficas. Algo que ha generado muchas reclamaciones por parte de los afectados y burlas de la comunidad.

Tal es el problema que los fabricantes se han visto obligados a lanzar recomendaciones de conexión. Resumidamente son estos:

• Debemos verificar que el conector esta insertado al 100%, que no quede ningún espacio entre el conector de alimentación y el de la tarjeta gráfica
• Una vez conectado, NO volver a doblarlo. En caso de hacerlo, debemos verificar de nuevo que el conector esta totalmente insertado
• Se recomienda dejar como mínimo 3.5 centímetros antes de doblar el cable para evitar problemas

¿Cómo funciona una fuente de alimentación?

Como ya hemos mencionado la primera función de la fuente de alimentación es convertir la corriente de alterna a continua, y eso se hace con el conversor AC/DC. Antiguamente, este mismo conversor tenía tres salidas (para los voltajes de 12, 5 y 3,3 voltios) pero eso era bastante ineficiente y generaba además mucho calor, así que las fuentes modernas convierten todo el voltaje que les entra a +12VDC, y luego mediante tres conversores DC/DC independientes generan los voltajes de +12, +5 y +3,3V. Esto se hace así porque los voltajes que menos se usan (5 y 3,3) no se convierten si no se utilizan, ahorrando mucha energía y calor.

Una vez que tenemos el voltaje que necesitamos, éste se filtra utilizando inductores y condensadores, y aquí entran en juego dos parámetros más: la regulación del voltaje para asegurar que la tensión es estable y el ruido eléctrico, pues a mayor ruido más se desgastan los componentes por culpa del calor. Vamos a explicar esto.

Las fuentes de alimentación de PC utilizan una tecnología de conmutación para convertir la corriente alterna en continua; mientras que el rectificador está encendido o apagado se generan pulsos de corriente continua a un ritmo establecido por la entrada de corriente alterna (que, en el caso de España, son 50 Hz, pero en México por ejemplo son 60 Hz). Estos pulsos generan ruido.

La corriente de cada voltaje atraviesa un inductor (llamados chokes) que estabilizan y suavizan la frecuencia de onda de estos pulsos, reduciendo el ruido. Después va a los condensadores (los famosos condensadores japoneses entran en juego aquí), que almacenan la carga eléctrica y la vuelven a soltar sin el ruido del que hemos hablado. La forma de hacerlo así es porque si el voltaje que entra en el condensador eleva o baja la frecuencia de conmutación, la carga del condensador baja o sube pero de una manera mucho más lenta que la frecuencia de conmutación, mientras que la salida del condensador es siempre fija, sin variaciones, o como hemos dicho antes, «limpio».

Obviamente es casi imposible conseguir una gráfica perfectamente lisa en cuanto al voltaje de salida, ya que aunque hayamos eliminado casi todo el ruido se crean ondas (Ripple), pequeños picos y valles en el voltaje de salida. Aquí es donde los condensadores de gran tamaño y dispuestos en serie entran en juego otra vez, dado que cuanto más lento sea el cambio entre el voltaje más alto y el más bajo, más estable será el voltaje de salida.

Alguno de vosotros se preguntará que por qué no se meten entonces muchos más condensadores, y la respuesta es porque se reduciría la eficiencia. Ningún componente electrónico tiene una eficiencia del 100% y siempre una pequeña parte de la energía se transforma en calor. En el caso de los condensadores casi todo el calor que generan es precisamente por el ruido eléctrico que eliminan, pero aun así este es el motivo por el que normalmente veremos que las fuentes tienen dos de estos famosos condensadores de gran tamaño y no más. Hay que buscar un equilibrio.

Pongamos un ejemplo: en la siguiente imagen podéis ver el Ripple de una fuente que no tiene un buen filtrado, o dicho de otra manera, sus condensadores no son de buena calidad.

Ahora, en esta otra imagen podéis ver la salida de +12V de una fuente de alimentación de una gran calidad. Tras todos estos filtrados, todavía queda bastante trabajo por hacer antes de que la energía salga hacia el resto de componentes del PC. Como mencionamos antes, el regulador de voltaje tiene una responsabilidad muy importante ya que es el que se encarga de determinar lo bien o mal que responde la fuente ante cambios bruscos de carga (o consumo), como por ejemplo cuando iniciamos un benchmark.

Aquí es donde entra en juego la famosa ley de Ohm, que define que cuanto más aumenta la intensidad de corriente (Amperios) más aumenta la resistencia, y a más resistencia más sube el voltaje (la resistencia es el único valor que permanece inmutable ya que depende de los componentes físicos). Una fuente de buena calidad debe ser capaz de compensar todo esto, generalmente mediante una monitorización interna realizada por el «supervisor IC», capaz de decirle al controlador PWM de la fuente que es necesario que el rectificador conmute a una frecuencia diferente para ajustar el voltaje de salida.

A este respecto, las fuentes de alimentación digitales son muchísimo más efectivas que las normales ya que la monitorización se realiza de manera digital, haciendo que la compensación se ejecute de manera mucho más rápida. Cuanto más lenta sea esta conmutación los componentes sufren más desgaste a causa del calor, lo cual también reduce la eficiencia.

Además de todo lo que os hemos explicado hasta ahora, debemos tener en cuenta que en realidad el PC no solo funciona con tres valores de voltaje (12, 5 y 3,3V), sino que por ejemplo la memoria RAM DDR4 utiliza entre 1.2 y 1.35V para funcionar. El regulador de voltaje es también quien se encarga de esto, suministrando el voltaje que necesita cada componente; por ejemplo, en el caso de la RAM el voltaje se lo suministra desde el raíl de +3,3V, ya que es el más próximo.

Protecciones

Por la fuente de alimentación pasa toda la electricidad que luego se le suministra al resto de componentes del PC, y por este motivo es muy importante que incorpore circuitos de protección para salvaguardar la integridad de todo nuestro hardware en el caso de que el suministro eléctrico se interrumpa, que venga con ruido o que haya algún tipo de problema.

Por este motivo, en la fuente de alimentación también es muy habitual que veamos todo un elenco de abreviaturas para definir las protecciones que incorpora, así que vamos a resumirlas todas una a una para que sepas para qué sirven y qué significa cada una de ellas.

OCP (Over Current Protection)

OCP son las siglas en inglés de Over Current Protection o protección contra sobre corriente. Esta función utiliza uno o más circuitos para evitar que una fuente de alimentación suministre más corriente (en Amperios) de la que pueden manejar sus circuitos y cables. OCP es por lo tanto importante, ya que una corriente demasiado elevada puede llegar a derretir los cables y freír los componentes electrónicos, así como dañar todo tipo de circuitos por los que pase la electricidad.

Este componente de protección contra subidas de intensidad de corriente se suele colocar directamente en los carriles de alimentación de la fuente; dependiendo del diseño interno, puede colocarse justo después del conversor AC/DC o en los conversores DC/DC de 12V, 5V y 3,3V (esto es lo ideal), aunque a veces, dependiendo de cómo sea la conversión de voltajes en la fuente, puede haber solo un OCP en el DC/DC de 12V y ya está, siempre y cuando luego los voltajes de 5V y 3,3V se saquen del de 12V (no es lo ideal pero suele funcionar muy bien).Al comprar una fuente de alimentación debes asegurarte siempre de que OCP está entre la lista de funciones de protección, ya que normalmente los componentes eléctricos son capaces de manejar márgenes de voltaje bastante amplios pero no así de intensidad de corriente.

Por ejemplo, un circuito que necesita 12V y 1A para funcionar podría soportar variaciones de entre 11,6 y 12,4 V de tensión así como variaciones por debajo de 1A de intensidad, pero nunca por encima de 1A porque entonces se sobrecargaría, se calentaría y se fundiría. Piensa en el cuadro eléctrico de tu casa. El panel principal tiene fusibles que brindan protección al no permitir que los cables que van a cada enchufe de pared manejen más amperios de los que fueron diseñados; lo mismo ocurre con OCP, ya que protege los circuitos de regulación de la fuente de alimentación (como hemos dicho, 12V, 5V y 3,3V aunque también el de 5VSB si la fuente lo tiene) y se asegura que los conectores, cables y circuitos no se derritan bajo cargas extremas.

Para las fuentes de alimentación con una sola línea de tensión de 12V, es particularmente importante que otras características de protección de la fuente como protección contra sobre potencia (OPP), protección contra subtensión (UVP) y protección contra cortocircuitos (SCP) funcionen bien además del propio OCP; por ejemplo, si se aplica una carga muy alta en un solo conector, SCP o UVP apagarán la fuente de alimentación. A menudo, las fuentes con varios raíles de 12V utilizan un raíl para enviar energía a la placa base, la CPU, los puertos SATA y los MOLEX, mientras que la energía para el hardware conectado por PCIe utiliza otros raíles diferentes.

Por norma general las fuentes de múltiples raíles tienen sus desventajas (como el hecho de tener que estar separando cables para cada cosa y, a veces, incluso tener que calcular los amperios en cada conector para no pasarse) pero una de las ventajas es que son más seguras al contar con protección OCP independiente para cada uno de los raíles de 12V, frente a la gran ventaja de las fuentes de un solo raíl que es que soportan mejor los picos de potencia necesarios para hardware de alto consumo, como CPU con overclock o gráficas tope de gama.

Resto de protecciones de las fuentes de alimentación

Además de la anterior, las fuentes de alimentación agregan un subconjunto de protecciones para evitar daños en los componentes en diferentes circunstancias:

OVP (Over Voltage Protection): es un sistema de protección parecido al anterior pero que verifica la tensión (voltaje) para evitar subidas repentinas. También es un sistema de protección importante porque es el que entra a colación cuando, por ejemplo, hay una tormenta eléctrica o cae cerca un rayo y se produce una subida de tensión en la línea eléctrica de tu casa.

UVP (Under Voltage Protection): es una protección contra bajadas en la tensión de la corriente, producidas frecuentemente por variaciones en la carga de la estación eléctrica asignada a tu domicilio. Cuando hay mucha demanda de electricidad en la subestación de tu zona, ésta no es capaz de proporcionar la tensión suficiente y a veces se producen bajones.

SCP (Short Circuit Protection): es literalmente una protección contra cortocircuitos. En el momento en el que se produzca un cortocircuito antes o después de la fuente, este sistema lo apagará todo para evitar averías. Es muy importante contar con esta protección porque particularmente las placas base pueden llegar a quemarse a causa de cortocircuitos.

OTP (Over Temperature Protection): es una protección contra altas temperaturas; si el sistema detecta que la temperatura de funcionamiento de la fuente está por encima de los valores establecidos por el fabricante, se apagará automáticamente para preservar su integridad.

OPP / OLP (Over Power y Over Load Protection): es la protección contra sobre potencia (OPP, del inglés Over Power Protection), también conocida como protección contra sobrecarga (OLP, del inglés Over Load Protection). Esta es otra característica de protección que utilizan las fuentes de alimentación que consiste en apagar la unidad si se requiere más energía (en este caso hablamos de potencia pura y dura) de la que es capaz de entregar su potencia nominal máxima.

Por ejemplo, imagina que tienes una fuente de alimentación de 500 vatios en tu sistema pero que has instalado una pareja de RTX 3090, con un consumo cuando se las somete a carga que en conjunto supera por mucho esos 500 vatios. Al principio el PC arrancará y funcionará sin ningún tipo de problema porque el consumo será bajo, pero en el momento en el que inicies un juego o programa 3D y las dos GPUs comiencen a exigirle más potencia a la fuente de alimentación, será el sistema OPP/OLP el que apagará la fuente de alimentación (y por lo tanto el PC) cuando se sobrepase su límite.

Este es el motivo por el que cuando no tienes una fuente de alimentación lo suficientemente potente, el sistema se apagará solo cuando arranques aplicaciones que exijan un alto consumo a la gráfica o procesador. De no contar con este sistema de protección, se producirían diversos problemas que pueden incluir, literalmente, que la fuente de alimentación estalle en llamas o que explote. Otros mecanismos podrían entrar en juego en esa situación (como la protección contra sobre temperatura) si la fuente cuenta con ellos, pero en todo caso las consecuencias pueden ser bastante críticas llegado el caso.

Ahora ya conoces todas las abreviaturas que puedes ver en la información técnica de tu fuente de alimentación, así como las abreviaturas comunes en los sistemas de protección. Esto último es especialmente importante, ya que si a la hora de ir a comprar una fuente de alimentación ves que carece de alguno de ellos sabrás a lo que atenerte.

Formatos de las fuentes de alimentación

Las fuentes de alimentación se pueden categorizar por Tiers, pero esto es una valoración de lo bien o mal que funcionan que al fin y al cabo es subjetiva. Sin embargo, sí que se pueden categorizar empezando por su eficiencia, determinada por la certificación 80 Plus.

La CEE (Comunidad Económica Europea) estableció que los parámetros definidos por la certificación 80 Plus Bronze (tengan o no dicha certificación) son el mínimo para que un fabricante pueda vender sus productos en Europa. En todo caso, esta certificación ya la tienen solo fuentes de gama de entrada, mientras que los sellos Silver y Gold son bastante más comunes, y los Platinum y Titanium ya se reservan a fuentes de alimentación de gama alta.

Por otro lado, también podemos clasificar una fuente de alimentación por su tamaño o factor de forma, ya que está definido por un estándar:

• ATX: el estándar actual, con unas dimensiones de 150 x 150 x 86 mm, aunque son igualmente ATX fuentes que tengan mayor longitud siempre y cuando se respeten los 86 mm de alto y 150 mm de ancho.
• SFX: las dimensiones son más reducidas, pues están diseñadas para sistemas de factor de forma pequeño. Miden 100 x 125 x 63,5 mm, y necesitan un adaptador para poder instalarlas en cajas ATX estándar.SFX es un diseño de carcasa para fuente de alimentación de factor de forma pequeño (SFF, o Small Form Factor), con unas especificaciones de potencia casi idénticas a las ATX y que, por lo tanto, por norma son totalmente compatibles con las clavijas de éstas. La única diferencia en el estándar es que las fuentes de formato SFX (y estándar mini ITX) no requieren raíl de -5V (algo que no influye cuando usamos hardware moderno, ya que solo las tarjetas ISA lo usaban y, de hecho, se eliminó en el estándar ATX 1.3).La diferencia entre una fuente SFX y una ATX es, por lo tanto, en cuanto a sus dimensiones. El estándar dice que una fuente en formato SFX debe medir 125 x 63.5 x 100 mm (ancho x alto x profundidad) con un ventilador de 60 mm de diámetro como máximo (por lo que podrían ser incluso más pequeñas), frente a las dimensiones de las fuentes ATX que miden 150 x 86 x 140 mm. Hay una versión de las fuentes de alimentación SFX llamada SFX-L, cuyas dimensiones son 125 x 63.5 x 130 mm y cuyo único objetivo es poder dar cabida a un ventilador de 120 mm de diámetro.Otra de las particularidades de este formato de fuentes de alimentación es que, por norma general (porque depende de cada fabricante), los cables serán más cortos (bastante, de hecho) en comparación con los de una fuente ATX porque, como os hemos contado al principio, están diseñadas para equipos de factor de forma pequeño y, por lo tanto, no necesitarán cables tan largos.Ya supondréis que por norma general, una fuente de formato SFX rara vez podrá utilizarse en un PC con una caja de formato ATX «normal», aunque hay excepciones porque muchos fabricantes incluyen un accesorio para poder montar estas fuentes en el hueco de una fuente ATX, y como dijimos antes, algunos también incluyen cables largos. No obstante, esto no es lo habitual.Lo habitual será utilizar fuentes de este formato cuando vamos a montar un PC de factor de forma pequeño, con placa mini ITX y, casi más importante, caja en formato mini ITX (por la longitud de los cables). Muchas cajas mini ITX están diseñadas para acomodar fuentes de formato ATX, pero si lo hiciéramos nos sobraría mucha longitud de cable, y por eso entra en juego este formato de fuentes de alimentación (y para estas cajas también los fabricantes suelen incluir el adaptador).
• SFX-L: es una variante de las fuentes SFX que permiten instalar un ventilador de mayor tamaño. Miden 130 x 125 x 63,5 mm.
• TFX: tienen unas dimensiones de 85 x 65 x 185 mm, y generalmente están pensadas para equipos especiales y servidores.
• Flex ATX: son una variante también usada en servidores y equipos especiales que tiene la particularidad de permitir «plug and play» en caliente, es decir, en sistemas con dos fuentes redundantes se puede quitar una e instalar otra sin apagar el sistema. Miden 150 x 81,5 x 40,5 mm.

¿Cómo puedes comprobar el voltaje?

A pesar de que las fuentes de alimentación tienen múltiples filtros y reguladores para proporcionar el voltaje lo más estable posible, no siempre consiguen un ajuste demasiado fino ya que esto depende en gran medida de la carga que tenga el sistema. La mejor manera, o al menos la más fiable de comprobar qué valores está entregando, es accediendo a la BIOS del PC y en la sección «Hardware monitoring», «PC Health Status» o similar (ya que depende de la placa base) verás los voltajes que está recibiendo la placa base de la fuente de alimentación.

La lectura del voltaje de 12V debería encontrarse en todo momento entre 11,8V y 12,4V, y debería ser estable con poca o ninguna fluctuación. Una ligera fluctuación de 0,05V generalmente está bien siempre y cuando no suceda más de una vez cada 10-15 segundos; una fluctuación más grande, de 0,1V, puede ser segura siempre y cuando no ocurra más de una vez cada minuto, mientras que una fluctuación de más de 0,1V cada 10 segundos o menos podría ser un indicativo de que la fuente presenta problemas en las líneas de 12V (tened en cuenta que estando en la BIOS, el PC está completamente en reposo y no debería haber fluctuación alguna).

Si deseas tomar estas lecturas con el PC en funcionamiento y/o sometido a carga, tendrás que recurrir a software de monitorización como por ejemplo Aida64, un software que es capaz de entregar unas lecturas bastante fidedignas. Es común, en este caso, que las fluctuaciones sean bastante mayores y muy especialmente si estás sometiendo al PC a algún benchmark o probándolo en algún juego; en este caso, mientras el raíl se mantenga entre los valores seguros no deberías preocuparte.

Como ya sabéis, siempre recomendamos invertir una cantidad de dinero importante de cada presupuesto en este componente, lo que evitará en la mayoría de casos problemas en el resto de componentes.

Pero si una fuente falla, lo mejor es hacerle un breve seft-test manual o automático y así poder detectar de donde viene el problema. Para ello tendremos que hacernos con un buen polímetro o incluso en los casos más delicados con una estación completa. En la mayoría de casos un polímetro medio servirá de sobra, ya que con detectar una variación mínima de voltaje podremos dar por satisfecho el test.

Testeador vs polímetro

Hay varias formas de probar la estabilidad de la fuente de alimentación. La más cómoda es sin duda un testeador exclusivo para fuentes, donde hace las veces de polímetro, salvo porque en muchas ocasiones no es tan preciso y actualiza los valores con menor frecuencia de lo que consigue su «rival».

Otro de los problemas de este tipo de testeadores es que no permite testar los cables de 8 pines para las tarjetas gráficas, es decir el PCIe de 8 pines corriente, aunque si lo consigue con el de 6 pines. Recordemos que el EPS de 12 voltios y 8 pines no es el mismo que el de PCIe 8 pines. Por ello, la opción del polímetro es más completa, así que vamos a conocer los sencillos pasos que necesitamos para poder medir el voltaje.

En primer lugar, deberemos tener la fuente fuera del PC, por simple seguridad y para descartar derivaciones de energía hacia la torre o posibles cortocircuitos con cualquier componente. Evidentemente tendremos que situarla en una superficie que no transmita la corriente, ni siquiera la electricidad estática. Una vez hecho esto y con el interruptor trasero de la misma en circulación y no en flujo («apagada» para que nos entendamos), procedemos a puentear los pines 15 y 16 tal que así:

Con cualquier cable o clip podemos lograrlo, siempre que transmita la corriente claro. También venden un anclaje que viene ya prefabricado, de manera que solo es llegar y enchufar.

Una vez puenteado de cualquiera de las dos maneras procederemos a activar la fuente mediante su interruptor trasero, de manera que la corriente fluya hacia los cables. Como seguro sabemos, todas las fuentes de alimentación de PC juegan con tres voltajes totalmente distintos y que varían en función del cable que tengamos en las manos: +12V, +5V y + 3,3V.

Estos voltajes solo van a estar presentes al mismo tiempo en el cable de 24 pines (20 si la fuente es muy antigua), por lo tanto, será este el cable que tendrá más trabajo. Para conocer a que corresponde cada pin situaremos el diagrama completo.

Antes de empezar a medir configuramos nuestro polímetro en corriente continua (raya continua y puntos) en un configuración de medición aproximado a 20 (decenas) para que así la medición sea correcta.

El conector negro lo situamos en cualquiera de las conexiones de tierra (ground), mientras que el rojo es el que tendremos que mover entre pines para ir comprobando voltajes. Normalmente, todo estará correcto siempre y cuando ningún valor exceda ± 5% en carga (voltajes positivos).

Los voltajes negativos pueden exceder en hasta un ± 10%, pero en ambos casos lo ideal es que no solo tuviesen un voltaje final más cercano a los números originales, sino que estos no variasen nada.

Si todos los valores de todos los cables están bien y no fluctúan, el siguiente paso es comprobarlos con la fuente ya montada, midiendo desde la parte superior de los conectores y en un uso real, donde tendremos que hacer otro seguimiento para ver si el problema no es tanto la fuente en sí misma sino otro componente.

Los condensadores, ¿japoneses?

Hubo un tiempo (hace unos 15 años) en el que los condensadores de la fuente de alimentación fallaban a diestro y siniestro, y se convirtieron en el principal motivo de avería en los PCs.

En esa época comenzaron a destacar algunos fabricantes japoneses, cuyos condensadores tenían una fiabilidad muchísimo mayor a lo que había en el mercado, y por ese motivo se ganaron su actual fama, y muy merecida aunque fuera a través del dicho «en el país de los ciegos el tuerto es el rey», porque básicamente eran los mejores en una época de mediocridad.

Gracias a esa fama, las compañías japonesas comenzaron a promocionar sus condensadores como los mejores del mercado -y lo eran-, y las marcas de fuentes de alimentación hicieron lo propio. A partir de ahí nació la concepción de que si una fuente tenía condensadores japoneses era sinónimo de calidad y fiabilidad. Y así ha seguido siendo hasta hace poco.

Desde hace algún tiempo la fama de los condensadores provenientes de marcas japonesas ha quedado en entredicho, ya que fuentes de alimentación con no más de dos años están empezando a averiarse precisamente por los condensadores. No se sabe si es por una partida defectuosa o porque los fabricantes se han dormido en los laureles y han comenzado a reducir la calidad, valiéndose todavía de su fama, pero el hecho es que la fiabilidad de muchas fuentes Tier 1 está viéndose reducida drásticamente.

Al final esto es algo que suele pasar. Hablamos de que estas marcas cogieron la fama hace 15 años, y desde entonces hasta ahora apenas han evolucionado los diseños porque si algo funciona, ¿para qué cambiarlo? Bueno, hay que cambiar porque hay que adaptarse a los nuevos requisitos eléctricos de los componentes de hardware, así como los nuevos estados de los procesadores y demás.

Ahora es cuando algunos nombres de fabricantes chinos están saliendo a la palestra. Ya sabéis lo bien que se les da a los chinos el copiar las cosas, y los condensadores de las fuentes de alimentación no son una excepción; tanto es así que no solo copiaron los exitosos diseños de hace 15 años, sino que en muchos casos los han mejorado y adaptado a los nuevos tiempos, solucionando sus carencias y añadiendo mejoras.

Marcas chinas com Ltec, Teapo, OST o Capxon llevan ya bastante tiempo asentadas en el mercado, y de hecho muchas fuentes de grandes marcas como Seasonic o Corsair equipan condensadores de estos con unos resultados excelentes. Es cierto que tan solo hará unos cinco años que sucede esto y habrá que esperar más para poder valorar de verdad la fiabilidad a largo plazo, pero en estos años están demostrando una gran fiabilidad y durabilidad. Y nada tienen que envidiar en cuanto a los japoneses, la verdad.

Así pues y para concluir con el tema, que una fuente de alimentación tenga condensadores japoneses puede ser un factor importante y a tener en cuenta a la hora de elegir un modelo de buena calidad, pero tampoco es algo determinante teniendo en cuenta el buen resultado que están dando las fuentes de alimentación con condensadores de otras marcas.

Siempre que la calidad sea buena, debemos dejar de mirar su origen y, como dicen los entusiastas «si su rendimiento es bueno no te fijes en su estética«. Evidentemente seguiremos viendo marcas de mala calidad, pero es hora de empezar a fijarse también en fabricantes chinos que han demostrado la buena fiabilidad de sus condensadores y no dejarnos guiar solo porque los condensadores sean japoneses.

Tipos de cables AWG para fuentes de alimentación

Como ya hemos explicado alguna que otra vez de forma breve, AWG es el acrónimo de American Wire Gauge, y no es más que una medida de clasificación para calibres y espesores metálicos de sección circular (en el caso de PC).

Así pues, fue AMD con la Radeon R9 295X2 la que introdujo esto en el mundo del PC, pero la historia de AWG se remonta a 1857, cuando James Buchanan, por aquel entonces presidente de los EE.UU, instaló el primer ascensor OTIS en dicho país, creando con ello una nueva medida de clasificación como estándar, lógicamente llamada AWG.

El problema es que a día de hoy y aunque es interesante para el usuario como tal, todos los fabricantes que están fuera de EE.UU no ofrecen ningún valor AWG en sus fuentes de alimentación. De hecho, muchas marcas tampoco lo hacen, así que a veces es realmente complicado saber qué tipo de cables incluye cada modelo.

Aunque AWG ayuda a clasificar los cables de las PSU de PC, en realidad y según parece es muy estricto, porque no ha sido actualizado en muchos años. Por ello muchos fabricantes no le dan importancia, sobre todo porque fuera de dicho país la gente no entiende dichas métricas.

Partamos de entrada con una tabla básica que nos identifique el diámetro, el área, la resistencia eléctrica y la corriente admisible en cobre para entender un poco como funciona dicho estándar:

Como podemos ver, a menor numeración más grosor, menor resistencia en el cobre y mayor corriente admisible. Entonces, ¿qué factores hacen que estas métricas como tal se alteren? Pues el grosor o diámetro determina todo, pero la temperatura y la longitud también.

Por ello, en PC actualmente solo se utilizan tres métricas en la industria:

AWG 20

Teniendo en cuenta la tabla superior podemos ver que los AWG son siempre los más delgados. Como hemos comentado más arriba los factores determinantes son la temperatura y la longitud, pero hay que matizar que existen dos temperaturas para calibrar los cables, incluidos estos AWG 20: la temperatura del cable y la temperatura ambiente.

La certificación implica que un cable AWG a una temperatura ambiente de 25 grados Celsius, con una longitud de cable máxima de 55 cm (motivo de disputa por los fabricantes) la temperatura máxima que puede soportar el cable es de 50 grados.

Pero si este tipo de cables pueden transportar casi 10 amperios en el mejor de los casos o 120 vatios, pudiendo en el mejor de los casos ofrecer en PC hasta 360 vatios, ¿cuál es el problema? Muy sencillo, no es de extrañar que ante tal consumo estos cables AWG 20 terminen con temperaturas superiores a 50 grados, es decir, tocamos los cables y están ardiendo.

Por ello, los fabricantes usan este tipo de cables para conectores de 6 pines para GPU, que dan hasta 150 vatios de serie. El problema es que algunas fuentes de gama alta incluyen también estos cables AWG y muchos usuarios comienzan a hacerle overclock muy alto o incluso extremo a sus componentes, lo que dispara los amperios y por ende la temperatura. Como no solemos tocar los cables no nos damos cuenta, pero es más que probable que el cable esté al punto de fusión.

Así que cuidado con las PSU con estos cables, sobre todo si son de gama alta, mejor no esperar demasiado de las que los incluyan, ya que esto se hace para ahorrar costes exclusivamente.

AWG 18

Bueno, aquí llega un eterno debate sobre los que nos quejamos a ciertos fabricantes y los que dicen que es suficiente. Y es que cualquier cable AWG 18 debería ser más que suficiente para cualquier componente de PC actual, incluidos los overclock extremos.

El problema es que muchos fabricantes mienten deliberadamente sobre el uso de sus cables, ya que «engordan» cables AWG 20 con revestimientos y capas, por lo que habría que cortar un cable y mirar que tipo de cable tenemos. Solo hay que pensar en el hecho de que un usuario use un cable doble de 8 pines para una GPU como la RTX 3090. 350 vatios con peaks por encima de 400, sí, momentáneos y por milisegundos, pero ahí están. Si creemos que tenemos cables AWG 18 y son 20 podemos tener un problema más que interesante.

AWG 16

Este cable es de tal calidad que prácticamente ningún fabricante los usa en sus PSU, solo en gama extrema. El problema es que con la cantidad de cables que tienen que instalarse a día de hoy en un PC el coste de la fuente se dispara y todos quieren competir por precio, pero raro es que hagan marketing de un detalle como este.

En cualquier caso, con estos cables tenemos lo mejor de lo mejor para PC y tendremos sobre todo la mejor eficiencia en la fuente de alimentación. ¿Merecen la pena? Solo sí vamos a tener componentes con altos amperios y consumos, ya sea de stock u overclock, porque tendremos menor resistencia y puede que mayor longitud en dichos cables, algo que las torres Full Tower agradecerán.

Aparte de las terminaciones de los cables, hay que tener en cuenta que muchos fabricantes no incluyen cobre puro en sus cables, sino aleaciones mucho más fáciles de fabricar y por ende más baratas. Esto puede crear problemas a largo plazo, como micro roturas, un puente térmico que eleve la temperatura del cable o simplemente que el mismo termine fuera del conector por un crimpado que no es capaz de sujetarlo más tiempo.

En definitiva, un cable AWG debe ser de al menos 18, de la mayor calidad posible en cuanto a materiales, y si puede ser, AWG 16 para asegurarnos un correcto funcionamiento y estabilidad del sistema, sobre todo a largo plazo.

Qué es el factor de potencia o PFC

Técnicamente, el factor de potencia de una fuente de alimentación es la relación entre la potencia real y la potencia aparente utilizada; se expresa con un número decimal menor que 1, ya que la potencia real se expresa en vatios, mientras que la potencia aparente se mide en voltio-amperios (VA).

Por ejemplo, una fuente de alimentación conmutada no corregida monofásica tiene un factor de potencia de 0,65 aproximadamente, mientras que una fuente trifásica tiene 0,85 de factor de potencia. Las fuentes de alimentación para PC con PFC elevan este factor hasta 0,99 en muchos casos, por lo que la potencia real y la aparente utilizada son casi la misma.

Esto es así porque la manera en la que viaja la corriente eléctrica a través de los cables no forma una onda sinusoidal perfecta, como sería ideal, sino que lo hace a través de picos de voltaje modulados que luego se corrigen en los transformadores de la fuente de alimentación, creando la corriente contínua.

Por lo tanto, el factor de potencia de una fuente de alimentación es una manera de medir su eficiencia a la hora de convertir la corriente alterna en continua, y cuanto mayor sea ese número mayor eficiencia tendrá al realizar este proceso. Por este motivo es importante fijarse en que la fuente de alimentación que compres tenga PFC, ya que es un circuito que permite elevar el factor de potencia a valores cercanos a 1, que es lo ideal.

Actualmente, la Unión Europea regula la fabricación de fuentes de alimentación y no permite su venta si no tienen PFC activo.

¿Cómo funciona el PFC?

Las fuentes de alimentación con PFC pueden funcionar de dos maneras:

• PFC activo: la corrección se realiza mediante unos circuitos integrados en los que se instalan unos MOSFETs, entregando un factor de potencia de 0,99 en la mayoría de casos. Desde 2001, la Unión Europea exige por ley que todas las fuentes de alimentación que se vendan tengan PFC activo.
• PFC pasivo: la corrección se consigue utilizando bobinas y condensadores para mejorar el factor de potencia que recibe la fuente de alimentación. Es un método más barato que el anterior, pero no se consiguen valores mejores de 0,85 así que no suele ser utilizado.

Así pues, a la hora de comprar una fuente de alimentación debes fijarte que tenga PFC activo. En teoría todas deben llevarlo, al menos si son comercializadas en Europa, pero a día de hoy muchas fuentes de marca blanca o OEM que son fabricadas en China no lo tienen, así que siempre es bueno fijarse antes para curarse en salud ya que, de no llevarlo, la eficiencia de la fuente de alimentación se iría al traste.

Las calculadoras de potencia para fuentes de alimentación

Son muchas las calculadoras de potencia que podemos encontrar de manera gratuita en Internet. Varios fabricantes tienen la suya propia, si bien la más utilizada y de mayor renombre es la de OuterVision, una herramienta que lleva ya muchos años online y que a día de hoy sigue estando actualizada.

Por ejemplo, utilizamos esta calculadora para medir la potencia estimada que necesitaremos para nuestro equipo de pruebas, consistente en un Intel Core i7-8700K, cuatro módulos de memoria Corsair Dominator Platinum RGB DDR4 a 3.600 MHz, una RTX 2080, una placa base MSI Z370 Gaming M5, un SSD M.2 PCIe NVMe, otro SSD SATA 3, varios ventiladores e incluso varias tiras LED de iluminación.

Esta herramienta nos está sugiriendo una fuente de alimentación de 523 vatios como mínimo ya que ha calculado un consumo máximo de 473 vatios, y nos recomienda una fuente de Corsair de 550 vatios para ello. Podemos seleccionar la eficiencia de la fuente, y mirad por ejemplo cómo cambia el coste y la fuente que nos recomiendan sin en lugar de seleccionar una 80 Plus Bronze, marcamos una 80 Plus Platinum.

Esta herramienta incluso nos recomienda una potencia determinada para un SAI, calcula el coste anual y nos dice cuántos años según el uso marcado (hemos marcado 8h al día) tardaremos en rentabilizar el incremento de precio al seleccionar una fuente Platinum en lugar de Bronze. Desde luego, los datos que da son precisos y muy valiosos, y nos pueden ayudar a escoger una fuente de alimentación adecuada para el sistema. Pero, ¿son estos datos fiables?

Pruebas de consumo real

No hay mejor manera de medir el consumo real de un PC que con un medidor de pared. Estos dispositivos se conectan directamente al enchufe en la pared, y lo suyo es que a éstos conectemos el PC, de manera que pueda medir con exactitud qué potencia está consumiendo (la mayoría de estos dispositivos nos darán más parámetros, como la intensidad de corriente en amperios).

En el caso del ejemplo, el PC gaming que hemos utilizado en la calculadora online tiene un consumo medio en idle (simplemente estando encendido en el escritorio) de unos 110 vatios. Si arrancamos un juego exigente, como puede ser Black Desert Online Remastered, el consumo sube a unos 360 vatios más o menos, y ya si ponemos el equipo a máxima carga (con Prime95 para estresar el procesador y Furmark para la GPU), el consumo sube a 480 vatios.

Por lo tanto, realmente la estimación de la calculadora online es bastante acertada, pero aunque nos valdría con una fuente de 550 vatios en realidad no recomendaríamos una de menos de 600 o incluso 650 vatios para tener más margen, ya que como sabéis con el tiempo las fuentes se van degradando y entregan menos potencia con el paso de los años.

En todo caso, la respuesta a la pregunta es que sí, las calculadoras online de potencia para la fuente de alimentación son bastante fiables y la estimación que hacen es bastante válida a la hora de determinar qué potencia de fuente de alimentación necesitamos para el equipo.

¿En qué fijarse para comprar una fuente de alimentación?

Normalmente, a la hora de escoger una nueva fuente de alimentación para tu equipo la mayoría de usuarios se fija únicamente en la potencia anunciada por el fabricante, pero hay otros muchos aspectos relativos en los que deberías fijarte.

Vaya por delante que si escoges una fuente de alimentación extremadamente sobredimensionada (por ejemplo, una de 1200W para un equipo básico) difícilmente te vas a equivocar en el sentido de compatibilidad, pero estarás a buen seguro gastando muchísimo dinero que podrías haberte ahorrado para invertir en otros componentes.

Además de en la potencia de la fuente, que obviamente debe ser acorde a tu equipo (te recomendaríamos en torno a un 25% más del consumo máximo calculado de tu PC con una calculadora online, de manera que tengas margen para «picos» y por el desgaste de los componentes por su envejecimiento).

Otro de los factores en los que debes fijarte es en los raíles con los que cuenta la fuente y en su amperaje o intensidad de corriente; generalmente, si tienes una tarjeta gráfica muy potente querrás buscar fuentes que tengan un solo raíl de +12V capaz de entregar mucha intensidad antes que varios raíles con menor intensidad, ya que aunque estos últimos permiten balancear la carga, los primeros entregan una mayor estabilidad y, de hecho, en GPUs muy «tragonas» ni siquiera serán capaces de darles el servicio adecuado en algunos casos.

Esto lo puedes ver en la tabla de potencia, en las especificaciones de la fuente. En el ejemplo que ponemos arriba de una fuente de 550W, ésta tiene un único raíl de +12V que es capaz de dar hasta 44A de intensidad, con un total de 528 W en el raíl.

La marca y el tier, un aspecto fundamental para acertar

Muchas veces hemos hablado de que la marca y la forma de fabricar la fuente de alimentación representan un factor crucial en su calidad. Ya no solo debes buscar eficiencias altas (80 Plus Titanium, Platinum, Gold, etc.) sino también marcas de renombre y, de hecho, es aconsejable buscar el Tier (categoría) de la fuente de alimentación concreta para poder hacerte una idea de la calidad de sus componentes.

Una pista sobre esto la puedes encontrar fácilmente en la garantía: si un fabricante te da 10 años de garantía en su fuente de alimentación es que está muy pero que muy seguro de su buena calidad; si por el contrario apenas te da los 2 años obligatorios puedes pensar que la fuente muy buena no es.

Obviamente debes buscar una fuente de alimentación que te proporcione los requisitos eléctricos que requiere tu equipo en términos de potencia y cableado (ya si quieres que sea modular o no es cosa tuya), así como otras características que te resulten útiles tales como el control digital, certificación de eficiencia, conectores y tipo de cables, protecciones, etc.

Así mismo, siempre decimos que si el cerebro de un PC es su procesador, la fuente es el corazón porque es la que suministra energía a todos los componentes y, por lo tanto, todos dependen de ella. Así pues, el consejo es que busques fuente de buena calidad y de un fabricante de renombre, nunca escatimes en la fuente de alimentación o lo lamentarás a medio e incluso a corto plazo.

Comprar una fuente de alimentación mejor: sí o no

Las fuentes de alimentación de PC tienen como función principal el convertir la corriente alterna (AC) que nos llega de las tomas eléctricas en corriente continua (DC), que es la que utilizan los PC. Las fuentes de alimentación más básicas tienen un solo conversor AC/DC para todos los voltajes de corriente continua que usa el PC (+12V, +5V, +3.3V) al mismo tiempo, mientras que las fuentes de buena calidad y más modernas, convierten la corriente alterna en +12VDC y tienen pequeños conversores DC/DC para convertir esos +12V a +5V y +3.3V.

Hacer esto último es mucho más eficiente y seguro, ya que el voltaje no se convierte salvo que sea necesario hacerlo -recordad que los modelos malos convierten todo- y, por otro lado, una conversión DC/DC es mucho más eficiente que AC/DC, hay menos pérdidas, se genera menos calor y se requieren menos componentes para hacerlo.

Una vez que la corriente se ha convertido a los voltajes que necesitamos, es cuando pasa por los filtros -las fuentes de buena calidad incluyen también filtros de entrada para que la corriente ya llegue bastante limpia a los conversores-, que no son sino condensadores e inductores (bobinas). Estos sirven tanto para «limpiar» la corriente como para regular las ondas de ésta.

Así pues, hay dos valores críticos que determinan si una fuente de alimentación es mejor o peor: los reguladores de voltaje y los filtros que reducen el ruido. Las fuentes de alimentación utilizan un método de conmutación para convertir la corriente alterna a continua, con un rectificador que se enciende y se apaga para producir corriente continua en forma de pulsos, en un ritmo que se determina por la frecuencia a la que entra la corriente alterna (50 Hz por ejemplo, que es lo que tenemos en España). Esto es lo que se llama «ruido», porque son ondas que van y vienen siguiendo un compás.

Primero, el voltaje pasa por un inductor o «choke», que hace que la frecuencia de la onda sea más homogénea y a la vez reduce la frecuencia del ruido. Entonces entran en juego los condensadores, que almacenan la carga y son capaces de entregarla sin ruido alguno según se descargan. El cambio de carga en los condensadores es mucho más bajo que la frecuencia que lo carga, y así es precisamente como se filtra el ruido eléctrico.

Claro que, aunque el ruido se filtre, se crea el llamado ripple (pequeñas crestas y valles en el voltaje DC), y aquí es donde entran en juego los enormes condensadores que solemos ver en las fuentes de alimentación (japoneses de 105º en las mejores), aunque las fuentes malas lo que hacen es meter varios condensadores pequeños en serie en lugar de uno grande, algo mucho menos eficiente. Estos condensadores sirven para volver a reducir la frecuencia, haciendo que los cambios entre las crestas y los valles sean más suaves y, con ello, que la energía que entregan sea más estable y con menos ripple.

Aquí podéis ver cómo se ve el ripple medido con un osciloscopio en una fuente de alimentación que no hace muy buen trabajo en cuanto al filtrado. Además de ripple hay mucho ruido. Y continuación, una captura en la que podemos ver cómo entrega la energía una fuente de alimentación de las mejores del mercado. La diferencia, desde luego, salta a la vista, ¿verdad?

Para terminar con la explicación técnica, debemos explicar otro componente más: los reguladores de voltaje. Son los encargados de responder a los cambios de carga, porque un PC no consume siempre la misma potencia. Digamos que una fuente está trabajando a +12V con 2A de intensidad de corriente, que en este caso equivaldría a la carga. Arrancamos un juego y esa carga sube a 10A o incluso más, y aquí entra en juego la ley de Ohm: cuanto más se incrementa la intensidad (los amperios), se reduce la resistencia, y a menos resistencia, menor voltaje.

¿Mejor fuente de alimentación es igual a mejor PC?

Considerad esto: si la fuente de alimentación no hace un buen trabajo de filtrado y de regulación de voltaje, los componentes no reciben la energía como están diseñados y por ello no funcionan como deben.

Vamos a usar un procesador como ejemplo. Actualmente, el raíl de +3.3V es el destinado al procesador, pero con los procesadores modernos cada vez se ha ido reduciendo ese valor, por lo que son necesarios reguladores de voltaje también en las placas base (aunque a partir de Haswell éste va integrado en el propio procesador para tener una mayor eficiencia).

Claro, convertir un voltaje DC a otro DC es eficiente, pero lógicamente los reguladores de las placas no son como los de las fuentes de alimentación, así que cuanto más limpia y «exacta» les llegue esa energía, mejor harán su trabajo y el procesador recibirá exactamente lo que necesita, reduciendo el calor que se genera por energía malgastada y reduciendo a su vez el trabajo que debe realizar el procesador. Lo mismo sucede con tarjetas gráficas, discos duros y el resto de componentes del PC.

En resumen, cuanto mejor haga su trabajo la fuente de alimentación, mejor se comportarán todos los componentes, se calentarán menos y tendrán una vida útil más larga, por no hablar de que se mejorará la capacidad de overclock.