Explorando las fuentes de alimentación antiguas: Los orígenes de los dispositivos pasivos de corrección del factor de potencia

Al abrir el chasis de acero de una fuente de alimentación ATX antigua, lo primero que llama la atención es una pesada bobina de choque —hecha de láminas de acero al silicio— atornillada en su interior. Este componente, que consiste en un bloque con un devanado de cobre, representa uno de los primeros dispositivos de corrección del factor de potencia destinados al mercado de consumo, cuya función era suprimir los armónicos de la línea eléctrica.

Un dispositivo de corrección del factor de potencia pasivo consiste, esencialmente, en una bobina con núcleo de hierro —diseñada para trabajar a la frecuencia de la red eléctrica— conectada en serie con un puente rectificador. Su objetivo es suavizar los pulsos de corriente, reducir la distorsión armónica y mantener el factor de potencia en valores de entre 0,70 y 0,80.

Normativa de cumplimiento para topologías heredadas
Las topologías de conmutación absorben corriente en forma de pulsos bruscos, inyectando picos armónicos en las líneas de distribución. La introducción de la norma EN 61000-3-2 obligó a los diseñadores a integrar este tipo de dispositivo de corrección —basado en una solución robusta pero rudimentaria— para cumplir con los límites de armónicos exigidos en la infraestructura electrónica existente.

Durante esa transición, las bobinas de choque de acero al silicio ofrecieron a los diseñadores de hardware tres ventajas clave:

No requieren circuitos de control adicionales para operar a la frecuencia de la red.

Tienen un coste de materiales significativamente menor que las etapas basadas en semiconductores conmutados.

Ofrecen una gran fiabilidad, al no estar expuestas a los problemas de embalamiento térmico propios de los semiconductores activos.

En las grandes redes eléctricas, tradicionalmente se emplean bancos de condensadores centralizados para gestionar las cargas reactivas y mejorar el factor de potencia. Por el contrario, en las fuentes de alimentación para PC, este componente de hierro se adoptó como una solución descentralizada, integrada directamente en el propio equipo.

Las normas de eficiencia energética marcan su obsolescencia técnica
A medida que aumentó la potencia de las fuentes para PC, este pesado componente alcanzó su límite funcional. Al disipar un exceso de calor —tanto en el núcleo como en los devanados de cobre—, se convirtió en un obstáculo insalvable para la eficiencia, limitándola a cerca del 75 % durante el funcionamiento continuo.

Tres factores determinaron su obsolescencia técnica:

Las especificaciones de diseño ATX 2.0 exigían una mayor eficiencia en los raíles de alimentación.

Las certificaciones «80 PLUS» requerían umbrales de corrección del factor de potencia (PFC) más estrictos.

Su elevado peso y volumen incrementaban los costes logísticos y de transporte.

El funcionamiento a la frecuencia de red (50 Hz) requería un componente de gran tamaño. Con la llegada de las topologías de convertidor elevador (*boost*), los semiconductores activos sustituyeron a la pesada bobina. Actualmente, los sistemas modernos emplean una corrección activa del factor de potencia mediante transistores MOSFET, logrando un factor de potencia de 0,99 incluso bajo perfiles de carga dinámicos.