Un convertidor es un circuito eléctrico que acepta una entrada de CC y genera una salida de CC de un voltaje diferente, que generalmente se logra mediante una acción de conmutación de alta frecuencia que emplea elementos de filtro inductivos y capacitivos.
Lo que necesitas saber sobre el convertidor: funcionamiento, tipos principales (A/D, D/A, CC/CC, CC/CA) y sus aplicaciones más habituales.
¿Qué es un convertidor de potencia?
Un convertidor de potencia es un circuito eléctrico que cambia la energía eléctrica de una forma a la forma deseada optimizada para la carga específica. Un convertidor puede realizar una o más funciones y dar una salida que difiera de la entrada.
Se utiliza para aumentar o disminuir la magnitud del voltaje de entrada, invertir la polaridad o producir varios voltajes de salida de la misma polaridad con la entrada, diferente polaridad o polaridades mixtas, como en la unidad de alimentación de la computadora.
Los convertidores de CC a CC se utilizan en una amplia gama de aplicaciones que incluyen fuentes de alimentación de computadora, conversión y regulación de potencia a nivel de placa, circuitos de control de motores de CC y mucho más.
El convertidor actúa como enlace o etapa de transformación entre la fuente de alimentación y la salida de la fuente de alimentación. Hay varios reyes de convertidores basados en el voltaje de entrada de la fuente y el voltaje de salida y estos se dividen en cuatro categorías, a saber, el convertidor de CA a CC conocido como rectificador, el ciclo convertidor de CA a CA o cambiador de frecuencia, el voltaje de CC a CC o el convertidor de corriente. y el inversor de CC a CA.
Especificaciones del convertidor de potencia
El convertidor utiliza componentes no lineales como los interruptores semiconductores y componentes reactivos lineales como los inductores, transformadores y condensadores para el almacenamiento intermedio de energía, así como para el filtrado de corriente y voltaje. El tamaño, el peso y el costo del convertidor están determinados en gran medida por estos componentes.
Hay tres circuitos convertidores básicos que se utilizan ampliamente en los convertidores de CC a CC: reductor, elevador y reductor y elevador.
Estas configuraciones son las topologías más utilizadas debido a su simplicidad y al uso de menos componentes. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes, lo que determina la idoneidad para cualquier aplicación específica.
Disposiciones de circuito convertidor no aislado
El convertidor reductor es un step-down, el boost un step-up mientras que el buck-boost es tanto step-up como step-down. Todos estos no están aislados y utilizan el inductor como elemento de transferencia de energía y se utilizan principalmente en la conversión y regulación de potencia a nivel de placa.
Los convertidores de CC a CC aislados utilizan un transformador para proporcionar aislamiento, múltiples salidas, un nivel de voltaje diferente o polaridad según las relaciones de giro y las direcciones de los devanados.
Se basan en las topologías no aisladas pero con la inclusión de un transformador. Los tipos comúnmente utilizados son, el puente completo, el medio puente, delantero y los convertidores push-pull, que son las versiones aisladas del buck; y el flyback, que es la versión aislada del convertidor reductor-elevador.
Convertidor reductor aislado de puente completo
Para mejorar el rendimiento, se utilizan dispositivos semiconductores de potencia de conmutación rápida y altas frecuencias. Las altas frecuencias aumentan la eficiencia al tiempo que reducen los tamaños físicos de los suministros ya que permiten el uso de componentes más pequeños. Las frecuencias suelen estar por encima del rango audible y en el rango de entre 20 KHz y 200 KHz.
Un circuito de control de retroalimentación y ciclo de trabajo se usa generalmente para ajustar las condiciones de encendido y apagado para mantener un voltaje constante en la salida independientemente de la corriente de carga o las variaciones en el voltaje de suministro.
Los convertidores se utilizan ampliamente en equipos electrónicos, fuentes de alimentación y otros circuitos que requieren niveles específicos de voltaje y corriente distintos de la energía de suministro bruta disponible. Los convertidores proporcionan cualquier tipo de voltaje requerido en la magnitud deseada.
Con un diseño y uso adecuados de los componentes casi ideales, los métodos de conversión disponibles ofrecen una variedad de energía confiable y eficiente para alimentar la mayoría de los dispositivos y componentes electrónicos.
Sobre el autor
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