Fuentes Conmutadas

Fuentes Conmutadas
INTRODUCCIÓN

Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte(abiertos) y saturación (Cerrados). La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias porque para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Con diodos rápidos) y filtrados (Inductores y condensadores) para obtener los voltajes de salida decorriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes.

CLASIFICACION

Lasfuentes conmutadas pueden ser clasificadas en cuatro tipos:

* Alimentación CA, salida CC: rectificador, conmutador, transformador, rectificador de salida, filtro. (Ej.: fuente de alimentación de ordenador de mesa)

* Alimentación CA, salida CA: Variador de frecuencia, conversor de Frecuencia. (Ej., variador de motor)

* Alimentación CC, salida CA: Inversor (Ej.: generar 220v/50ciclos apartir de una batería de 12v)

* Alimentación CC, salida CC: conversor de voltaje o de corriente. (Ej.: cargador de baterías de celulares para auto)

TOPOLOGIAS

Las fuentes conmutadas existen en diferentes topologías con características particulares en cada una.

Topología | Potencia (W) | Eficiencia (típica) | Costo relativo | Tensiones (V) | Aislamiento | Almacenaje de energía |Relación de tensión | Características |
Buck | 0–1000 | 75% | 1.0 | 5–1000* | No | Inductor Simple | V salida < V entrada | Disminuir Tensión |
Boost | 0–150 | 78% | 1.0 | 5–600* | No | Inductor Simple | V salida > V entrada | Aumentar Tensión |
Buck-boost | 0–150 | 78% | 1.0 | 5–600* | No | Inductor Simple | V salida mayor o menor que V entrada | Permite invertir la salida |
Flyback |0–150 | 78% | 1.0 | 5–600 | Si | Transformador | V salida mayor o menor que V entrada | Salidas Múltiples |
Half-Forward | 0–250 | 75% | 1.2 | 5-500 | Si | Transformador + inductor |   |   |
Forward |   |   |   |   | Si | Transformador + inductor |   | Salidas Múltiples |
Push-Pull | 100–1000 | 72% | 1.75 | 50–1000 | Si |   |   |   |
Semipuente Half-bridge | 0–500 | 72% | 1.9 | 50–1000 |Si |   |   |   |
Puente H completo | 400–2000 | 69% | >2.0 | 50–1000 | Si |   |   |   |
Resonante, conmutada en cruce por cero | >1000 |   | >2.0 |   |   |   |   |   |
Ćuk |   |   |   |   | No | Condensador + dos inductores |   | - |
SEPIC |   |   |   |   | No | Dos inductores | V salida mayor o menor que V entrada |   |
Multiplicador de tensión | 0.1-1 | 90% | 0.2 | 500-100000 |No | Condensador | V salida>>V entrada | Los multiplicadores de tensión se utilizan para generar muy altas tensiones. |

DIAGRAMA DE BLOQUES

TOPOLOGÍAS DE UNA FUENTE CONMUTADA ELEVADORA

CARACTERÍSTICAS

•Voltaje de Salida superior al de entrada.
• Tienen una alta eficiencia.
•Crea una cantidad de ruido en la línea de entrada menor que en el reductor.
•El ruido que se detecta ala salida del circuito es mayor que en el reductor.

REGULADOR ELEVADOR (BOOST)

El convertidor Boost es un convertidor elevador, en el sentido de que su tensión de salida nunca puede ser menor que la de entrada. La ventaja de esta arquitectura de convertidor es la posibilidad de aumentar la tensión de salida respecto a la de entrada en un factor de hasta aproximadamente 10 sin necesidad de...