Interconexión De Fuentes De Voltaje

1) INTERCONEXIÓN DE FUENTES

Debido a las limitaciones de las fuentes de alimentación, tanto en entrega de voltaje como de corriente, algunas veces es necesario hacer interconexiones de fuentes para cumplir con las exigencias de la carga.

4.1. Conexión Serie
La conexión serie se realiza cuando se desea obtener un voltaje mayor al especificado por cada una de las fuentes.

Ejemplo. Setiene una carga de 75 , la cual se desea alimentar con 100 V y para tal fin se cuenta con cinco fuentes variables de 0 V a 30 V y con limitación de corriente de 2 A. Diseñe la configuración para alimentar la carga con el voltaje y la corriente adecuados.

Solución: Como cada fuente, en forma individual, no entrega el voltaje especificado, entonces se debe proceder a conectar las fuentes en seriepara aumentar el voltaje aplicado a la carga. Para lograr cumplir con el voltaje exigido es necesario usar al menos cuatro fuentes, las cuales se podrían ajustar en 30 V las tres primeras y 10 V la última. (Figura 21).

Ahora bien, si se desea hallar la potencia entregada por cada una de las fuentes: primero se encuentra la corriente que circula por cada una de ellas:

y se multiplica estacorriente por el voltaje de cada una de ellas para encontrar la potencia:

Figura 21

Aunque esta configuración se ajusta a las necesidades del problema, en la práctica posee el inconveniente de no dejar balanceada la potencia que entrega cada una de las fuentes, sobrecargado más a unas que a otras; por lo tanto, se sugerirán las siguientes dos alternativas como soluciones al problema.Alternativa A. (Figura 22)

El uso de las mismas cuatro fuentes pero con igual voltaje para evitar el desbalance en la entrega de potencia entre las fuentes.

La potencia de cada una de las fuentes esta dada por: , donde k = 1, 2, 3 y 4, que como se aprecia equilibra la potencia de las fuentes.

Figura 22

Alternativa B
En esta solución del problema se utilizan las cinco fuentes disponiblesobteniendo el mismo resultado pedido, con la ventaja de reducir la potencia a la cual se somete cada fuente, pero la desventaja de esta solución es el uso de un número mayor de fuentes para lograr el objetivo deseado. Ver figura 23.

Hallando la potencia en cada una de las fuentes se obtiene que: , donde k = 1, 2, 3, 4 y 5, que como se observa da mejores resultados en cuanto a la potencia exigida acada una de las fuentes.
Figura 23

Según esto, dependiendo de lo crítico que pueda llegar a ser la distribución de potencia entre las fuentes, o el número de fuentes necesarias, se podrían escoger diversas soluciones para el mismo problema.

4.2. Conexión Paralelo
La conexión paralelo se realiza cuando se desea obtener una corriente mayor a la especificada por cada una de las fuentes.

Paratal fin se conectan las fuentes entre sí, pero se debe adicionar una resistencia muy pequeña (resistencia de drenaje, fuga, sangrado o bledder) en la que caen las pequeñas diferencias de voltaje que podrían existir entre una u otra fuente.

Ejemplo: Se tiene una carga de 5 , la cual se desea alimentar con 25 V y para tal fin se cuenta con cinco fuentes variables de 0 V a 30 V y limitación decorriente de 2 A. Diseñe la configuración para alimentar la carga con el voltaje y la corriente adecuada.

Solución: En este caso, cada fuente puede entregar el voltaje necesario para alimentar a la carga, pero cada una de ellas no puede entregar la corriente necesaria:

Puesto que su limitación va hasta 2 A, se hace necesario conectar las fuentes en paralelo para aumentar la corriente. Paralograr la corriente exigida es necesario usar al menos tres fuentes (), las cuales se ajustan a 25 V. (Figura 24).

Figura 24

Al igual que en el caso de fuentes en serie, la entrega de potencia también puede llegar a ser un factor crítico.

Para este ejemplo la potencia suministrada por cada fuente es igual a la de las demás, ya que todas las fuentes son iguales, por lo tanto cada una...