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Convertidores de potencia

Capítulo 2

CAPITULO 2

CONVERTIDORES DE POTENCIA

2.1 INTRODUCCIÓN
El constante progreso y evolución de la ciencia y la tecnología ha provocado en los últimos
años un fuerte cambio en el tipo de cargas conectadas a la red eléctrica. Desde la década de
los años 70, son cada vez más los equipos que utilizan como interfase con la red eléctrica
un sistema nolineal. El número de cargas lineales, ya sean resistivas como el tradicional
alumbrado incandescente, ha ido decreciendo a favor de las cargas no lineales, también
llamadas cargas electrónicas como son los sistemas de calefacción o bien inductivas como
motores y el alumbrado fluorescente. En parte debido a la mejora en las técnicas de
conversión de potencia, ya que equipos que antiguamente seconectaban directamente a la
red eléctrica, ahora son alimentados a través de convertidores electrónicos, debido a que
estos son de menor tamaño y mejor rendimiento. Es el caso de equipos cada vez más
habituales tanto en los hogares como en los lugares de trabajo. Por ejemplo vídeos,
televisores, fotocopiadoras, fax, PC’s y sus periféricos, los distintos tipos de balastos
electrónicosutilizados en sistemas de iluminación, etc.

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Los convertidores son elementos capaces de alterar las características de la tensión y
la corriente que reciben, transformándola de manera optimizada para los usos específicos
donde va a ser destinada en cada caso. El espectacular avance de las telecomunicaciones en
los últimos años también ha contribuido engran medida al aumento del número de equipos
electrónicos conectados a la red de distribución eléctrica de baja tensión. Hay estudios que
afirman que hasta un 50% de la energía eléctrica consumida hoy en día en los países más
desarrollados sufre algún proceso electrónico [1].

En general, los circuitos electrónicos son alimentados con tensión continua pero por
el contrario, los equipossuelen obtener la energía eléctrica de la red de distribución de baja
tensión, por lo que en general siempre hay que hacer una primera conversión CA/CC.

2.2 CONVERTIDORES CA/CC

Los siguientes convertidores de CA/CC son los más usados y se observan en la
figura 2.1:

•

Rectificador monofásico de media onda

•

Rectificador de onda completa con transformador con derivación central

•Rectificador puente de onda completa

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Rectificador monofásico de media onda

Rectificador de onda completa con tranformador con
derivación central

Rectificador de onda completa

Figura 2.1 Configuración de rectificadores[3]

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El rectificador monofásico de media onda es un circuito queconvierte una señal
alterna en una señal continua. La ventaja de este circuito es lo sencillo que es, pero no se
utiliza para usos industriales. Conduce durante el medio ciclo positivo del voltaje de
entrada Vent, él cual aparece en la carga y durante el medio ciclo negativo el diodo está en
condición de bloqueo y el voltaje en la carga es cero.

En el caso del Rectificador de onda completacon transformador con derivación
central cada diodo va asociado con una mitad del transformador para operar como si fuera
un rectificador de media onda.

En el rectificador puente de onda completa durante medio ciclo positivo del voltaje
de entrada, se suministra potencia a la carga a través de D1 y D2. En el ciclo negativo, los
diodos D3 y D4 conducirán, así trabajarán cada par de diodoscomo rectificadores de media
onda. De esta forma se tiene un voltaje de corriente directa; sin embrago, ésta es muy
variante. Por otro lado, no todas las aplicaciones requieren un voltaje tan variante con un
rizo ∆Vsal (fig 2.2a). Por lo que es necesario proporcionar un voltaje con un rizo pequeño,
para ello se utiliza, un capacitor de salida el cual funciona como un filtro y mejora el voltaje...