Fuente de Alimentación Conmutada: Funcionamiento y Aplicaciones
La fuente de alimentación conmutada (fap-150-24v) permite que la corriente alterna se convierta en corriente continua, siendo ideal para proporcionar una fuente confiable y constante de electricidad para productos LED.
En esencia, una fuente de alimentación, también conocida como fuente de poder, es un dispositivo que transforma la corriente alterna en corriente continua o directa. El uso principal de la fuente de alimentación es proteger los aparatos que conforman una unidad, protegiéndolos así de sobrecargas de electricidad. A su vez limita la tensión y el voltaje de la misma para evitar irregularidad en el circuito de ciertos aparatos.
Existen dos clases principales de fuentes de alimentación:
- Fuentes de alimentación convencionales o lineales
- Fuentes de alimentación conmutadas o switching
Este aparato conforma una parte importante en el equipo de trabajo de cualquier sitio mencionado anteriormente. Ahora que sabemos qué hace, la duda más común es entender, ¿Cómo lo hace?
Componentes clave de una fuente de alimentación:
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- Transformador de entrada: Lo conforman un conjunto de láminas de hierro con poca separación entre ellas.
- Filtro: Es el resultado de la asociación entre un diodo y el condensador formando un circuito eléctrico.
- Regulador lineal: También conocido como regulador de tensión es un elemento activo que forma parte de la fuente.
La mayoría de estos dispositivos son controlados por un microprocesador que les permite desarrollar otras funciones como: Detección automática de no carga o sobrecarga, cortocircuitos, sobrecalentamiento de sistema, entre otros.
Diversas aplicaciones:
La fuente de alimentación DC 24V 6.5A es ideal para realizar conexiones de ilumiación LED que requieren hasta 150W de potencia. Para uso interior: es una fuente de alimentación de uso interior exclusivamente. NO es a prueba de agua.
Más seguridad:
Protección de cortocircuito integral, sobrecarga y sobretensión.
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Características:
- Chasis de acero más grueso, elegante y duradero. Diseño de mango para un fácil manejo.
- Para ser más precisos los valores de voltaje y corriente, se ha diseñado un ajuste fino y grueso.
- Puede ser conversión automática con voltaje constante y corriente constante, por lo que no solo se puede utilizar como fuente de alimentación de voltaje constante, sino que también se puede utilizar como fuente de alimentación de corriente constante.
- Protección: protección contra sobretensión (OVP), protección contra Sobrecorriente (OCP), protección contra sobrecalentamiento (OTP).
- Diseño de circuito razonable, los componentes clave son importados, se pueden utilizar para un funcionamiento a carga completa de 24 horas.
- Preregulador de conmutación PWM, modo de ajuste lineal MOS, alta eficiencia, ahorro de energía y protección del medio ambiente.
- Ventilador inteligente controlado por temperatura.
Aplicaciones:
- Pruebas de envejecimiento de productos industriales para motores de CC, ventiladores de CC, DVD de coche, audio de coche, resistencias, condensadores, etc.
- Perfecto para cargar las baterías, puede proporcionar una carga de corriente constante, luego una carga constante por goteo con voltaje constante, evita la sobrecarga, protección de la batería, extendiendo eficazmente la vida de la batería.
- Industria del inversor: supera el problema de la conversión atascada del relé de potencia lineal, velocidad de respuesta rápida, para cumplir con el cambio instantáneo en los requisitos de carga.
- Prueba LED y envejecimiento.
- Otros.
Parámetros:
- Entrada de voltaje: ca 220V 50Hz110V 60Hz (personalizable)
- Salida de voltaje: CC 0-30V ajustable
- Salida de corriente: CC 0-10A ajustable
- Resolución: voltaje 0,1 V, corriente 0.1A
- Precisión: +/-1% +/-1 dígito
- Estabilidad del voltaje: ≤ 0.05% + 1mV
- Estabilidad de la corriente: ≤ 0.1% + 10mA
- Estabilidad de carga: CV ≤ 0.1% + 1mV CC ≤ 0.1% + 10mA
- Ondulación y ruido: CV ≤ 10mV(RMS) CC ≤ 20mA(RMS)
- Método de refrigeración: ventilador inteligente controlado por temperatura.
- Ambiente de Trabajo:-10-40 ° c Humedad Relativa <80%
Como Funciona la Fuente conmutada utilizando el SD6834 y el tl431
Las fuentes de alimentación o fuentes de poder han sido diseñadas para el uso en el sector industrial, laboratorios y en las telecomunicaciones.Estos aparatos son módulos eléctricos que proporcionan corriente y tensión a otros grupos eléctricos. Las fuentes de alimentación regulan la corriente suministrada por la compañía de electricidad fijada en 230 V a un nivel más bajo seleccionable por el usuario. Las fuentes de alimentación o fuentes de poder disponen de un rango de corriente y de tensión fijo o ajustable. Esto permite limitar, a través de las fuentes de alimentación o fuentes de poder, la corriente o tensión a un nivel determinado.
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A continuación, se presenta una tabla comparativa con los parámetros de las fuentes de alimentación convencionales y conmutadas:
| Característica | Fuente de Alimentación Convencional | Fuente de Alimentación Conmutada |
|---|---|---|
| Tamaño | Mayor | Menor |
| Eficiencia | Menor | Mayor |
| Complejidad | Menor | Mayor |
| Peso | Mayor | Menor |
| Costo | Menor | Mayor |
Composición de las fuentes de alimentación:
Una fuente de alimentación o fuente de poder convencional o lineal se compone por lo general de un transformador, un rectificador, un filtro y un regulador de tensión. Hoy en día las fuentes de alimentación convencional o lineal con un transformador pesado se usan sólo para aplicaciones especiales. Tienden ser más complejas en la medida que deban suministrar mayor corriente.
En el proceso de transformación, a través de una bobina, se reduce la tensión que entra a la fuente. La generada por la red eléctrica (220v), la pasamos a una tensión menor. (habitualmente). Como la corriente es alterna, es necesario rectificarla por medio de un puente de diodos. Rectificando, el voltaje se mantendrá siempre por encima de los 0 voltios. Ya teniendo la corriente continua, se filtra la señal con condensadores, para eliminar las oscilaciones. Finalmente, el regulador es el encargado de estabilizar la señal para que en caso de que aumente o disminuya la entrada a la fuente, no se vea afectada la salida de la señal.
Uso de las fuentes conmutadas:
Una fuente de alimentación o fuente de poder conmutada o switching usa la señal de control para variar el ancho de pulso, tomando de la alimentación solamente la energía requerida por la carga. En todas las topologías de fuentes de alimentación conmutadas o switching, se apagan y se encienden los transistores completamente. Así, idealmente, las fuentes de alimentación conmutadas o switching son 100 % eficientes. Estas fuentes, aunque tienen la misma potencia que una fuente lineal, es más pequeña y eficiente. Este dispositivo transforma la energía mediante transistores en conmutación.
En una fuente de alimentación conmutada o switching la onda cuadrada que resulta se emplea en transformadores con núcleo de ferrita con el propósito de obtener voltajes de corriente alterna que son rectificados mediante diodos rápidos y filtrados con inductores y condensadores, para lograr salida de corriente continua.
HVPOWER diseña y fabrica fuentes de alimentación o fuentes de poder convencionales o lineales o conmutadas o switching con una salida fija o ajustable de corriente o tensión.
Tipos de fuentes de alimentación:
- Fuente de Alimentación o Fuente de Poder Tiristorizada AC/DC Transportable.
- Voltaje de Entrada: 220Vac Monofásico.
- Rango Posible a Elegir Potencia: Desde 0 a 1.000 Watts.
- Rango Posible a Elegir Voltaje de Salida: 0Vdc - 180Vdc Estabilizados.
- Fuente de Alimentación o Fuente de Poder Regulable en Voltaje y Corriente.
Corriente Alterna (CA) vs. Corriente Continua (CC)
Tanto la CA como la CC describen tipos de flujo de corriente en un circuito. En la corriente continua (DC), la carga eléctrica (corriente) sólo fluye en una dirección. En cambio, la carga eléctrica de la corriente alterna (CA) cambia de dirección periódicamente. La mayor parte de la electrónica digital que construyas utilizará corriente continua. Sin embargo, es importante entender algunos conceptos de la CA. La mayoría de las casas están cableadas para CA, así que, si planeas conectar tu proyecto a una toma de corriente, tendrás que convertir la CA en CC.
Corriente Alterna (CA):
La corriente alterna describe el flujo de carga que cambia de dirección periódicamente. En consecuencia, el nivel de tensión también se invierte junto con la corriente. La CA puede producirse mediante un dispositivo llamado alternador. Se hace girar un bucle de alambre dentro de un campo magnético, que induce una corriente a lo largo del alambre. La rotación del cable puede provenir de cualquier medio: una turbina eólica, una turbina de vapor, agua, etc. Como el cable gira y entra en una polaridad magnética diferente periódicamente, la tensión y la corriente se alternan en el cable.
La corriente alterna puede adoptar diversas formas, siempre que la tensión y la corriente sean alternas. Si conectamos un osciloscopio a un circuito con corriente alterna y trazamos su tensión a lo largo del tiempo, podemos ver varias formas de onda diferentes. El tipo más común de CA es la onda sinusoidal.
A menudo queremos describir una forma de onda de CA en términos matemáticos. Para este ejemplo, utilizaremos la onda sinusoidal común. V(t) es nuestro voltaje en función del tiempo, lo que significa que nuestro voltaje cambia a medida que cambia el tiempo. VP es la amplitud. f describe la frecuencia de la onda sinusoidal. Se da en forma de hercios o unidades por segundo. t es nuestra variable independiente: el tiempo (medido en segundos). φ describe la fase de la onda sinusoidal. La fase es una medida del desplazamiento de la forma de onda con respecto al tiempo. Se suele indicar como un número entre 0 y 360 y se mide en grados. Debido a la naturaleza periódica de la onda sinusoidal, si la forma de onda se desplaza 360°, vuelve a ser la misma forma de onda, como si estuviera desplazada 0°.
Podemos recurrir a nuestro fiel enchufe para ver un buen ejemplo de cómo funciona una forma de onda de CA. En Estados Unidos, la corriente que llega a los hogares es de CA con unos 170V de cero a pico (amplitud) y 60Hz (frecuencia). Observa que, como habíamos previsto, la tensión sube hasta 170V y baja hasta -170V periódicamente. Además, cada segundo se producen 60 ciclos de la onda sinusoidal.
Si midiéramos la tensión en nuestros enchufes con un osciloscopio, esto es lo que veríamos (ADVERTENCIA: ¡no intentes medir la tensión en un enchufe con un osciloscopio! NOTA: Es posible que hayas escuchado que el voltaje de CA en los Estados Unidos es de 120V. Esto también es correcto. ¿Cómo? Cuando se habla de CA (ya que la tensión cambia constantemente), a menudo es más fácil utilizar una media o promedio. Para ello, utilizamos un método llamado “media cuadrática”. (RMS). A menudo es útil utilizar el valor RMS para la CA cuando se quiere calcular la potencia eléctrica.
Las tomas de corriente del hogar y de la oficina son casi siempre de CA. Esto se debe a que generar y transportar CA a través de largas distancias es relativamente fácil. A altas tensiones (más de 110kV), se pierde menos energía en la transmisión de la energía eléctrica. Mayores tensiones significan menores corrientes, y menores corrientes significan menos calor generado en la línea eléctrica debido a la resistencia. La CA también es capaz de alimentar motores eléctricos. Los motores y los generadores son exactamente el mismo dispositivo, pero los motores convierten la energía eléctrica en energía mecánica (si el eje de un motor gira, se genera una tensión en los terminales).
Corriente Continua (CC):
La corriente continua es un poco más fácil de entender que la corriente alterna. La CC se define como el flujo “unidireccional” de la corriente; la corriente sólo fluye en una dirección. La tensión y la corriente pueden variar con el tiempo siempre que el sentido del flujo no cambie. Para simplificar las cosas, supondremos que la tensión es una constante. ¿Qué significa esto? Significa que podemos contar con que la mayoría de las fuentes de corriente continua proporcionen una tensión constante a lo largo del tiempo. En realidad, una batería perderá lentamente su carga, lo que significa que el voltaje caerá a medida que se utilice la batería. Casi todos los proyectos y piezas de electrónica a la venta funcionan con corriente continua. Todo lo que funciona con una batería, se conecta a la pared con un adaptador de CA, o utiliza un cable USB para la alimentación se basa en la CC.
Casi todos los hogares y negocios están conectados a la corriente alterna. Sin embargo, no fue una decisión tomada de la noche a la mañana. En 1886, Ganz Works, una empresa eléctrica situada en Budapest, electrificó toda Roma con corriente alterna. Thomas Edison, por su parte, había construido 121 centrales de corriente continua en Estados Unidos en 1887.
CA vs. CC: La Guerra de las Corrientes:
A finales del siglo XIX, la corriente continua no se podía convertir fácilmente a altos voltajes. Por ello, Edison propuso un sistema de pequeñas centrales eléctricas locales que abastecían de energía a barrios individuales o secciones de la ciudad. La energía se distribuía mediante tres cables desde la central: +110 voltios, 0 voltios y -110 voltios. Las luces y los motores podían conectarse entre la toma de +110V o 110V y 0V (neutro). Aunque se tenía en cuenta la caída de tensión en las líneas eléctricas, las centrales debían estar situadas a menos de 1 milla del usuario final.
Con las patentes de Tesla, Westinghouse trabajó para perfeccionar el sistema de distribución de corriente alterna. Los transformadores proporcionaron un método barato para elevar el voltaje de la corriente alterna a varios miles de voltios y reducirlo a niveles utilizables. Con voltajes más altos, la misma potencia podía transmitirse con una corriente mucho menor, lo que significaba menos pérdida de energía debido a la resistencia de los cables.
Durante los años siguientes, Edison llevó a cabo una campaña para desalentar el uso de la corriente alterna en Estados Unidos, que incluía presionar a las legislaturas estatales y difundir desinformación sobre la corriente alterna. Edison también ordenó a varios técnicos que electrocutaran públicamente a animales con CA en un intento de demostrar que la CA era más peligrosa que la CC. En un intento de mostrar estos peligros, Harold P. En 1891, la Exposición Electrotécnica Internacional se celebró en Frankfurt (Alemania) y mostró la primera transmisión a larga distancia de CA trifásica, que alimentaba las luces y los motores de la exposición. Varios representantes de lo que se convertiría en General Electric estuvieron presentes y quedaron impresionados por la exhibición.
Westinghouse obtuvo un contrato en 1893 para construir una presa hidroeléctrica que aprovechara la energía de las cataratas del Niágara y transmitiera corriente alterna a Búfalo, Nueva York. El proyecto se completó el 16 de noviembre de 1896 y la corriente alterna comenzó a suministrar energía a las industrias de Búfalo. Este hito marcó el declive de la corriente continua en Estados Unidos.
El ingeniero suizo René Thury utilizó una serie de motogeneradores para crear un sistema de corriente continua de alto voltaje en la década de 1880, que podía utilizarse para transmitir energía de corriente continua a largas distancias. Con la invención de la electrónica de semiconductores en la década de 1970, se hizo posible la transformación económica entre CA y CC. Las líneas HVDC experimentan menos pérdidas que las líneas de CA equivalentes en distancias extremadamente largas. Además, el HVDC permite conectar diferentes sistemas de CA (por ejemplo, 50 Hz y 60 Hz).
Al final, Edison, Tesla y Westinghouse pueden ver cumplidos sus deseos.
Frecuencia de la Corriente Alterna:
La frecuencia de la CA es el número de ciclos por segundo de una onda sinusoidal de corriente alterna (CA). Dicho de otra forma, la frecuencia es la velocidad a la que la corriente cambia de sentido por segundo. Se mide en hercios (Hz), una unidad internacional de medida donde 1 hercio es igual a 1 ciclo por segundo.
En su forma más básica, la frecuencia es cuántas veces se repite algo. En el caso de corriente eléctrica, la frecuencia es el número de veces que una onda sinusoidal se repite, o completa, un ciclo de positivo a negativo.
Ejemplo: si una corriente alterna tiene una frecuencia de 5 Hz (véase el diagrama siguiente), eso indica que su forma de onda se repite 5 veces en 1 segundo. Cuantos más ciclos ocurren por segundo, mayor será la frecuencia.
Ondas sinusoidales de diferentes frecuencias
La siguiente es parte de la terminología relacionada con la frecuencia:
- Hercio (Hz): un hercio es igual a un ciclo por segundo.
- Ciclo: una onda completa de corriente alterna o tensión.
- Alternancia: la mitad de un ciclo.
- Período: el tiempo requerido para producir un ciclo completo de una forma de onda.
La frecuencia se utiliza normalmente para describir el funcionamiento del equipo eléctrico. A continuación, se muestran algunos rangos de frecuencia comunes:
- Frecuencia de línea de alimentación (normalmente de 50 Hz o 60 Hz).
- Unidades de frecuencia variable, que normalmente utilizan una frecuencia portadora de 1-20 kilohercios (kHz).
- Frecuencia de audio: 15 Hz a 20 kHz (el rango de audición humana).
- Radiofrecuencia: 30-300 kHz.
- Baja frecuencia: 300 kHz a 3 megahercios (MHz).
- Frecuencia media: 3-30 MHz.
- Alta frecuencia: 30-300 MHz.
Los circuitos y los equipos a menudo están diseñados para funcionar a una frecuencia fija o variable. Los equipos diseñados para funcionar a una frecuencia fija funcionan anormalmente si se operan en una frecuencia diferente a la especificada.
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