¿Qué son unas Fuentes de Alimentación Por Impulsos?
Una fuente de alimentación por impulsos es un dispositivo que emite altas tensiones de varios kilovoltios durante escalas de tiempo extremadamente cortas.
La característica principal es que la salida de alta tensión se repite a altas frecuencias (~100 kHz), a pesar del tiempo de subida extremadamente rápido de la tensión. El aumento de temperatura del propio equipo y del espacio puede suprimirse porque la salida no es continua y hay un tiempo de enfriamiento.
Se utilizan en aplicaciones académicas e industriales que requieren una salida de alta tensión (por ejemplo, fuentes de alimentación para la generación de plasma).
Usos de las Fuentes de Alimentación por Impulsos
Las fuentes de alimentación por impulsos se utilizan a menudo como fuentes de alimentación para equipos de aplicación de plasma.
Las partículas cargadas como la luz, los electrones y los iones generados por el plasma se utilizan para afectar a los objetos, y las ondas de choque generadas por las descargas pulsadas se utilizan para la esterilización y el tratamiento del agua.
Otras aplicaciones incluyen el accionamiento de láseres de alta potencia y eficacia, como los láseres de excímeros, que requieren una fuentes de alimentación por impulsos de corta duración y alta potencia debido a la necesidad de excitación instantánea del gas láser. También existen aplicaciones para el accionamiento de estos láseres de alta potencia.
Principio de las Fuentes de Alimentación Por Impulsos
La alimentación de CA de una fuente de alimentación por impulsos se convierte primero en CC mediante un circuito rectificador y se carga en los condensadores electrolíticos integrados en la fuente de alimentación.
La energía cargada se convierte en impulsos mediante transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), un tipo de semiconductor de potencia que permite conmutar rápidamente grandes potencias.
Además de los IGBT, se utiliza un elemento llamado reactor saturable. El reactor saturable tiene una alta permeabilidad magnética en el rango de corriente baja y no permite que la corriente pase a través de él, pero a medida que la corriente aumenta y la densidad de flujo magnético supera un cierto nivel, es capaz de permitir que la corriente pase a través de él.
Además, la tensión de impulso generada se induce en un reactor saturable proporcionado en la siguiente etapa. Utilizando un circuito de compresión magnética de este tipo, pueden enviarse a la carga impulsos cortos comprimidos a menos de 100 ns. La relación entre la velocidad de carga del condensador y el valor de saturación de la reactancia saturable determina la característica de tensión de carga del circuito.
Si la inductancia del reactor es menor que la de la primera etapa, se puede generar una tensión de impulso más corta. Si se necesitan pulsos más cortos, se puede utilizar un reactor saturable de varias etapas.