¿Qué es un Convertidor de Tensión?
Un convertidor de tensión es un dispositivo diseñado para proveer la energía requerida a una tensión específica, llevando a cabo la conversión y ajuste necesarios.
Su tarea principal es transformar una determinada tensión de entrada en una tensión de salida diferente. Estos convertidores resultan especialmente útiles cuando se manejan tensiones de alimentación distintas en diversas regiones o países, asegurando así el correcto funcionamiento de equipos electrónicos y electrodomésticos. Esta adaptación posibilita el uso continuado de dichos dispositivos en la región original al viajar al extranjero o trabajar en otras áreas geográficas.
Es fundamental considerar los requerimientos energéticos que serán sometidos a conversión. Si la capacidad del convertidor de tensión resulta insuficiente, el suministro eléctrico podría volverse inestable. Por consiguiente, es esencial verificar los requisitos de potencia y seleccionar un convertidor de tensión con la capacidad adecuada para garantizar un funcionamiento eficiente y seguro.
Usos de los Convertidores de Tensión
Los convertidores de tensión se utilizan en diversas aplicaciones. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de los convertidores de tensión
1. Viajes Internacionales y de Negocios
Los distintos países y regiones pueden tener tensiones de alimentación diferentes. Los convertidores de tensión permiten utilizar equipos electrónicos y electrodomésticos del país de origen en entornos con tensiones diferentes. En las actividades comerciales en distintas regiones, como en las sucursales o proyectos de una empresa en el extranjero, pueden ser necesarios convertidores de tensión para adaptarse al suministro eléctrico local.
Los convertidores de tensión también son necesarios cuando los aparatos electrónicos y electrodomésticos importados del extranjero se utilizan en el entorno de suministro eléctrico del país de origen. Un ejemplo de ello es cuando se utilizan hornos microondas y frigoríficos que funcionan con voltajes diferentes de acuerdo con el suministro eléctrico del país de origen.
2. Industria
Las fábricas e instalaciones de fabricación pueden utilizar máquinas y equipos que requieren diferentes tensiones de alimentación. Los convertidores de tensión se utilizan para suministrar a estas máquinas y dispositivos la tensión necesaria para garantizar su funcionamiento normal. Cuando se utilizan en estas aplicaciones, suelen denominarse transformadores o transformadores.
El sector industrial también necesita integrar la energía procedente de fuentes de energía renovables y generadores en las aplicaciones industriales. Los transformadores de tensión pueden convertir la tensión de salida de las energías renovables en una red eléctrica industrial, garantizando así un suministro energético eficiente.
3. Protección de Equipos Electrónicos
Los convertidores de tensión se utilizan para proteger los equipos electrónicos contra tensiones incorrectas. Los equipos electrónicos deben alimentarse dentro del rango de tensión correcto. Si la tensión de alimentación es demasiado alta o demasiado baja, puede provocar fallos o daños en los equipos.
Principio de los Convertidores de Tensión
Los principios comunes de los convertidores de tensión son la conversión de potencia y el aislamiento.
1. Conversión de Potencia
Los convertidores de tensión convierten la potencia de entrada para producir potencia de salida. Las características de la fuente de tensión y potencia en el lado de entrada se procesan en el convertidor para proporcionar la tensión y potencia necesarias en el lado de salida.
La conversión suele diseñarse en función de la diferencia de tensión entre la entrada y la salida, la eficiencia energética y el mantenimiento de la estabilidad.
2. Aislamiento
Los convertidores de tensión suelen proporcionar aislamiento entre la entrada y la salida. Garantizar el aislamiento eléctrico entre los lados de entrada y salida proporciona seguridad y protección.
El aislamiento garantiza que los efectos de la tensión y el ruido entre la entrada y la salida estén mutuamente aislados y evita que se produzcan cortocircuitos y fallos eléctricos.
Tipos de Convertidores de Tensión
Los convertidores de tensión pueden clasificarse en dos tipos principales: de tipo transformador y de tipo conmutación.
1. Tipo Transformador
Los convertidores de tensión de tipo transformador utilizan una bobina y un núcleo de hierro para convertir la tensión. Las bobinas de entrada y salida se enrollan alrededor del núcleo de hierro del transformador.
Cuando se aplica una tensión alterna a la bobina de entrada, la corriente que atraviesa la bobina genera un campo magnético en el núcleo. Este campo magnético se induce en la bobina secundaria y se genera una tensión en el lado de salida. La relación de vueltas del transformador determina la relación entre la tensión de entrada y la de salida.
En función de la relación de vueltas, se puede ajustar la tensión de salida. También sirve para proteger el equipo correspondiente aislando las tensiones de entrada y salida. Sin embargo, sólo puede utilizarse con corriente alterna y la frecuencia no puede modificarse.
2. Tipo de Fuente de Alimentación Conmutada
Los convertidores de tensión de tipo fuente de alimentación conmutada utilizan elementos de conmutación de alta frecuencia para controlar la fuente de alimentación de entrada. Normalmente se utilizan transistores o MOSFET. La tensión de salida se controla conectando y desconectando la fuente de alimentación de entrada a alta velocidad.
Cuando el elemento de conmutación está encendido, está conectado a la fuente de alimentación y almacena energía. Cuando el elemento de conmutación está apagado, se desconecta de la fuente de alimentación y la energía almacenada se suministra al lado de salida. La tensión de salida puede regularse controlando el tiempo de conexión/desconexión de los elementos de conmutación y la relación entre el tiempo de conexión/desconexión.
En el formato de conmutación, las frecuencias y las tensiones pueden convertirse a voluntad. El formato de conmutación también se utiliza para la conversión entre CA y CC. Las aplicaciones incluyen inversores y acondicionadores de potencia fotovoltaica.