¿Qué es una Fuente de Alimentación de Alta Tensión?
Una fuente de alimentación de alta tensión es una fuente de alimentación que gestiona tensiones especialmente altas.
Las fuentes de alimentación de alta tensión son dispositivos diseñados para manejar tensiones especialmente altas. Se considera que una tensión es alta cuando alcanza varios miles de voltios, llegando incluso a varias decenas de miles de voltios o más. La definición técnica establece que la alta tensión se refiere a 600 V CA (750 V CC) o más.
En nuestra vida diaria, los dispositivos eléctricos que utilizamos suelen funcionar con tensiones más bajas, como 100 V CA o 200 V CA. Esto se debe a que la tensión estándar suministrada por las compañías eléctricas a nuestros hogares es de 100 V CA o 200 V CA.
Sin embargo, existen equipos y aplicaciones que requieren tensiones más altas que la fuente de alimentación estándar. Por ejemplo, algunos equipos necesitan generar tensiones superiores a las de la fuente de alimentación para su funcionamiento, o se utilizan en pruebas de resistencia a altas tensiones. En estos casos, se utilizan fuentes de alimentación de alta tensión, que son capaces de generar tensiones mayores que las utilizadas por los usuarios en general.
Usos de las Fuentes de Alimentación de Alta Tensión
Las fuentes de alimentación de alta tensión se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones que requieren altas tensiones y en pruebas de resistencia a la tensión. Algunos ejemplos de equipos que utilizan alta tensión son los utilizados en la pintura de carrocerías de automóviles, el tratamiento de superficies de metales y plásticos, los sistemas de radiación X para radioterapia y rayos X, así como los microscopios electrónicos.
Las pruebas de resistencia a la tensión se llevan a cabo en equipos eléctricos industriales, como cables eléctricos, para cumplir con las regulaciones de seguridad. Según la Ley de Seguridad de Aparatos y Materiales Eléctricos, es obligatorio realizar pruebas de tensión soportada y de aislamiento, que generalmente consisten en aplicar una tensión de 1500 V durante un minuto o 1800 V durante un segundo. Por lo tanto, las fuentes de alimentación de alta tensión son necesarias para cumplir con estos requisitos. También se utilizan en programas de formación práctica para obtener cualificaciones relacionadas con la manipulación de electricidad de alta tensión y de alta tensión especial.
Principio de las Fuentes de Alimentación de Alta Tensión
Las fuentes de alimentación de alta tensión utilizan convertidores para transformar la corriente alterna transmitida por la compañía eléctrica en una tensión continua. Esto se logra mediante un circuito rectificador que convierte la corriente alterna en corriente continua y suaviza la tensión utilizando un condensador electrolítico.
Sin embargo, este tipo de conversión básica solo produce una tensión continua baja, como 100 V o 200 V. Para obtener la alta tensión deseada, se requiere un método adicional. Un circuito comúnmente utilizado para aumentar la tensión es el circuito Cockcroft-Walton, que utiliza diodos y condensadores.
En este método, el condensador almacena la electricidad de la corriente alterna en una dirección y luego aumenta la tensión cuando fluye una corriente en la dirección opuesta. Este circuito se superpone al circuito rectificador descrito anteriormente y se conoce como circuito de duplicación de tensión o circuito generador de alta tensión.
Es importante destacar que el aumento de tensión en este circuito es una multiplicación par, por lo que no es posible obtener un aumento de tensión en un número impar de veces. Sin embargo, mediante la combinación adecuada de diodos de alta tensión y condensadores cerámicos, se pueden obtener altas tensiones de un kV o más.
Más Información sobre las Fuentes de Alimentación de Alta Tensión
1. Módulos de Alimentación de Alta Tensión
Los módulos de alimentación de alta tensión son capaces de suministrar altas tensiones generando aproximadamente 1 kV o más.
Entre ellos, los fabricantes de fuentes de alimentación con una reputación consolidada por su experiencia tecnológica en la reducción de tamaño mediante una alta eficiencia, al tiempo que garantizan un bajo nivel de ruido y fiabilidad, han logrado precios bajos mejorando la cantidad y la facilidad de uso de sus productos, y han modularizado estos módulos de alimentación de salida de alta tensión como productos de uso general.
Entre los principales fabricantes y productos de módulos de alimentación de alto voltaje se encuentran la serie OHV y otras de Bellnix, la serie TCR y otras de American High Voltage, la serie HGP y otras de Matsudate Precision, la HitekPower de General Products, la serie TMK de Takasago Mfg. Cuanto más aumente la corriente de salida, además de la alta tensión original, mayor será el tamaño del módulo, por lo que debe seleccionarse en función del uso real de la carga, prestando atención al margen, al aumento de temperatura y a la tensión de resistencia del aislamiento.
2. Tarjetas de Alimentación de Alta Tensión
Las tarjetas utilizadas en los circuitos de alimentación de alto voltaje deben seleccionarse cuidadosamente debido al alto voltaje implicado. Esto se debe a que cuanto mayor es la tensión, más exige la norma que la distancia de aislamiento de la placa sea suficiente. Para garantizar la seguridad, deben tomarse medidas de seguridad contra la tensión soportada y las descargas eléctricas, incluida la distancia de fuga y la distancia de aislamiento de la placa y la instalación de tomas de tierra de seguridad.
La norma IEC de algunos países, exige absolutamente un diseño del patrón de la placa que garantice una distancia de aislamiento entre los patrones de láminas de cobre conductoras de la placa de acuerdo con las normas del país respectivo. Si esto no se cumple, es una violación de la ley y está sujeto a sanciones como multas, y además de estar sujeto a sanciones, existe la posibilidad de que se pierda la propia credibilidad social. Tanto el fabricante como el usuario deben tener mucho cuidado.