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LW1DSE > TECH 09.10.17 07:22l 220 Lines 11393 Bytes #999 (0) @ WW
BID : 632-LW1DSE
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Subj: Fuentes Conmutadas #35 [CP437]
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Sent: 171008/1144Z @:LU7DQP.#LAN.BA.ARG.SOAM #:20142 [Lanus Oeste] FBB7.00i
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To : TECH@WW
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ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍ»
º FUENTES DE ALIMENTACION CONMUTADAS º
º Por Osvaldo LW1DSE º
ÈÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍͼ
En el cap¡tulo anterior vimos como se procede a filtrar el ruido
que generan las fuentes de alimentaci¢n conmutadas, as¡ tambi‚n cualquier
otro dispositivo que hace uso de energ¡a de RF para funcionar. Dije adem s
que antes del convertidor propiamente dicho se coloca un dispositivo limitador
de la corriente de entrada de la misma.
Tanto en aquellas fuentes que tienen o carecen de un PFC, se necesita
colocar a la entrada un capacitor electrol¡tico de gran valor para atenuar
el ripple de baja frecuencia proveniente de la rectificaci¢n en onda completa
de la tensi¢n de entrada de 220VAC (50Hz en Argentina).
En ambos casos, se dispone de un capacitor electrol¡tico de gran valor
para almacenar energ¡a de la red de canalizaci¢n durante los intervalos de
tiempo en los cuales la tensi¢n de la misma (cruces por cero) no alcanza para
mantener la fuente alimentada, caso contario la fuente se estar¡a encendiendo
y apagando cada 10 ms creando una perturbaci¢n ac£stica innecesaria.
Cada vez que esa fuente sea encendida desde un interruptor de l¡nea,
dicho capacitor genera un pico de consumo elevad¡simo durante el primer ins-
tante del encendido, el cual puede perjudicar al mismo capacitor, rectifica-
dor, interruptor, y la misma l¡nea. Es por lo tanto necesario disponer de un
mecanismo que limite a valores seguros dicha corriente transitoria. Por lo
general se apela a una resistencia de bajo valor, del orden de la decena de
ohms, pero el segundo problema que esto genera, es una merma en la tensi¢n de
entrada en r‚gimen normal, bajando el rendimiento del convertidor completo y
a¤adiendo una generaci¢n de calor indeseada dentro del gabinete de la fuente.
Es por ello que se han dise¤ado distintas soluciones para que dicho resistor
est‚ presente en el circuito algunos pocos segundos luego de la conexi¢n a red.
Una de las soluciones adoptadas en fuentes de baja potencia, es de
disponer de un resistor de bajo valor, unos 2 a 5ê en serie con uno o ambos
conductores de entrada, y que dado el bajo consumo de la misma y el relativo
bajo valor del capacitor, no generan demasiados inconvenientes. Otra soluci¢n
a£n mejor, es dipsoner de un resistor de coeficiente de temperatura negativo,
NTC que presente, por ejemplo, unos 20ê cuando est fr¡o, y al ir calentando
baja su resistencia a menos del ohm. De esa manera, la eliminaci¢n del tran_
sitorio y su posterior desconexi¢n del circuito es autom tica. Es de uso habi_
tual en fuentes de monitores de TRC para PC's, y fuentes discretas del orden
de los 100-200 Watts de potencia.
\ / -TøC
oÄÄÄo \oÄÄÄÄı±±ÄÄÄÄo
L /
Entrada Al filtro Figura 1: el uso de un NTC para aliviar
de l¡nea. el transitorio de encendido.
N \
oÄÄÄo \oÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄo
Para valores mayores, se hace uso de una t‚nica un poco m s compleja.
Algunas veces se utiliza una resistencia de bajo valor (10-20ê), un tiristor
a la salida del puente rectificador o un TRIAC del lado de alterna del mismo,
para puentear dicha resistencia una vez que el conversor ha arrancado, figu-
ras 2 y 3.
Rlim
\
oÄÄÄo \oÄÄÄÂÄı±±ÄÄÂÄÄo
L ³ ³ Figura 2: Uso de un TRIAC para
³ ³<³ ³ puentear la resistencia limitadora.
ÀÄÄ´ ÃÄÄÁÄÄo
³>³\ÄÄÄÄoA un devanado R1 es del orden de los 15Kê 1 Watt,
Entrada aislado del y el FOTOTRIAC, alguno con detecci¢n
TRIAC transformador de cruce por cero, tipo MOC3021
de la fuente. o similar.
N \
oÄÄÄo \oÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄo
Rlim
\
oÄÄÄo \oÄÄÄÂÄı±±ÄÄÂÄÄo
L ³ ³
³ ³<³ ³
ÃÄÄ´ ÃÄÄÙ TRIAC
³ ³>³\Ä¿
± ³
R1± ³
± ³
³ ³<³ ³ ÚÄÄÄÄÄÄo
ÀÄÄ´ ÃÄÄÙ FOTOTRIAC Á
³>³ <-----------------< ^ LED Polarizaci¢n
N \ Â
oÄÄÄo \oÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄo ÀÄÄÄÄÄÄo
ÚÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄ¿
\ ³ ³ ³ ³
oÄÄÄo \oÄÄo oÄÄÄÄÄo~ +oÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄo
L ³ ³ ³ ³ Figura 3: Conexi¢n de un
³ ³ ³Recti-³ + tiristor para reducir el
³filtro³ ³fica- ³ transitorio de encendido.
Entrada ³ de ³ ³dor ³
³l¡nea ³ ³ ³ Rlim -
N \ ³ ³ ³ ³
oÄÄÄo \oÄÄo oÄÄÄÄÄo~ -oÄÄÂÄı±±ÄÄÂÄo
³ ³ ³ ³ ³ ³
ÀÄÄÂÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³
³ ÃÄÄ´<ÃÄÄÙTh
³ ³ /
ÄÁÄ Tierra ³ ÀÄÄÄÄÄÄo De un devanado del trafo
/// ÀÄÄÄÄÄÄÄÄo aislado, y rectificado.
Otras veces se utiliza con igual resultado un relay, el que actuar
eliminando al resistor. Puede ser un circuito temporizado propiamente dicho,
o uno que funcione directamente al iniciar el convertidor principal.
Rlim
\
oÄÄÄo \oÄÄÄÂÄı±±ÄÄÂÄÄo
L ³ ³ Figura 4: Un relay electromagn‚tico para
³ \ ³ puentear la resistencia limitadora del
ÀÄÄo \oÄÙ Al transitorio.
Entrada K1 filtro
N \
oÄÄÄo \oÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄo
Cada uno de estos dispositivos, a su vez, tiene sus inconvenientes.
Los comandados por relay, suelen chisporrotearse los contactos, aumentando
progresivamente su resistencia, hasta superar a la resistencia limitadora,
con lo cual su eficacia se ve opacada. Por su parte, los NTC suelen estallar
en ciertas circunstancias, dejando a la fuente inoperativa. Finalmente, los
circuitos implementados con semiconductores suelen ponerse en cortocircuito
eliminando por completo la limitaci¢n de corriente. Si el dispositivo que
saca de circuito la resistencia quedara abierto, por lo general ‚sta queda
permanentemente en servicio, por lo cual en pocos instantes quedar sobre-
calentada y terminar por quemarse o abrirse totalmente dejando la fuente
fuera de servicio.
Adem s, en muchos casos se agregan a la salida del filtro, dispositivos
destinados a eliminar transitorios de alta tensi¢n simpre presentes en la red
y que de perdurar en el tiempo, destruir¡an el convertidor. Estos elementos
se conocen con el nombre de Varistores, MOV's (Metal Oxide Varistor) o VDR's
(Voltage Dependent Resistor), son elementos semiconductores que presentan muy
alta impedancia a tensiones normales, pero r pidamente bajan su resistencia
cuando la tensi¢n en bornes crece a partir de un umbral determinado. Deben ser
por lo tanto, conectados en paralelo sobre la entrada. Un varistor usual puede
drenar varios cientos de amperes en pulsos de muy corta duraci¢n. Los mayor_
mente usados son los de ¢xido de zinc. Dicha capacidad va ligada al di metro
y al espesor del cuerpo del dispositivo.
f1 ÚÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄ¿
\ ³ ³ MOV ³ ³
oÄÄÄo \oÄo~oÄo oÄÄÂÄÄÄo~ +oÄÄÄo
L ³ ³ ³ ³ ³ Figura 5: Conexi¢n de un
³ ³ ÚÁ¿ ³Recti-³ + varistor para atenuar los
³filtro³ ³ ³ ³fica- ³ pulsos transitorios de elevado
Entrada ³ de ³ ³ ³ ³dor ³ valor provenientes de la red.
³l¡nea ³ ÀÂÙ ³ ³ -
N \ ³ ³ ³ ³ ³
oÄÄÄo \oÄÄÄÄÄo oÄÄÁÄÄÄo~ -oÄÄÄo
³ ³ ³ ³
ÀÄÄÂÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÙ
³
³
ÄÁÄ Tierra
///
De ‚sta manera, la impedancia del filtro de l¡nea actuar como carga
para el MOV, limitando la amplitud de los pulsos transitorios que entran por
l¡nea. Si la duraci¢n es muy prolongada, el varistor puede ponerse definitiva_
mente en cortocircuito por exceso de disipaci¢n, en cuyo caso actuar el fu_
sible f1. Este mecanismo, a su vez, nos brinda seguridad ante un descuido en
el manejo de la fuente, por ejemplo, si la misma es monotensi¢n de entrada
(110VCA) y accidentalmente la conectamos a 220VCA, la parte de potencia ser¡a
r pidamente destruida, de no contar con el varistor, en cuyo caso tambi‚n ac_
tuar f1.
Algunos aparatos, principalmente destinados a uso industrial, no usan
corriente alternada de red como suministro, sin¢ tensiones menores (24V) y en
casi la mayor¡a de los casos, de continua. En tales circunstancias, se coloca
un simple diodo en serie con la entrada que prevenga ante una inversi¢n acci_
dental del suministro. Pero, cuando las potencias son grandes, este diodo en
serie representa un problema. Por lo tanto, se colocan unos diodos especiales
llamados en la literatura "Transorbs", "Transils", u otras denominaciones co_
merciales. Son diodos que tienen la propiedad de avalancharse cuando la tensi¢n
en inversa supera un umbral definido de potencial, fallando a la condici¢n de
cortocircuito. Se diferencian de un zener convencional, en que la avalancha se
produce de manera m s brusca que en estos £ltimos. Adem s, act£an como protec_
tores contra inversi¢n de polaridad, figura 6. Una mala conexi¢n pone al diodo
en directa, volando f1. Una repitencia de picos de tensi¢n por encima del valor
de avalancha de d1, tiene el mismo resultado.
\
oÄÄÄo \oÄo~oÄÄÂÄÄÄo
+ ³ Figura 6: Uso de Transorbs o Transils para
³ limitar la tensi¢n de entrada y.
ÚÁÙ evitar la inversi¢n de polaridad
^ accidental.
Entrada ÄÂÄ
³
- ³
oÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄo
ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍ»
º Redacci¢n y dibujos en ASCII por LW1DSE Osvaldo F. Zappacosta. º
º Barrio Garay, Almirante Brown (1846), Buenos Aires, Argentina. º
º Realizado con Editor de Texto de MSDOS 7.10's (edit.com) en mi AMD's 80486.º
º 26 de mayo de 2012. º
º Revisado y actualizado 02 de septiembre de 2017. º
ÈÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍͼ
Fin del cap¡tulo #35.
ÉÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍ»
º Osvaldo F. Zappacosta. Barrio Garay (GF05tg) Alte. Brown, Bs As, Argentina.º
º Mother UMC æPC:AMD486@120MHz 32MbRAM HD SCSI 8.4Gb MSDOS 7.10 TSTHOST1.43C º
º 6 celdas 2V 150AH. 18 paneles solares 10W. º
º lw1dse@yahoo.com ; lw1dse@gmail.com º
ÈÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍͼ
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