De hecho, puede utilizar una fuente de alimentación de CA para crear una fuente de alimentación de CC estable.
Este principio exacto está abundantemente presente en casi todos los dispositivos electrónicos que conozca, como cargadores de teléfonos celulares, fuentes de alimentación de computadoras, alternadores de baterías de automóviles, etc.
Cada dispositivo se conecta a una fuente de alimentación que es CA, pero lo convierte a CC antes de usarlo.
Un circuito fundamental de CA a CC: Rectificará la entrada en una sola salida de polaridad. Filtrando esa salida para aplanarla en una forma de onda similar a DC, y finalmente la conversión DC para asegurar que la salida se fije a un nivel de voltaje DC específico.
-
Rectificación : este es el proceso de convertir una fuente de energía de una corriente oscilante en una corriente continua de polaridad única (CC). Hay muchas soluciones, pero la más sencilla de entender es el " Rectificador de media onda ":
Elrectificadordemediaondadearribatieneundiodoquesolopermitequelacorrientepositivafluyaatravésdelasalida"R". El diodo bloquea toda corriente de entrada negativa para que no pase a la salida.
Esta salida rectificada "R" no es nuestro DC deseado todavía. El siguiente paso es filtrar la señal.
-
Filtrado : este es el proceso de tomar una entrada esporádica y convertirla en una salida suave casi de CC. La forma más sencilla de lograr esto es colocando un condensador en paralelo con la salida. Esto se denomina comúnmente " Filtro RC ":
Elcondensadorsellenarádecargamientrasestépresentelaondapositiva(punto-púrpura).
Duranteelespaciovacíoentreciclospositivos,elcondensadorliberaráesacargaenlasalida"R". Puede ver esta interacción en la curva de salida resultante (línea verde oscuro). La elección de un capacitor lo suficientemente grande asegurará que nuestra salida no vea la caída de corriente demasiado abajo y la salida percibirá una fuente de casi CC.
Para algunas aplicaciones, esta falta de verdadera precisión de CC es aceptable, y lo haríamos aquí. Para las aplicaciones que necesitan un verdadero suministro de CC, necesitaremos para realizar una conversión de DC a DC.
-
Conversión de CC a CC : este es el proceso que toma un voltaje de entrada variable y produce una salida de CC fija a un voltaje diferente. Existen muchas soluciones que realizan esta operación, la más simple usa un solo interruptor y aprovecha las propiedades físicas de los inductores. Se llaman " Convertidores de potencia en modo conmutado ". Algunos ejemplos de algunos tipos de convertidores de modo conmutado son:
- Convertidores Buck-Boost (producen un voltaje de CC más alto o más bajo)
- Convertidores Buck (producir un voltaje de CC más bajo)
- Convertidores de refuerzo (producir un voltaje de CC más alto)
Veamos un circuito básico de Boost Converter :
La intuición puede ser un poco masticable aquí, así que tengan paciencia conmigo.
Los inductores tienen dos propiedades para esta aplicación: (1) Los inductores almacenan energía en un campo magnético a su alrededor. (2) Los inductores resisten el cambio de corriente. Si la corriente deja de fluir hacia un inductor, el campo magnético liberará su energía en el circuito para mantener la corriente estable.
El convertidor Boost tiene un interruptor (indicado por el símbolo de la flecha).
Cuando el interruptor está cerrado , la fuente de alimentación (símbolo similar a un círculo en el izquierda) cortocircuito. Esto producirá una gran corriente a través del inductor, y el inductor generará un campo magnético.
Luego se abre el interruptor , cortando la corriente que atraviesa el inductor.
El inductor resistirá este cambio e intentará mantener la misma corriente fluyendo a través de él. El inductor colapsará su propio campo magnético y forzará esa misma cantidad de corriente a través del diodo en serie y la carga en serie. Este abrupto aumento en la corriente producirá un alto voltaje a través de la carga, aumentando de manera efectiva a un nuevo voltaje de CC.
Al variar el tamaño del inductor, agregar filtrado de salida y variar la frecuencia de conmutación, producirá una fuente de alimentación de salida de CC limpia.
Este es un tema fascinante, y estoy muy contento de que haya hecho esta pregunta. Si desea ampliar su comprensión aún más, hay una gran cantidad de información gratuita en YouTube y en otros sitios de la web.
Utilicé los siguientes recursos para los gráficos:
Rectification - http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_5.html
Filtering - http://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_5.html
DC-DC - https://en.wikipedia.org/wiki/Boost_converter