Esta es una pregunta teórica fundamental sobre la potencia y la eficiencia de la fuente de voltaje de CA con una impedancia de salida muy baja, por ejemplo, un convertidor de CC-CA; Conversor de puente H o amplificador de clase E.
MI pregunta es:
¿La impedancia de la fuente del convertidor DC-AC siempre representa pérdidas?
Para seguir elaborando la pregunta,
Supongamos que el convertidor es una fuente sinusoidal pura con una impedancia de fuente de Rs . Entiendo que la impedancia de la fuente puede ser una cantidad variable en el tiempo, pero por el momento, supongamos que una impedancia de la fuente equivalente es Rs para una condición operativa determinada.
Con esta representación, sabemos cuándo Rs = RL, la potencia máxima se entrega a la carga y la eficiencia se convierte en 50%.
Mi pregunta aquí es que en implementaciones reales de dicho convertidor electrónico de potencia, cuando la carga está optimizada para entregar potencia máxima, ¿la eficiencia siempre se limita al 50%? Si no, ¿cómo se puede explicar? O, en otras palabras, ¿la impedancia de la fuente del convertidor DC-AC siempre corresponde a pérdidas? Siento que me estoy perdiendo algo aquí.
Para profundizar esto,
Si ahora consideramos, por ejemplo, un convertidor de clase E, sabemos que la eficiencia máxima teórica es del 100%, en implementaciones prácticas, puede ser fácilmente superior al 90%. Pero la mayor eficiencia se logra no en la condición adaptada de impedancia y entiendo que no es una práctica habitual operar en una condición combinada para tal escenario, sin embargo, esto es para la comprensión teórica de dicha condición operativa.
Por ejemplo, la siguiente figura es de este papel IEEE , la eficiencia no parece ser inferior a 50 % cuando la potencia máxima se entrega a la carga.
Explicación adicional:
Incluso si asumimos que la resistencia de carga no es un valor fijo (puede ser una variable variable con carga, y también, puede ser una cantidad variable en el tiempo dependiendo de los transitorios de conmutación) podemos considerar una impedancia de fuente equivalente cuando la potencia de salida es maximo Por ejemplo, en el documento anterior, la potencia aproximada se maximiza a 4,5 ohmios (por ejemplo, la potencia se maximiza cuando la resistencia normalizada es de alrededor de 0,5 en el gráfico anterior), luego podemos deducir que la impedancia de la fuente observada por la carga es cercana a 4.5ohm. Si consideramos solo este punto de operación particular, ¿qué representa esta impedancia de la fuente (subrayo, puede ser equivalente o, incluso, puede ser un tiempo promediado)?
Además, si podemos estar de acuerdo en que la impedancia de la fuente es cercana a 4.5ohm, ¿la fuente incurre en pérdidas correspondientes a 4.5ohm? Entonces, como sugiere la respuesta de @Neil_UK, ¿la eficiencia debería ser siempre inferior al 50% en la condición de entrega de potencia máxima?
Utilicé esta referencia y números en particular para aclarar la pregunta. Mi pregunta no se limita necesariamente a este convertidor particular o topología de clase E. Es un general para convertidores DC-AC. No pude encontrar ninguna buena referencia que discuta este problema?
O, de otra manera, ¿es completamente incorrecto intentar modelar un convertidor de CC / CA de baja impedancia (suponiendo una Q alta y la corriente de carga es bastante sinusoidal) con este modelo?