Sistemas Electrónicos de Alimentación de Equipos

Industriales y de Telecomunicaciones

Universidad de Oviedo

Autor de las presentaciones: Javier Sebastián

Grupo de Sistemas

Electrónicos de Alimentación (SEA)

Área de Tecnología

Electrónica

Tema 1: Introducción a los sistemas electrónicos de alimentación

Universidad de Oviedo

Área de Tecnología

Electrónica

Grupo de Sistemas Electrónicos de Alimentación (SEA)

SEA_uniovi_Intro_00

¿Qué es un sistema electrónico de alimentación ?

+ Sistema

electrónico de

alimentación

Fuente primaria de energía eléctrica

Carga (sistema

electrónico)

SEA_uniovi_Intro_01

Sistema electrónico de alimentación con múltiples cargas (multisalida)

+

Fuente primaria de energía eléctrica

Carga_1 a V1

Carga_2 a V2

Carga_3 a V3

Sistema

electrónico de

alimentación

SEA_uniovi_Intro_02

+

+

Fuenteprimaria_1 a V1

Carga_1 a V1

Carga_2 a V2

Carga_3 a V3

Fuenteprimaria_2 a V2

-

Sistema electrónico de alimentación con múltiples entradas y múltiples cargas

(multientrada y multisalida)

Sistema

electrónico de

alimentación

SEA_uniovi_Intro_03

Carga_3 a V3

Carga_1 a V1

Carga_2 a V2

Fuente_1

Fuente_2

+

+

-

Bus

Convertidor_1

(CA/CC)

Convertidor_2

(CC/CC

bidirec.)

Convertidor_3

(CC/CC)

Convertidor_4

(CC/CC)

¿De qué consta un sistema electrónico de alimentación? Convertidores electrónicos de potencia

Sistema electrónico de alimentaciónSEA_uniovi_Intro_04

Salida del convertidor

Entrada del convertidor

Etapa de potencia

-

Vref

Av

+Realimentación

- Etapa de potencia (transistores, diodos, bobinas, transformadores y

condensadores)

- Circuito de mando (tecnología analógica, digital o mixta)

- Red (redes) de realimentación de variables de entrada y/o salida

- Protecciones y redes de protección

Circuito de mando

Partes un convertidor electrónico de potencia

SEA_uniovi_Intro_05

Se clasifican en función del tipo de energía eléctrica (CC o CA) en la entrada y en la salida. Hay 4 tipos básicos de convertidores:

Rectificadores

Convertidores CC/CC y troceadores

Inversores (u onduladores)

Cicloconvertidores. Poco usados hoy en día. Sustituidos por la conexión de rectificador e inversor en cascada

Convertidores CA/CC

Convertidores CC/CC

Convertidores CC/CA

Convertidores CA/CA

La parte de la Electrónica que estudia este tipo de circuitos se llama:

ELECTRÓNICA DE POTENCIA

En este curso nos centraremos solamente en los convertidores útiles para realizar sistemas electrónicos de alimentación.

Tipos de convertidores

SEA_uniovi_Intro_06

La red eléctrica de corriente alterna (CA)

- Las tensiones están medidas en valores eficaces. Los valores

de pico se obtienen multiplicando por 1,41

Red Frecuencia Tensiones

Europea 50Hz 220, 230V (175-265V)

Americ./Jap. 60, 50Hz 110, 100V (85-135V)

Universal 50-60Hz 110-230V (85-265V)

Aviónica 400Hz 115V (80-165V)

SEA_uniovi_Intro_07

La red eléctrica de CA en el mundo

SEA_uniovi_Intro_08

Fluctuaciones rápidas en la tensión de entrada

Hueco de tensión (“Outage”)

Fallo de semiciclo de red

Desvanecimiento (“Sag” o “Dip”)

Elevación (“Swell”)

SEA_uniovi_Intro_09

Fuentes primarias de Corriente Continua (CC)

Fuentes primarias

Tensión / celda Tensiones

Baterías

Pb-ácido

2V (1,75-2,6V)

12; 24; 48V

Baterías

Ni-Cd y Ni-M-H

1,2V (1,05-1,35V)

2,4; 3,6; 6; 12V

Baterías

Li-Ion N·3,7V

Baterías Térmicas

1,87V (1,2-2,07)

28V

Panel solar 0-0,6V Vpmax=0,45V

Variable

3,7V

SEA_uniovi_Intro_10

Tensiones de operación de diversas cargas

electrónicas

Tensiones

5V; 3,3V; 1,5V; 0,9V; ?

-15V; 15V; 9V; 12V

3,6V; 6V; 12V; 24V

3,6V; 6V; 12V; 24V; 48V

12V; 15V

Tipo

Circuitos digitales

Circuitos analógicos

Circuitos de RF

Baterías

Accesorios (ventilador)

SEA_uniovi_Intro_11

Ejemplo de arquitectura: sistema de alimentación de centrales telefónicas (I)

5V cc

3,3V cc

15V cc

Batería48V

ConvertidorCA/CC(PFC)

ConvertidorCC/CC

(con trafo)

ConvertidorCC/CC

(con trafo)

+

-

Red de alterna

+

SEA_uniovi_Intro_12

ConvertidorCC/CC

(con trafo)

ConvertidorCC/CC

Ejemplo de arquitectura: sistema de alimentación usado en aviónica

+

-

115 V ca, 400Hz

28 V cc

Generador (turbina)

BateríasGenerador Auxiliar

(en tierra)

ConvertidorCA/CC(PFC)

ConvertidorCC/CC

(con trafo)

ConvertidorCC/CC

ConvertidorCC/CA

(3 fases)

SEA_uniovi_Intro_13

- Rectificadores

- Rectificadores con Corrección del Factor de Potencia (PFC)

- Convertidores CC/CC sin aislamiento

- Convertidores CC/CC con aislamiento

Inversores

Convertidores CA/CC

Convertidores CC/CC

Convertidores CC/CA

En este curso nos centraremos solamente en los convertidores CC/CC sin y con aislamiento galvánico y en rectificadores con Corrección del Factor de Potencia (PFC)

Convertidores usados en sistemas electrónicos de alimentación

SEA_uniovi_Intro_14