¿Qué es un convertidor directo?

Significado | Concepto | Definición:

Un convertidor directo es un dispositivo en el que la energía se mueve desde el lado de entrada de un circuito eléctrico hasta el extremo de salida en una sola dirección. Es un tipo de circuito de fuente de alimentación de modo conmutado , utilizado con fuentes de alimentación de entrada de corriente continua (CC) no reguladas , que contiene un núcleo, un transformador y un interruptor en su forma más básica. La energía no se retiene en el transformador cuando el interruptor está conduciendo, como ocurre en un convertidor flyback , y el dispositivo en sí también es más eficiente energéticamente. Utilizado en sistemas de conversión de CC a CC diseñados para menos de 100 vatios de potencia, el convertidor directo, derivado de los diseños de convertidor reductor y elevador de la década de 1920, se creó por primera vez a mediados de la década de 1950.

Hombre con un taladro

La mayoría de los convertidores eléctricos transfieren energía cuando están encendidos y tienen una tasa constante en la que se cambian sus estados de encendido y apagado. La frecuencia de la conmutación se controla mediante modulación de ancho de pulso. Esta característica del interruptor del convertidor de avance varía con el flujo que entra por la entrada y, al mismo tiempo, el estado de encendido del interruptor controla la salida eléctrica. Los tiempos de encendido más largos deberían significar una mejor eficiencia, pero también provocar que el voltaje de reinicio aumente, lo que afecta negativamente el rendimiento del convertidor. Los diseñadores también deben considerar el voltaje y la corriente del interruptor, así como cómo reacciona el interruptor a las altas frecuencias.

Una característica importante del convertidor directo es que la corriente no fluye entre diferentes segmentos conectados por un conductor. Las cargas tampoco pasarán del dispositivo a una persona que lo toque, por lo que este aislamiento galvánico hace que el convertidor sea seguro de usar y un medio eficiente para convertir corrientes eléctricas. El transformador del convertidor tiene devanados de cables metálicos que conducen la electricidad al mismo tiempo, pero tienen fuerzas motrices magneto opuestas. Las fuerzas en conflicto en los devanados primario y secundario ayudan a regular el flujo magnético para que los cambios repentinos en el nivel de energía no provoquen subidas de tensión.

La energía atrapada se regula además en un convertidor directo mediante un tercer devanado, a través del cual se conduce la corriente para mitigar el aumento de los niveles de energía. Cuando se utilizan para voltajes eléctricos más altos, los convertidores tienen devanados primarios y terciarios que se enrollan juntos para una transferencia más eficiente de energía electromagnética. En general, el diseño del convertidor delantero se ha mantenido igual a lo largo de los años. Sin embargo, la capacidad de mejorar el diseño y construir circuitos más pequeños ha permitido a los ingenieros construir convertidores con frecuencias de conmutación superiores a 500 kilohercios.