Tipos principales de convertidores
Los convertidores de electrónica de potencia son dispositivos que transforman la energía eléctrica (alterando su tensión, corriente, frecuencia o forma de onda) mediante la conmutación rápida de componentes semiconductores
- CA a CC (Rectificadores): Transforman corriente alterna en corriente continua. Se usan en fuentes de alimentación y cargadores.
- CC a CC (Choppers o reductores/elevadores): Modifican el nivel de tensión continua. Ejemplos clave son el convertidor Buck (reduce el voltaje) y el Boost (eleva el voltaje).
- CC a CA (Inversores): Convierten corriente continua en corriente alterna. Se utilizan en paneles solares fotovoltaicos y sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI).
- CA a CA: Cambian la tensión o la frecuencia de la corriente alterna. Incluyen los reguladores de CA y los cicloconvertidores para motores de alta potencia.
Los componentes principales según el tipo de convertidor son:
1. Convertidores CA a CC (Rectificadores)
Transforman corriente alterna (CA) en corriente continua (CC).
- Diodos de potencia: Permiten el flujo de corriente en una sola dirección en rectificadores no controlados.
- Tiristores (SCR): Permiten regular el ángulo de disparo y controlar la tensión de salida en rectificadores controlados.
- Condensadores (capacitores) electrolíticos: Suavizan o filtran el voltaje ondulado (ripple) para obtener una CC más estable.
- Inductores (bobinas): Filtran la corriente y limitan los cambios bruscos.
2. Convertidores CC a CC (Reguladores / Choppers)
Modifican un nivel de voltaje de corriente continua a otro nivel (más alto o más bajo).
- Interruptores de potencia semiconductores: MOSFETs (para alta frecuencia y baja/mediana potencia), IGBTs (para media y alta potencia) o Transistores BJT.
- Inductores (bobinas): Almacenan energía magnética durante los pulsos de conmutación.
- Diodos de rueda libre (flywheel o free-wheeling): Proporcionan un camino para la corriente de la bobina cuando el interruptor se abre.
- Condensadores de salida: Estabilizan la tensión continua final.
3. Convertidores CC a CA (Inversores)
Convierten corriente continua en corriente alterna con voltaje y frecuencia controlados.
- IGBTs y MOSFETs de potencia: Actúan como interruptores rápidos controlados por señal (frecuentemente mediante modulación por ancho de pulsos o PWM).
- Diodos en antiparalelo: Protegen a los transistores y permiten el flujo de corriente reactiva de la carga.
- Transformadores de alta frecuencia: Acoplan y elevan/aíslan la tensión alterna generada.
4. Convertidores CA a CA
Modifican la tensión, la fase o la frecuencia de una señal de corriente alterna.
- Tiristores en antiparalelo o TRIACs: Controlan el paso de la CA en reguladores de voltaje de alterna.
- IGBTs: Utilizados en convertidores de frecuencia más avanzados (como los matriciales o de doble etapa CC-CA-CC).
- Transformadores de núcleo magnético: Ajustan los niveles de tensión por inducción electromagnética.
