PARA TODOS LOS ESTUDIANTES DE LA EMPRESA «ELECTROCONTROL» Y LAS PERSONAS ORGANIZADORAS DE

ESTE PROGRAMA, EN EL EMPEÑO INCONDICIONAL QUE MANIFESTARON ENTREGANDO TODO SU APOYO Y

SERIEDAD EN EL DESARROLLO DE ESTE CURSO.

PROGRAMA: MATENIMIENTO DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS

Código: 839314

GRUPO: 466724 Año 2013

FUENTES

CONMUTADAS I

Edgar Escobar

Año 2013

Topología

Es una fuente de alimentación que adapta la energía eléctrica AC

a todo equipo que opere con DC o viceversa adoptando diferentes

filosofías de operación.

FORZADAS

RESONANTES

Ecología Eléctrica

Conjunto de componentes electrónicos dispuestos de tal manera que

procesan la energía con mínimas perdidas cumpliendo con la

reglamentación ecológica de la norma (Rendimiento).

Se aprovecha la FCEM de una bobina (L = Inductor) para minimizar la

demanda en un alto %

Se crean altas frecuencias (Oscilación) y rectificación electrónica para

mejorar el aprovechamiento que ofrece la Ley de Lenz.

Se controlan los errores de

Energía en la carga y en la

línea de fuerza.

Para garantizar una gran

Estabilidad de corriente y

voltaje para la carga.

Ventajas

Aislamiento galvánico entre la entrada y la salida

(Chopper) evitando masa viva o caliente.

Bajo peso y tamaño

Bajas perdidas por Histéresis y Foucauld.

Se pueden implementar múltiples salidas de voltajes

desde su base de operación.

Sistema Auto volt.

Alta eficiencia - 72%

Desventajas

Son muy pocas pero entre ellas.

Alta Distorsión Armónica THD que indica el grado de

deformación de la onda de voltaje o corriente, debido a la

presencia de las componentes armónicas FFT.

y que demanda corrientes

espureas Distorsión de Demanda Total

TDD – IEEE 519.

Fuente pulsada / Esquema

Fuente pulsada / Medición de voltajes

CAMBIO 1

SEGURIDAD Y RIESGO

OCUPACIONALFUENTES CONMUTADAS

SEGURIDAD OCUPACIONAL

Elementos de

seguridad: Crema anti quemaduras

Gafas fibra de carbono

vaselina

Mascarilla

Guantes y delantar

Lámpara serie:

Limita la potencia eléctrica a la carga, en un 50%

SEGURIDAD OCUPACIONAL

Fuente pulsada / Medición Oscilogramas

Equipo de medida

Osciloscopio

Polímetro

Capacímetro

Insumos y Herramientas

Insumos y Herramientas Aspiradora

Extractor

Estación

de soldeo

Kit

Manilla

antiestática

Pegantes y

lubricantes

CAMBIO 2

FUNDAMENTOSFUENTES CONMUTADAS

¿Cómo se logra el objetivo de conmutar?

Las fuentes pulsadas o conmutadas generan su propia

frecuencia entre 15Khz a 1MKhz a oscilador.

El transistor conmutador u oscilador funciona en corte y

saturación neutralizando la función análoga (zona de

trabajo Q) que en fuentes lineales degenera térmicamente

la eficiencia.

Aprovechamiento de componentes reactivos (Inductores y

Capacitores) de tamaño reducido.

Aplicación del par diferencial en el AO

Fuente Swicheada / Esquema SONY

Componentes básicos de la

fuente conmutada

Componentes básicos de la

fuente conmutada

Elemento circuital básicos del PWM

http://www.tutoelectro.com/tutoriales/microcontroladores/guia-

pic/pwm-modulacion-de-ancho-de-pulso/

Sistema a Bloques Fuente Oscilada

Circuito

oscilador

Linea AC

Rectificación y

doblador

Potencia

regulación

P

R

I

M

A

R

I

O

S

E

C

U

D

A

R

I

O

TR Chopper

Amp de

Error

Q D

Optocoupling

Sistema de

rectificación

secundaria

A la Carga

CTL

Fría

Caliente

Chasis o

polo

B

A

C

ED

F3.3MΩ

Chopper

• Expresión física y símbolo.

• Montaje Trough Hole en Baquelita.

• Envés de la tarjeta Baquelitatransformador Chopper soldado conestaño 60/40.

Swiche sólido / Transistor

FÍSICO SÍMBOLO

• Alta velocidad de propagación.

• Tipo estado sólido.

• Alta potencia.

• a) La unón de un transistor BJT y

un Mosfet simboliza el IGBT.

• b) Mosfet canal N

Swiche sólido / Transistor

Oscilador• Es un circuito totalmente independiente a partir de ser alimentado con

DC.

Sistema a bloques de un circuito electrónico generador de ondas u oscilador electrónico / OSCILADOR ACTIVO..

Salida de

ondas

Circuito

oscilador

Oscilador pasivo

Diodo Amortiguador:

Volante, Patinador, Damper o de Guarda.

- Suiche de absorción FCEM del inductor CHOPPER.

CAMBIO 3

ESQUEMAS GENERALES DE LAS FUENTES CONMUTADAS

ELEMENTOS CIRCUITALES

Son todos aquellos circuitosclásicos del tema electrónica, queasociados de forma adecuada,estructuran la fuente de energíaconmutada:

Filtro activo y pasivo

Amplificador operacional

Oscilador

Amplificador análogo

Rectificador

Doblador

Modulador de pulsos

Regulador serie

Compuerta digital

Flip-Flops

Latch a transistor

Soft start

Filtros para frecuencias electrónicas BPF

Como se puede ver en el gráfico, el primer filtro (paso alto con R1 y C1) permiteel paso de las frecuencias superiores a la frecuencia de corte de este. (IntegradorLPF)

Las ondas que lograron pasar por el primer filtro ahora avanzan hastael segundo filtro donde se eliminan las frecuencias que son superiores ala frecuencia de corte del segundo filtro (paso bajo con R2 y C2. (DiferenciadorHPF)

Amplificador Operacional

Las características de un amplificador operacional ideal son:

La ganancia en lazo abierto debe ser muy alta, idealmente infinito.

Su impedancia de entrada debe ser alta, idealmente infinita

Su impedancia de salida debe ser baja (idealmente cero).

De estas características se desprenden dos reglas de suma importancia dentro del análisis de

circuitos con amplificadores operacionales.

Regla 1.

En un amplificador retroalimentado el voltaje de entrada diferencial es igual a cero.

Regla 2

La corriente de entrada del amplificador operacional ideal es igual a cero.

Con base en estas dos reglas podemos examinar los siguientes modos de configuración.

+

Entrada +VCC

-VCC

Entrada Inversora

OUT

Amplificador Operacional

Par diferencial

Osciladores Tipologías

• Astable

• Monoestable

• Biestable

• Armstrong

• Hartley

• Colpitts

• …

Osciladores Astable

Control de oscilación

Los osciladores siempre podrán cambiar su frecuencia gracias a las variaciones de voltajes (VC), capacitancia (C) e inductancias (L) que de una u otra manera se puedan controlar a estos circuitos.

Oscilación y ref para PWM

Almacenaje de Energía

Almacenaje de Energía

Modulación PWM

Vm = señal Portadora Triangular

Vin = señal de error Moduladora

Cartas de tiempos PWM

http://html.rincondelvago.com/inversor-pwm.html

Modos de ventilación

Ventilación con volumen controlado

Ventilación con control de presión

Ventilación interrumpida

Ventilación a off

Ventilación múltiple

CAMBIO 4

FÓRMULAS

BÁSICAS

Valores de cálculo Filtros de Frecuencia

Frecuencia de corte

• La frecuencia de corte es aquella donde la amplitud de laseñal entrante cae hasta un 70.7 % de su valor máximo.Y esto ocurre cuando XC = R. (reactancia capacitiva =resistencia)

• Si XC = R, la frecuencia de corte será:

Fc = 1 / (2 x π x RC)

Impedancia eléctrica: Impedancia (Z) es el equivalente a la suma de todas

las resistencias (R) en un circuito de corriente alterna.

Reactancia inductiva (XL) viene a ser como la resistencia aparente que

tiene una bobina (L) y también un capacitor (C)

XL = 2pi . F . L

XC = 1 / 2pi . F . C

Conclusiones:

Resonancia eléctrica: Es un fenómeno que se produce en un circuito en el

que existen elementos reactivos (X) (bobinas y condensadores) cuando es

recorrido por una corriente alterna de una frecuencia tal que hace que

la reactancia se anule, en caso de estar ambos en serie, o se haga infinita si

están en paralelo.

Ley de Ampere

Ley de Faraday

Reluctancia Magnética: Obedece a las mismas reglas que en un circuito

eléctrico ofrece la Resistencia eléctrica. La relación entre la INTENSIDAD

DEL CAMPO MAGNÉTICO (H) y la DENSIDAD DEL FLUJO MAGNÉTICO

(B) con La PERMEABILIDAD DEL MEDIO (µ) se da en Henrys (H/m),

producido dentro del material está dada por la siguiente fórmula:

Ley de la Fuerza de Lorentz: En física, es

la fuerza ejercida por el campo

electromagnético que recibe una partícula

cargada o una corriente eléctrica.

Experimento de Oersted: Determinación

del campo de inducción electro magnética B

http://es.slideshare.net/mantenim/presentacion-histeresis HISTÉRESIS

CAMBIO 5

APLICACIONESFUENTES CONMUTADAS

Conversores fotovoltaicos

Cuarto de energía

renovable para

apartamento

UPS y SONIDO INDUSTRIAL

Sonido doméstico y comercial AF

Características UPSPerturbaciones en la línea

Falta tensión (Black out): Cuando la utilidad delsistema de alimentación desaparece por algunosciclos o más.

Tensión nominal: Forma de onda sinuosidadpura, con nivel estándar de tensión.

Transitorio: Sub y sobretensión no repetitiva.

Sobretensión: La magnitud de la tensiónsobrepasa sustancialmente el valor nominal detensión, por un tiempo largo o por algunos ciclos.

Sobretensión transitoria (Surge): Incrementoen la tensión de corta duración.

Características UPS

Perturbaciones en la línea

Ruido (Noise): Pulsos de tensión similar al

“Spikes” pero de menor magnitud.

Ruido en modo común: Ruido manifestado

entre el conductor activo “vivo” de la línea el

neutro o entre el vivo y tierra.

Oscilación transitoria: Interferencia de alta

frecuencia que se amortigua en corto tiempo.

Variación de frecuencia: Un cambio en la

frecuencia de la tensión de línea por mas de 3

Hz.

Características UPS

Perturbaciones en la línea

Subtensión (Brownout): La tensión desciende por un

tiempo pequeño o grande, del valor de la tensión

nominal.

Subtensión transitoria (Sag): Disminución de la

tensión por corto tiempo.

Impulso transitorio (Spikes): Impulsos superpuestos a

la línea de alimentación normal de 50 o 60 Hz, que

ocurren ocasionalmente, con duración de entre 0,5 a

200 _s. Estos impulsos pueden presentarse en modo

común entre líneas o en modo diferencial.

Características UPS

Perturbaciones en la línea

Interferencias electromagnéticas (EMI):

Interferencia de alta frecuencia causada por la

acción de equipos electromagnéticos.

Interferencias de Radiofrecuencia (RFI):

Interferencia de alta frecuencia causada por equipos

radioeléctricos conectados o no a la línea.

Amónicas: Ondas sinuosidades generalmente de

menor amplitud y mayor frecuencia, múltiplo de la

fundamental.

Distorsión armónica: Distorsión en la forma de

onda causada por la presencia de armónicos en la

red.

BLOQUES FUNCIONALES

CIRCUITO BÁSICO

UNIT POWER SUPPLY

UPS

CAMBIO 6

PROCESO DE REPARACIÓN Y

CALIBRACIÓN DE

LAS FUENTES CONMUTADAS

Es fundamental contar con implementos

que permitan registrar las condiciones

climáticas en el laboratorio:

Humedad del circuito.

Impurezas en el circuito.

Condiciones durante la calibración

Condiciones durante la calibración

Condiciones ocupacionales:

• Debe ubicarse en un área segura,

• Debe conectarse a la red de alimentación referenciada a tierra.

• El número de cifras de los datos deben estar asociados al del manual de servicio y planos.

Preparación del equipo bajo prueba

• Comprobar el estado inicial del equipo

• Disponer de todos los implementos insumos herramientas y equipos de

chequeo

• Condiciones ambientales a tener en cuenta durante la calibración:

• Las condiciones de seguridad en el laboratorio.

• Rango de calibración:

• Interpretar la solicitado por cliente y la fabrica del equipo

• Manuales de servicio

• Poner en funcionamiento la fuente sw.

• Dejar un tiempo funcionando.

Realizar los talleres propuestos por el instructor en la

guía de aprendizaje

Preparación del equipo bajo prueba

Toma de datosPASO 1. Se realiza el montaje para la calibración

SIGUE :

FUENTES CONMUTADAS II

GRACIAS!

Edgar Escobar Castrillón

Regional Antioquia

Centro de Tecnología de la Manufactura Avanzada

Cadena Tic y Electrónica - 2013 Colombia