Cómo elegir el condensador adecuado para aplicaciones de enlace de CC

Gracias a los avances en la tecnología de semiconductores de potencia y a las mejoras en la topología de circuitos, los circuitos de alimentación de conmutación y inversor actuales ofrecen un rendimiento superior a un ritmo sin precedentes. La eficiencia se ha mejorado, el consumo de energía en espera se está desplazando rápidamente hacia la zona de energía verde y los tamaños de los circuitos físicos se están reduciendo. Incluso la esperanza de vida ha mejorado.

Detrás de este impulso de rendimiento están las áreas de aplicación cambiantes. Las fuentes de alimentación e inversores más pequeños son más adecuados para reducir los productos industriales y de consumo. Una vez limitado en el alcance del mercado, los inversores están ahora en el corazón de cada sistema solar, eólico e hidroeléctrico, así como dispositivos UPS, fuentes de alimentación portátiles y más. Además, la fiabilidad del producto es fundamental en muchas aplicaciones críticas.

Aunque gran parte de estas mejoras se pueden atribuir a los fabricantes de semiconductores y a sus ingenieros de aplicaciones, también se han realizado avances significativos en la tecnología de condensadores. Los condensadores electrolíticos de aluminio han sido la columna vertebral del diseño de la fuente de alimentación durante muchos años, y siguen siendo la mejor opción para muchas aplicaciones.

Aunque no hemos visto ningún salto revolucionario en la tecnología electrolítica del aluminio, ha habido muchos desarrollos tecnológicos a lo largo de los años. Este arrastre los ha hecho más pequeños, más confiables, y con menor ESR y corriente de rizado. Los dos últimos son particularmente importantes para cualquier circuito de alimentación que utilice circuitos de enlace de CC. Esto, por supuesto, incluye el cambio de fuentes de alimentación e inversores.

Los condensadores de película metalizada de la fuente de alimentación avanzan aún más rápido que los condensadores electrolíticos. Hemos visto mejoras evolutivas en materiales de película, metalización y construcción de dispositivos en general. Mientras que la película de poder metalizada y los condensadores electrolíticos tienen algunas aplicaciones superpuestas, cada caso tiene un escenario mejor-ajuste. Además, los condensadores de película pueden usarse para una gama más amplia de factores de forma y terminaciones.

¿Qué es un enlace de CC?

Un circuito de enlace de CC (también conocido como enlace de bus) ) se utiliza principalmente para equilibrar las variaciones de potencia transitoria entre una fuente de entrada y un circuito de carga de salida o de fuente de alimentación (Figura 1). En el ejemplo de una fuente de alimentación de conmutación, la alimentación de CA se convierte en CC sin pasar por un transformador y se alimenta a un oscilador de potencia de alta frecuencia. Después de la rectificación, se aplica un condensador de bus CC desde el borne positivo al negativo. En el inversor de potencia, el condensador de enlace de CC se coloca en paralelo con la entrada para minimizar el efecto de las variaciones de tensión a medida que cambia la carga. El condensador de enlace de CC también proporciona una baja impedancia de la corriente de rizado generada por el circuito de conmutación de potencia.

Conclusión

La elección del mejor condensador para un inversor de potencia u otra aplicación de enlace de CC suele comenzar con la comparación de la capacitancia y la corriente de rizado necesarias. Asegúrese de que las especificaciones que está comparando hacen referencia a los mismos criterios de funcionamiento. Cuando comience con un circuito de aplicación de un fabricante de semiconductores, utilice la tecnología dieléctrica recomendada, ya que las diferentes topologías de circuitos pueden no coincidir con las diferentes tecnologías de condensadores. Compare el coste de la corriente de rizado mínima necesaria para la vida útil prevista del producto en función de los requisitos de tensión y capacitancia.

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