Conversión de potencia
La conversión de potencia (o también conversión de energía) es el proceso de convertir la energía de una forma a otra. En un nivel general, esto podría incluir los procesos electromecánicos o electroquímicos. Sin embargo, en ingeniería eléctrica, la conversión de potencia tiene un significado más específico, que es la conversión de una forma de energía eléctrica a otra. Esto puede ser tan sencillo como un transformador para cambiar el voltaje de redes de corriente alterna, o implicar sistemas mucho más complejos. Los sistemas de conversión de potencia, denominados conversores o convertidores de potencia, a menudo incorporan la regulación de tensión (voltaje), que es el control de su valor dentro de ciertos límites.
La energía es el trabajo que produce o puede producir un sistema. En el estudio de circuitos eléctricos solo tenemos dos variables tensión y corriente. Existe una relación causa efecto. La corriente es consecuencia de que hay una tensión.
La tensión es una variable fácil de medir, la corriente es más difícil de medir. Es usual medir la corriente de forma indirecta a partir de sus efectos. Los dos casos más simples se basan en que una corriente produce una tensión al atravesar una resistencia y que produce un campo magnético que induce una tensión en una bobina.
La tensión es el trabajo por unidad de carga eléctrica y la energía o trabajo debemos conocer simultáneamente la tensión, la corriente y el tiempo durante el que fluye la corriente.
Si relacionamos la energía con el tiempo obtenemos la potencia debemos saber simultáneamente tensión y corriente. Con la potencia podemos comparar sistemas ya que nos dice la rapidez con que pueden proporcionar trabajo.
Una forma de clasificar los sistemas de conversión de energía en ingeniería eléctrica es según si la entrada y la salida son de corriente alterna (AC) o de corriente continua (DC). De esta manera, los convertidores existentes se pueden clasificar según la conversión sea:
Los conversores electrónicos se basan en la conmutación de un dispositivo interruptor (transistores, diodos, etc) para regular la forma en que se transfiere la energía desde la entrada a la salida. Por ello, los conversores electrónicos también suelen distinguirse según las características de la conmutación que realizan los dispositivos interruptores.
Algunas estructuras de convertidores incorporan transformadores a fin de incorporar:
Estos convertidores, denominados convertidores aislados, incorporan también ciertas desventajas como consecuencia de la inclusión del transformador en su estructura, como pueden ser mayores costos, complejidad y dimensiones. Sin embargo, los transformadores suelen ser bastante más pequeños que los utilizados en la elevación/reducción de la tensión de línea debido a que trabajan a frecuencias mayores y potencias más bajas.
En la mayoría de los convertidores que incorporan transformadores, estos solo cumplen la función de transmitir la energía entre sus bobinados, aunque en algunos casos, como el del convertidor Flyback, el transformador también debe almacenar energía durante una parte del periodo de operación y entregarla en otra para el correcto funcionamiento del sistema.