Potencia 3: Fuentes conmutadas con aislamiento

Al igual que en el anterior apartado, éstas fuentes son capaces de reducir, elevar, o ambas cosas a la vez, la tensión a la entrada. La única diferencia es que utilizan un transformador que aísla las etapas.

El uso de un transformador tiene ventajas como el aislamiento galvánico de las partes más sensibles y la capacidad de elevar más la tensión, como veremos en el caso de las fuentes tipo flyback.

Tipo Forward

Éste tipo de fuente lleva a cabo la misma tarea que un tipo boost, solo que añade un transformador en serie con el conmutador:

El transformador ideal tiene un parámetro llamado N, vueltas de cable sobre el núcleo, que se separan en N1, para el primario y N2 para el secundario, y que conlleva lo siguiente en caso de ser ideal:

Tanto la tensión como la corriente en el secundario dependen del número de vueltas que tiene el secundario, y de los mismos parámetros en el primario. La tensión de salida para ésta fuente es:

Sin embargo el uso de un transformador conlleva problemas como la magnetización. Mientras fluye corriente a través del primario del transformador, el núcleo de éste se magnetiza, lo cual puede provocar sobretensiones. El efecto de magnetización se representa mediante una bobina en paralelo al primario.

Para evitar problemas, se desmagnetiza el núcleo mientras el conmutador esté en off. Esto puede hacerse mediante una red de desmagnetización disipativa, en la cual la energía almacenada se disipa, no es aprovechable.

Dicha red de desmagnetización disipativa está compuesta por un simple diodo zener que puede verse en ésta figura representado como un diodo común con una fuente de tensión:

Pero también podemos no disipar ésta energía y desmagnetizar igualmente el núcleo, mediante un devanado auxiliar. Ésto nos permitirá aprovechar la energía.

Normalmente el devanado auxiliar N3 tiene el mismo número de vueltas que N1. Uno de los inconvenientes que trae la magnetización es que, a pesar de usar un devanado auxiliar, delta deberá ser menor que 0.5, ya que idealmente la desmagnetización duraría lo mismo que la magnetización. De todas formas, al ocurrir éste efecto la energía sigue pasando hasta el secundario, entonces no se ha perdido la capacidad de la fuente de otorgar cierto rango de tensiones.

Tipo Flyback

Es un tipo de fuente muy simple con un transformador que es capaz de alcanzar varios miles de voltios, aunque no demasiada potencia. Es la que se usaba en las televisiones para alimentar el tubo de rayos catódicos.