Tema: Equipos Industriales, Fuentes de Alimentación PDF

2º CFGS MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO Tema: Equipos industriales.Fuentes de alimentación. 1 3.1. Convertidores DC-DC. Fuentes de alimentación. Introducción. Los convertidores DC-DC son ampliamente utilizados en los equipos electrónicos pu...

2º CFGS MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO Tema: Equipos industriales.Fuentes de alimentación. 1 3.1. Convertidores DC-DC. Fuentes de alimentación. Introducción. Los convertidores DC-DC son ampliamente utilizados en los equipos electrónicos pues en muchas situaciones es necesario disponer de diversos voltajes DC partiendo de otro voltaje DC. La tensión de entrada suele ser una tensión no regulada procedente de una rectificación o de una fuente de tensión continua. En el diagrama de bloques siguiente podemos ver que para obtener la tensión regulada Vo se necesita de un sistema de control de lazo cerrado: Las fuentes de alimentación reguladas son necesarias para garantizar el suministro de energía en la mayoría de los sistemas electrónicos analógicos y digitales. La mayor parte de las fuentes son diseñadas para cubrir las siguientes necesidades: - Salida regulada: la tensión de salida debe mantenerse constante independientemente de las variaciones en: o La tensión de entrada. o La carga a alimentar. - Aislamiento: Esto quiere decir que los terminales de salida no están en contacto eléctrico con los de entrada. La salida debe estar aislada eléctricamente de la entrada en un gran número de aplicaciones, como en los equipos de electrónica de consumo habituales como DVD, televisores, ordenadores, alimentadores para portátiles, etc… En otros equipos no se exige aislamiento eléctrico de la salida con respecto a la entrada, como en los electrodomésticos de línea blanca (lavadoras, lavavajillas, etc…) y en pequeños equipos industriales. - Múltiples salidas: pueden ser tensiones de varios valores, incluso valores negativos. Un ejemplo son las necesidades de alimentación de un ordenador de sobremesa. - EMC (Compatibilidad Electromagnética)): debe cumplir la normativa sobre compatibilidad electromagnética (EMC) en cuanto a las emisiones que la fuente produce y en cuanto a las que debe soportar. En el funcionamiento se generarán transitorios de tensión e intensidad a diferentes frecuencias que pueden afectar a otros equipos. Para ello se añaden filtros de entrada formados básicamente por bobinas y condensadores, que no permiten que ni entren ni salgan señales de frecuencias que puedan ser perjudiciales para la fuente u otros equipos. Además de todo esto, se procura que el tamaño, peso y eficiencia, sin descuidar el precio sean cada vez más óptimos. Ante la variedad de aplicaciones, tensiones de entrada y salida y potencias, existen diversas topologías típicas para cada caso. Básicamente vamos a distinguir entre dos mundos en el caso de las fuentes de alimentación: - Fuentes lineales. - Fuentes conmutadas. 2 3.2. Fuentes lineales reguladas. Las fuentes de alimentación lineales precisan: - Si hay que hacer una conversión previa AC-DC, se precisa de un transformador de baja frecuencia (50-60Hz). Estos transformadores pueden llegar a ser grandes, pesados y caros. Se necesita saber las tensiones de primario y secundario, así como la potencia nominal que entregan expresada en VA (volti-amperios). Además, habrá que incluir un rectificador más filtro. A la salida de esta etapa habrá una tensión DC no regulada. Esto quiere decir que cualquier variación en la entrada se trasladará a la salida. Normalmente se emplea está tensión continua como fuente de alimentación del resto de dispositivos de la parte de control de la fuente. - Un transistor o un semiconductor de potencia o bien en conmutación con un control ON/OFF, o bien que trabaje en zona activa disipando en ese caso bastante potencia. La eficiencia está en torno al 30-55%. Casi siempre se precisa refrigeración externa en el semiconductor excepto en aplicaciones de muy baja potencia. Su funcionamiento se basa en la caída de tensión que se produce en el semiconductor de potencia, que al encontrarse entre la entrada y la salida es el dispositivo que regula la tensión de salida. Para ello, debemos actuar en su base para conseguir que conduzca más o menos y así provocar que aparezca entre sus extremos más o menos caída de tensión. La base es controlada por un circuito de control realimentado para controlar la tensión. Esto quiere decir que toma información de la salida (tensión, por ejemplo) y la compara con una referencia Vref, y en función del resultado, el circuito de base actúa sobre el transistor modificando su funcionamiento si fuese necesario. Si quisiéramos controlar la intensidad de salida necesitaremos otro sistema de control realimentado que se encargue del control de la corriente de salida. La tensión de salida depende del valor de la Vce del semiconductor de potencia. La tensión de salida Vo será por tanto (Vd-Vce). El elemento de potencia actúa como si fuera un potenciómetro regulando la tensión que cae en él. Por supuesto esto ocasiona pérdidas en conducción que se pueden evaluar como Vce x Ice. La potencia que tiene que disipar el transistor dependerá de Ice y de Vce, que depende fuertemente de Vd. Si la tensión de entrada es excesivamente grande comparada con Vo, las pérdidas en el transistor serán elevadas precisando refrigerar el dispositivo, quizás innecesariamente. Por tanto, es importante no usar una tensión de entrada innecesariamente alta, sino la menor posible que garantice que obtendremos la tensión de salida deseada. En el caso de que se haga trabajar al semiconductor de potencia en corte/saturación en función de si se ha alcanzado la tensión y/o corriente deseada en la salida, la potencia disipada será menor. Este control ON/OFF es más sencillo de implementar y provoca menos pérdidas que el caso del control lineal. El rendimiento sería mayor y la técnica de control mucho más sencilla que si queremos regular la polarización del elemento semiconductor. Un aspecto positivo de estas fuentes es que son muy simples, sencillas de diseñar y baratas para potencias menores de 75W y no producen muchas interferencias electromagnéticas con otros equipos (EMI). Para potencias mayores de 100W es mejor usar fuentes conmutadas que tienen otro principio de funcionamiento diferente. A continuación, vemos un ejemplo de fuente lineal regulada con supervisión de la tensión e intensidad de salida. En este caso, los transistores son controlados mediante un control ON/OFF. 3 4 3.2.1. Reguladores de tensión integrados. Existe una fórmula para implementar rápidamente un convertidor dc-dc lineal mediante circuitos integrados. Los más populares son los reguladores de la familia 78xx con salida positiva y 79xx con salida negativa. Esta familia de circuitos integrados se presenta en diversos encapsulados como TO-220, TO-92 y en montaje superficial. Existen para varios voltajes estándar de salidas fijas como 5V, 6V,8V,8.5V,9V,12V,15V,18V y 24V. Sólo hay que colocar unos condensadores en los terminales de entrada y salida para conseguir en su salida la tensión que corresponda al modelo elegido y entregando corrientes que, con el disipador adecuado, pueden llegar a 1.5A: Su diagrama de bloques interno es el siguiente: Dispone de protección térmica, control de la tensión de salida y algunos disponen de un bloque que disminuye la corriente de salida cuando la caída de tensión aumenta en el elemento serie (semiconductor de potencia). Y el esquema interno podemos observar como Q16 y Q17 es el elemento regulador: 5  En el siguiente esquema vemos un montaje de alimentación simétrica de dos reguladores de tensión de la familia 78xx/79xx: Los diodos 1N4001 de la salida sirven para evitar fenómenos provocados por cargas inductivas. También se suelen colocar diodos entre la entrada y la salida para proteger el circuito frente a errores de polarización en la tensión de entrada: A veces, se pueden realizar pequeños montajes alrededor de los reguladores de la serie 78XX para conseguir pequeñas mejoras como disponer de un elemento ajustable que nos permita ajustar el voltaje de salida a un valor un poco mayor del que entrega: Fig 11. Montaje extraído del datasheet de la serie 78XX como ejemplo de modificación del montaje básico. 6  3.2.2. Reguladores LDO (Linear Drop-Out) o de baja caída de tensión. Existen unos reguladores que se basan en la caída de tensión sobre el dispositivo de potencia igual que hemos visto en las fuentes lineales, pero que por cómo están construidos disipan muy poco calor por lo que su eficiencia es más alta. S emplean en pequeñas aplicaciones dónde las necesidades de potencia son pequeñas. Un ejemplo de regulador LDO son los de la serie LD1117 con varios modelos con voltajes de salida diferentes. Al ser de baja caída de tensión, la entrada sólo tiene que ser un poco mayor que la salida (típicamente 1V). En este caso pasamos de 5V a 3.3V: Las ventajas frente a un 78xx es que su eficiencia es mejor y que la diferencia de tensión entre la salida y la entrada puede ser menor. El montaje es idéntico al de los 78xx, sólo hay que seguir las indicaciones que el fabricante recomienda en el datasheet. Fig. Aplicación del regulador LDO LD1117D50 en el secundario de una fuente conmutada para regular el nivel de tensión de salida. 7 3.3. Fuentes conmutadas. Convertidores de corriente continua o convertidores DC/DC. Los convertidores DC-DC son usados para convertir una tensión DC no regulada en una tensión DC regulada del valor deseado independientemente de variaciones en la tensión de entrada y de fluctuaciones en la carga. Para el estudio de estos circuitos es necesario conocer algunas configuraciones básicas de estos montajes. Estos son: - Convertidor reductor o tipo “buck” (no aislado de la fuente de energía): por ejemplo, tengo 24VDC y necesito 5VDC. - Convertidor elevador o tipo “boost” (no aislado de la fuente de energía): tenemos 7.4VDC de una batería y necesito 19VDC. - Convertidor flyback (con aislamiento galvánico): cuando tenemos una tensión elevada de entrada como 400VDC y necesito tensiones menores. 3.3.1. Control en los convertidores de corriente continua. Una de las técnicas a utilizar para conseguir un determinado valor DC en la salida es la conocida técnica PWM (Pulse-Width-Modulation), en la que, a frecuencia fija, se modifica el tiempo de conducción o ton, consiguiéndose un determinado valor medio de la tensión en la salida. El parámetro que se modifica es el DUTY CYCLE (D ó δ) o ciclo de trabajo definido como: D ó δ=ton/T Fig. a) Principio de funcionamiento. b) Tiempos ton, toff y valor medio Vd. El siguiente sistema de control sirve para implementar la técnica PWM que genera una señal que se utilizará como señal de disparo para el interruptor de potencia: En este sistema de control automático aparecen varias señales importantes: VCONTROL: el amplificador de error genera la señal de error que se introduce como entrada del bloque controlador. Este valor se introduce como entrada de un controlador (en este caso PI) que genera la señal VCONTROL. La señal Vo es la señal de realimentación de la tensión de salida. La señal Voref es una señal que hace de set point y en la mayoría de los sistemas es una tensión de referencia constante (1,25V por ejemplo). Señal de disparo: es la que se aplicará como orden de disparo del interruptor de potencia. Se obtiene por simple comparación de VCONTROL con Vst que es una señal a frecuencia constante (pocos KHZ a cientos de KHZ) y en diente de sierra generada en el circuito. Normalmente la rampa se genera haciendo circular una corriente constante a través de un condensador haciendo que la tensión entre sus extremos tenga esa forma, creciente en la carga, decreciente en la descarga. 8  En la siguiente gráfica observamos cómo se produce la generación del duty cycle por comparación de Vst con Vcontrol. Si Vcontrol varía, el duty varía al cortar a Vst en otro punto distinto. 3.4. Convertidor no aislado reductor o tipo buck. Produce una tensión de salida DC menor que la de entrada. La topología elemental es: Interruptor de potencia (MOSFET, IGBT,.. ) Para conocer su funcionamiento, analizaremos el comportamiento del condensador y de la bobina. También vamos a despreciar las pérdidas y que el circuito está en régimen permanente no en el arranque. 9 Analizamos los intervalos de funcionamiento y el valor de VL : a) Durante tON: con el interruptor cerrado el diodo está polarizado inversamente, y considerando Vo cte, la tensión en la bobina es VL= Vd – Vo. Esto provoca que por la bobina circule una corriente lineal creciente, hasta que alcanza un valor máximo I Lmax. Al alcanzarse el máximo de corriente por la bobina, se abre el interruptor. b) Durante tOFF: al abrirse el interruptor, la carga se queda aislada de la entrada, como por la bobina la corriente no puede desaparecer bruscamente, ésta circula por D y ahora VL= – Vo. La intensidad que circula disminuye linealmente (en este caso, con carga inductiva lo hará exponencialmente), hasta alcanzar su valor mínimo ILmin , instante en el cual se vuelve a cerrar el interruptor y se repite el proceso. En la gráfica de VL las áreas A y B deben ser iguales, ya que el valor medio de la tensión de la bobina en un periodo T debe ser cero puesto que el comportamiento es régimen permanente es cíclico. Por tanto: (Vd – Vo) ton = Vo toff como toff = T - ton tendremos: (Vd – Vo) ton = Vo (T - ton) Vo = D Vd Es decir, la tensión de salida idealmente es proporcional al ciclo de trabajo. A este modo de funcionamiento en el que la corriente por la bobina es siempre positiva, se le denomina modo continuo. El circuito se comporta como un transformador pero de continua (transforma una tensión en otra), cuya relación de transformación se puede ajustar idealmente entre valores comprendidos entre 0 y 1 (0% y 100%). Si en algún instante la corriente por la bobina se hiciera negativa, el convertidor trabajaría ahora en modo discontinuo. Esto ocurre cuando la corriente media de salida cae por debajo de cierto límite. Este límite de corriente (ILB) depende de varios parámetros del circuito como son Vd,Vo,D y L. Habrá por tanto valores críticos en el circuito que harán que el modo sea discontinuo o no. Si el intervalo de corriente cero es grande, esto puede ocasionar un mal funcionamiento del convertidor. Lo ideal es que este circuito funcione en modo continuo o en el límite de contínuo-discontínuo. Si trabajase en modo discontinuo la corriente por la bobina tendría picos mayores. 10 3.5. Convertidor no aislado elevador o tipo boost. Como su propio nombre indica la tensión de salida es siempre mayor que la de entrada. La tipología básica difiere con la anterior: Los intervalos de funcionamiento son: a) Durante tON: el interruptor está cerrado y el diodo inversamente polarizado (Vk>Va) siendo la tensión en la bobina VL = Vd y provocando que por ella circule una corriente lineal creciente. La tensión media en la carga se mantiene constante. b) tOFF: si se abre el interruptor la bobina soporta entonces una tensión de valor Vd – Vo y la carga almacenada en la bobina fluye por el diodo hacia el condensador y la carga, y por tanto disminuyendo el valor de la corriente por la bobina. En ambas situaciones la corriente por la bobina alcanzará unos valores máximos y mínimos. Si la corriente fuese cero en algún momento estaríamos en conducción discontinua. Igualando ambas áreas de VL, ya que el valor medio durante un periodo en una bobina debe ser cero, tendríamos lo siguiente: Vd ton = (Vd – Vo) toff 𝑉𝑑 resultando: 𝑉𝑜 = (1−𝐷) Válido sólo para modo continuo 11 3.6. Fuentes conmutadas aisladas. Fuentes SMPS (Switching Mode Power Supply). La principal característica de estos circuitos es que los semiconductores no se utilizan para disipar potencia moviéndose por la zona activa (de ON a OFF y viceversa) como en las fuentes lineales, sino que se hacen funcionar en ON/OFF. Esto eleva la eficiencia de la fuente a valores por encima del 80%. Las principales ventajas de estos sistemas son: - Los elementos de conmutación (transistores de potencia o MOSFETs) operan como un interruptor ON-OFF con las ventajas ya estudiadas que ello comporta. La eficiencia está en torno al 80-90% y los semiconductores son más capaces de soportar tensiones y controlar intensidades elevadas. - Si se emplea transformador de aislamiento de alta frecuencia (HF) el tamaño y peso se reduce notablemente frente a las lineales. Las desventajas más evidentes son: - El diseño e implementación es más complej. La reparación también. - Las emisiones electromagnéticas son elevadas (EMI). En la siguientes figura se muestra un diagrama de bloques de un sistema DC-DC de fuente conmutada. De forma general podemos descomponerlo en bloques funcionales que tienen una finalidad concreta. PROTECCIÓN Y FILTRO EMC: Esta etapa es la que está en contacto con la tensión de red, que aquí en España es de 230VAC. Debe de cumplir varias funciones: - Aislar al equipo de la red en caso de sobre corriente. - Absorber sobretensiones. - Limitar el paso de frecuencias elevadas tanto de entrada como de salida. Para ello, en esta etapa nos encontramos: - Fusibles y Flame-Proof Fusible Resistor: pueden ser de cristal (fáciles de comprobar visualmente), cerámicos (con polímetro), resistencias de muy bajo valor que actúan de fusible destruyéndose térmicamente y que hay que comprobar con polímetro. Se emplean diferentes encapsulados, desde resistencias metalizadas y cerámicas hasta bobinadas con denominaciones FKN, FW, FRN… 12  Fig. Imágenes de una resistencia fusible dañada. Es fácil visualmente localizar el elemento dañado. - Varistores o VDR: protegen frente a sobretensiones. Si la tensión entre sus extremos aumenta por encima de su valor nominal, su resistencia disminuye mucho comportándose como un cortocircuito y haciendo que la tensión entre sus extremos disminuya. Suele dañarse al actuar o por fatiga por lo que hay que comprobar si presenta una resistencia elevada cuando no actúan. Suelen ser de óxido metálico y se denominan MOV. Si son de óxido de Zinc serán ZOV. Su aspecto es el de un disco de mayor o menor tamaño en función del voltaje nominal y de la energía que son capaces de absorber. No confundir con condensadores: Fig. Varistores de metal-óxido (MOV) con Unominal=300VAC. Ubicación típica de los MOVs. En la práctica, son fácilmente identificables por la ubicación que tienen. Filtro EMC/EMI: El esquema de un filtro EMI es el siguiente: - compuesto por un toroide que acoge dos bobinas arrolladas en él de tal forma que minimizan el flujo magnético por el núcleo. Entre ambas se colocan condensadores tipo X y en algunos esquemas condensadores entre fase y masa del tipo Y. Los tipo X están diseñados para colocarse entre fases e impedir que se cortocircuiten. En el caso de sobretensión se destruye sin generar un cortocircuito. Dependiendo de su tensión se denominan X1 (hasta 4KV) o X2 (hasta 2.5KV). Son condensadores de seguridad tipo X. Los tipo Y se colocan entre fase y masa e impiden el cortocircuito. Pueden ser Y1(8KV) o Y2(5KV). Son condensadores de seguridad tipo Y. Hay condensadores que son tanto X como Y (se muestra en la imagen de arriba). 13  Los condensadores entre fases deben ser tipo X. Los que aparezcan entre fase y masa deben ser Y. Estos condensadores no dejarán pasar las corrientes elevadas pues su impedancia será baja y las de las bobinas elevadas cuando aparezcan estas señales de alta frecuencia. En condiciones normales (50/60Hz), ocurre lo contrario y los condensadores presentan elevada impedancia y las bobinas baja. Al conjunto formado por las bobinas se le denomina choke. - NTC: se colocan en serie con una fase para que presenten una elevada resistencia en frío (al arrancar la fuente) y rápidamente bajen su valor al calentarse. Con ello reducimos la corriente que absorben los condensadores que están en paralelo con la entrada y disminuimos tanto los picos de corriente como el calentamiento de los condensadores, principal problema por el cual se pueden deteriorar con el tiempo. - PUENTE RECTIFICADOR: no hay mucho que contar de él pues ya se conoce su funcionamiento. Sólo destacar los elementos que se colocan después de él, pudiendo ser directamente el filtro de condensador o bien un circuito corrector del factor de potencia. 14  - PFC o POWER FACTOR CORRECTION: en el funcionamiento de la fuente conmutada se produce un troceo de la señal alterna a la salida del puente rectificador a una frecuencia elevada. Una señal con un semiperiodo de 10ms es troceada a frecuencia de 50KHz, por ejemplo, lo que significa trocear cada 20us. Esto provoca que la forma de la corriente por los diodos deje de ser senoidal por lo que se producirá una disminución del factor de potencia del sistema y una aparición de armónicos elevada. Para reducir los armónicos y aumentar el factor de potencia se emplean circuitos PFC pasivos o activos. Los pasivos están formados por una bobina choke (dos bobinas arrolladas a un núcleo) y unos condensadores en paralelo. Esta forma de alisar la corriente y eliminar los armónicos es poco eficiente y no se consigue el factor de potencia 1, sino uno cercano. Los PFC activos incluyen semiconductores de potencia y controladores que los gobiernan. La misión de estos semiconductores es fabricar una señal senoidal a trozos. Se puede emplear un convertidor tipo Boost como el estudiado anteriormente conmutando a una frecuencia elevada de tal forma que la señal de salida del rectificador se trocea y la corriente toma la forma de la tensión de entrada. Fig. Sin PFC. Gran contenido de armónicos. THD alto. Fig. Circuito Boost como corrector activo del factor de potencia. Fig. Con PFC. Bajo contenido en armónicos. THD bajo. 15  - FILTRO PRIMARIO: Básicamente son condensadores de elevado voltaje y que no es necesario que sean de mucha capacidad, empleados para generar la tensión de rizado en continua. Fig. Condensador de filtro de 400VDC y 220uF. Al probar la fuente tenemos que asegurarnos de que no se encuentra cargado, pues puede provocarnos una descarga eléctrica importante. A veces se emplean varios condensadores de menor capacidad en paralelo en lugar de uno sólo de mayor capacidad. Esto es debido a que al ser de menor capacidad tienen menos altura y que su resistencia equivalente serie es algo menor que si fuera un solo condensador. La resistencia serie ESR juega un papel importante en el calentamiento de los condensadores y por tanto en su vida útil. Cuando un condensador se sobrecalienta, se generan gases en su interior que con el tiempo acaban hinchando el cuerpo del mismo e incluso abriéndolo provocándose su avería. La sustitución sistemática de estos condensadores antes de que ocurra la avería es una de las tareas de preventivo más extendidas. A la salida de este filtro dispondremos de un nivel de continua elevado que alimenta al circuito formado por el primario del transformador y el interruptor de potencia. A la hora de comprobar un condensador debemos también comprobar si al agitarlo suena, síntoma de un defecto interno. Esto se debería hacer antes de montar un condensador nuevo, para descartar que estuviese dañado. 16  - INTERRUPTOR DE ALTA FRECUENCIA + TRANSFORMADOR + CIRCUITO CONTROLADOR + SECUNDARIO: una vez que el filtro genera un voltaje DC, éste es aplicado a los devanados primarios del transformador de alta frecuencia mediante el cierre o la apertura de un interruptor de potencia que está en serie con él, que suele ser un MOSFET montado sobre un disipador. Este interruptor es controlado mediante una señal de control procedente de un circuito integrado cuya misión es proporcionar al elemento de potencia la duración del pulso adecuado de ON y de OFF. El transformador de HF que transmite la potencia desde el primario al secundario es el mayor de todos en cada fuente conmutada. Hay varios transformadores de HF que tienen otras funciones auxiliares, como por ejemplo en el lazo de realimentación. Transformador HF de potencia 17  Los diodos rectificadores en el lado del secundario suelen tener encapsulado TO-220 o TO-247 con o sin disipador auxiliar. En determinados encapsulados nos encontramos dos diodos unidos por el cátodo: En el secundario habrá un lazo de realimentación cuya misión es indicarle al circuito integrado de control si debe modificar el ciclo de funcionamiento del transistor de potencia. Este lazo de realimentación está compuesto por componentes pasivos y un elemento que transfiera una señal eléctrica del secundario al primario que puede ser un transformador de HF y/o un optoacoplador. Localizarlos es relativamente fácil. En el caso del transformador de HF auxiliar antes hemos visto un ejemplo. En el caso del optoacoplador: 18 19 3.7. Convertidores DC-DC aislados unidireccionales y bidireccionales. Hemos hecho una división en cuanto a las configuraciones en función del transformador usado y su polarización (excitación). - Flyback y Forward: En estos montajes el transformador trabaja en el primer cuadrante de magnetización. - Push-pull, Half-bridge y Full-bridge: Se usa el transformador en los cuadrantes 1 y 3 de su curva de magnetización. La técnica de control en cada caso varía empleándose en flyback y forward una simple técnica PWM similar a los circuitos básicos buck y boost no aislados y una técnica PWM más compleja en el caso de los push-pull, half y full bridge. 3.7.1. Flyback converter. Nos centramos en el primario dónde localizamos el MOSFET como interruptor, la polaridad del transformador y el rectificador de media onda en el secundario. Como en cualquier otro circuito con semiconductores en conmutación, tenemos que conocer los intervalos de funcionamiento: - En ON, el primario recibirá tensión y el secundario también pero al el diodo D estará inversamente polarizado, por lo que la carga está siendo alimentada con la energía almacenada en el condensador, proporcionando el nivel de tensión Vo deseado. El primario del transformador está alimentado a una tensión Vd constante por lo que la corriente a través de él es creciente y lineal. El flujo magnético Φ es proporcional a la intensidad por el primario. - En OFF, la corriente decreciente de Lm circula por el primario del transformador, apareciendo una tensión positiva en el secundario y también decreciente (ver Φ). Esta energía almacenada en el transformador hace que en el secundario fluya una corriente a través de D. Esto hace que la tensión en el secundario v2 sea –Vo. 20  Existen diversas configuraciones flyback como las two-transistor y las paralleling flyback. La principal ventaja de la configuración con dos transitores frente a la de un transistor, es sobre la tensión que tienen que soportar los semiconductores, que es menor. En la configuración en paralelo la ventaja de poder llegar a rangos de potencia mayores con bloques flyback de menor potencia. En la topología con dos transistores, T1 y T2 conmutan simultáneamente. Los voltajes que tienen que soportar ambos transistores en OFF son la mitad de la configuración con un solo transistor. También se incluyen redes de protección para cuando transistores estén en OFF. Para el caso de transistores en paralelo ambos flyback no operan simultáneamente sino que se van alternando. Esto permite que se alcancen potencias superiores en la salida. Precisan de un control de la corriente. 3.7.2. Forward converter. En la siguiente figura vemos una configuración forward básica. Veamos sus intervalos de funcionamiento: - En ON, D1 está polarizado directamente y D2 inversamente. Por tanto, la tensión en la bobina L será: Al ser positiva y constante la corriente en la bobina crece linealmente. - En OFF, D2 actúa de diodo volante y VL= -Vo. Al ser negativa VL, la corriente por la bobina disminuye linealmente. Si observamos el primario no veremos en el esquema ideal del forward ningún diodo de recuperación. En el esquema práctico si aparecerá un diodo de recuperación o algún otro semiconductor que permita que la corriente del devanado siga circulando en los momentos de OFF para liberar la energía almacenada en la bobina del transformador. Hay muchas configuraciones para ello. Al igual que en el flyback hay configuraciones two-transistor y paralleling forward con las mismas ventajas que en las configuraciones flyback. 21