Convertidor de voltaje

Un convertidor de voltaje es un convertidor de energía eléctrica que cambia el voltaje de una fuente de energía eléctrica. Puede combinarse con otros componentes para crear una fuente de energía.

La conversión de voltaje CA utiliza un transformador. La conversión de un voltaje CC a otro requiere circuitos electrónicos (antes del desarrollo de la electrónica de semiconductores se necesitaban equipos electromecánicos), como un convertidor CC-CC. La red eléctrica (llamada corriente doméstica en los EE. UU.) es universalmente CA.

Un uso común del convertidor de voltaje es como dispositivo que permite que los aparatos fabricados para el voltaje de la red de una región geográfica funcionen en un área con un voltaje diferente. Un dispositivo de este tipo puede llamarse convertidor de voltaje, convertidor de potencia, adaptador de viaje, etc. La mayoría de las tomas eléctricas monofásicas de corriente alterna del mundo suministran energía a 210–240 V o a 100–120 V. Se puede utilizar un transformador o un autotransformador; los (auto)transformadores son inherentemente reversibles, por lo que se puede utilizar el mismo transformador para aumentar o reducir el voltaje en la misma proporción. Se pueden fabricar dispositivos más ligeros y pequeños utilizando circuitos electrónicos; reducir el voltaje electrónicamente es más simple y más barato que aumentarlo. Hay disponibles adaptadores de viaje pequeños y económicos, adecuados para dispositivos de baja potencia, como afeitadoras eléctricas, pero no, por ejemplo, secadores de pelo; los adaptadores de viaje suelen incluir adaptadores de extremo de enchufe para los diferentes estándares utilizados en diferentes países. Para una mayor potencia se utilizaría un transformador.

Los transformadores no modifican la frecuencia de la electricidad; en muchas regiones con 100–120 V, la electricidad se suministra a 60 Hz, y las regiones con 210–240 V tienden a utilizar 50 Hz. Esto puede afectar al funcionamiento de los dispositivos que dependen de la frecuencia de la red eléctrica (algunos tocadiscos y relojes eléctricos que funcionan únicamente con la red eléctrica, etc., aunque es menos probable que los equipos modernos dependan de la frecuencia de la red eléctrica). Los equipos con motores de alta potencia o transformadores internos diseñados para funcionar a 60 Hz pueden sobrecalentarse a 50 Hz incluso si el voltaje suministrado es correcto.

La mayoría de los equipos eléctricos que funcionan con la red eléctrica, aunque pueden especificar un único voltaje nominal, en realidad tienen un rango de tolerancia por encima y por debajo de ese punto. Por lo tanto, los dispositivos normalmente se pueden utilizar con cualquier voltaje de aproximadamente 100 a 120 V, o con cualquier voltaje de aproximadamente 210 a 240 V. En tales casos, los convertidores de voltaje solo deben especificarse para convertir cualquier voltaje dentro de un rango en un voltaje dentro del otro, en lugar de necesitar convertidores separados para todos los pares posibles de voltajes nominales (110–220, 117–220, 110–230, etc.)

Otro requisito es proporcionar electricidad de bajo voltaje a un dispositivo desde la red eléctrica; esto se haría mediante lo que normalmente se llama una fuente de alimentación. La mayoría de los dispositivos electrónicos modernos requieren entre 1,5 y 24 voltios de CC; los dispositivos de menor potencia a estos voltajes a menudo pueden funcionar con baterías o con la red eléctrica. Algunos dispositivos incorporan una fuente de alimentación y simplemente se enchufan a la red eléctrica. Otros utilizan una fuente de alimentación externa que comprende un transformador y un rectificador, o circuitos electrónicos. Las fuentes de alimentación de modo conmutado se han generalizado a principios del siglo XXI; son más pequeñas y ligeras que los transformadores convertidores, que alguna vez fueron universales, y a menudo están diseñadas para funcionar con la red eléctrica de CA a cualquier voltaje entre 100 y 250 V. Además, debido a que normalmente se rectifican para funcionar con un voltaje de CC, se ven mínimamente afectadas por la frecuencia de la red eléctrica (50 frente a 60 Hz). Se proporcionan detalles sobre el funcionamiento en el artículo sobre fuentes de alimentación.

Los convertidores de voltaje se pueden utilizar en vehículos con tomas de corriente continua de 12 V. Se puede utilizar un simple regulador de voltaje para reducir el voltaje de los dispositivos de baja potencia; si se requieren más de 12 V, o para dispositivos de alta potencia, se utiliza una fuente de alimentación conmutada. La salida normalmente será CC en el rango de 1,5 a 24 V. Hay fuentes de alimentación que producen 100 a 120 V CA o 210 a 240 V CA; se denominan inversores, debido a la conversión de CC a CA en lugar del cambio de voltaje. La frecuencia y la forma de onda de salida de un inversor pueden no reproducir con precisión las suministradas por la red eléctrica, aunque esto no suele ser un problema.

• Conversión de energía eléctrica
• Tensión extra-bajo
• Tensión alta
• Baja tensión
• Transformador