UPS:

Definición:

Un UPS o sistema de alimentación ininterrumpida al español es un aparato eléctrico que

proporciona energía de emergencia a una carga cuando la fuente de alimentación de

entrada, por lo general de energía eléctrica, falla. Un UPS se diferencia de un auxiliar o

sistema de energía de emergencia o generador de reserva, ya que proporcionará una

protección casi instantánea de las interrupciones de alimentación de entrada, mediante el

suministro de energía almacenada en baterías o un volante. El tiempo de ejecución en la

batería de la mayoría de las fuentes de alimentación ininterrumpida es relativamente

corto (unos pocos minutos) pero suficiente para comenzar una fuente de energía de

reserva o apagar correctamente el equipo de protección.

La función principal de cualquier UPS es proveer de energía a corto plazo, cuando falla la

fuente de alimentación de entrada. Sin embargo, la mayoría de las unidades UPS también

son capaces en mayor o menor grado de corrección de los problemas de energía comunes

de servicios públicos:

1. Voltaje pico o sostenida contra sobretensiones

2. Momentánea o sostenida reducción de la tensión de entrada.

3. El ruido, que se define como una transitoria de alta frecuencia o de oscilación, por

lo general se inyecta en la línea por el equipo cercano.

4. La inestabilidad de la frecuencia de la red.

5. Distorsión armónica: se define como una desviación del ideal sinusoidal de onda

esperada en la línea.

Características:

Existen diferentes topologías de UPS por lo cual es difícil darles características

generales ya que estas depende de la necesidad del usuario y el uso que valla a

proporcionarle pero entre las características principales que todo UPS debe tener son

las siguientes :

Rectificador: rectifica la corriente alterna de entrada, proveyendo corriente continua

para cargar la batería. Desde la batería se alimenta el inversor que nuevamente

convierte la corriente en alterna. Cuando se descarga la batería, ésta se vuelve a cargar

en un lapso de 8 a 10 horas, por este motivo la capacidad del cargador debe ser

proporcional al tamaño de la batería necesaria.

* Batería: se encarga de suministrar la energía en caso de interrupción de la corriente

eléctrica. Su capacidad, que se mide en Amperes Hora, depende de su autonomía

(cantidad de tiempo que puede proveer energía sin alimentación).

* Inversor: transforma la corriente continua en corriente alterna, la cual alimenta los

dispositivos conectados a la salida del UPS.

* Conmutador (By-Pass) de dos posiciones, que permite conectar la salida con la

entrada del UPS (By Pass) o con la salida del inversor.

A continuación veremos un poco acerca de las diferentes topologías principales de

UPS existentes veremos más que todo desde un punto de vista por encima es decir sin

profundizar demasiado.

Desconectado / espera:

Los UPS fuera de línea / en espera (SPS) ofrece sólo las funciones más básicas,

proporcionando protección contra sobretensiones y batería de respaldo. El equipo de

protección es normalmente conectado directamente a la red eléctrica entrante. Cuando el

voltaje de entrada cae por debajo de o se eleva por encima de un nivel predeterminado de

la MSF gira sobre su circuitería interna del convertidor DC-AC, que se alimenta de una

batería de almacenamiento interno. El SPS se conmuta mecánicamente el equipo

conectado a la salida del inversor DC-AC.

Line-interactive:

Es similar en funcionamiento a un UPS de reserva, pero con la adición de una variable de

voltaje multi-toque autotransformador. Este es un tipo especial de transformador que se

puede sumar o restar las bobinas activadas de alambre, lo que aumenta o disminuye el

campo magnético y la tensión de salida del transformador. Esto también se conoce como

un transformador reductor-elevador.

Este tipo de UPS es capaz de tolerar la mínima tensión continuas caídas de tensión y

sobretensiones contra sobretensiones sin consumir la poca energía de la batería de

reserva. En su lugar, compensa de forma automática mediante la selección de diferente

toma de energía en el autotransformador.

Online / doble conversión:

La UPS en línea puede ser necesario cuando el ambiente de la energía es "ruidosa", cuando

se hunde el suministro eléctrico, cortes y otras anomalías son frecuentes, cuando se

requiere la protección de cargas sensibles equipos informáticos, o cuando es necesario el

funcionamiento de un generador de respaldo extendido de gestión.

Posee una mayor corriente de CA a CC battery-charger/rectifier, y con el rectificador y el

inversor diseñado para funcionar continuamente con la mejora de los sistemas de

refrigeración. Se llama una doble conversión UPS debido al rectificador conducir

directamente el inversor, aunque alimentado por corriente alterna normal.

La principal ventaja de los UPS en línea es su capacidad de proporcionar un servidor de

seguridad eléctrica entre la energía de la red entrante y equipos electrónicos sensibles.

Funcionamiento:

Cuando la corriente CA entra en falla o cuando el monitor del UPS determina que la

alimentación es deficiente (ruido excesivo, sobre voltajes, caídas de tensión, etc.) el UPS

cambia a su modo de suministro por baterías durante 10 a 15 minutos.

Mientras tanto el microprocesador del UBS vigila el voltaje de las baterías hasta que llega

a un valor prefijado, entonces arranca automáticamente el generador motorizado de CC,

permitiendo que las baterías se recarguen en un 80%.

Pasada la condición de falla se realiza el cambio, quedándose las baterías cargadas.

Este método permite un refuerzo de energía casi ilimitado al mantenerse alimentado el

generador CC, prolonga la vida útil de las baterías al cargarlas adecuadamente y

funcionamiento económico al disminuir los problemas de mantenimiento.

Supresor de Picos de Voltaje

Definición:

Es un dispositivo diseñado para proteger dispositivos eléctricos de picos de tensión ya

que gestionan o administran la energía eléctrica de un dispositivo electrónico

conectado a este. Un protector de sobretensión intenta regular el voltaje que se aplica

a un dispositivo eléctrico bloqueando o enviando a tierra voltajes superiores a un

umbral seguro.

Características:

Éstas son algunas especificaciones que definen a un protector de sobretensión para AC

y para protección de las comunicaciones.

Limitación de voltaje — Ésta especifica qué voltaje provocará que los varistores del

protector conduzcan la electricidad a la línea de tierra. Una limitación de voltaje más

baja indica una mejor protección, pero una menor esperanza de vida del aparato.

Julios — Este número define cuánta energía puede absorber el protector sin

estropearse. Un número alto indica una mayor protección y una mayor esperanza de

vida porque el dispositivo desviará más energía a otro lugar y absorberá menos. Más

julios actualmente significan una limitación de voltaje reducido

Tiempo de respuesta - Los protectores de sobretensión no se activan inmediatamente,

hay un pequeño retardo. Cuanto mayor sea el tiempo de respuesta mayor será el

tiempo que el equipo estará expuesto a la sobretensión.

Estándar - El protector de sobretensión puede cumplir con IEC 61643-1, EN 61643-

11 y 21, ANSI / IEEE C62.xx, o UL1449. Cada estándar define diferentes características

protectoras, pruebas, o propósitos de operación.

Estos son algunos de los componentes básicos de un supresor de voltaje:

Fusibles:

Los fusibles son pequeños dispositivos que permiten el paso constante de la corriente

eléctrica hasta que ésta supera el valor máximo permitido. Cuando aquello sucede,

entonces el fusible, inmediatamente, cortará el paso de la corriente eléctrica a fin de

evitar algún tipo de accidente, protegiendo los aparatos eléctricos de "quemarse" o

estropearse.

Varistor:

Un varistor (variable resistor) es un componente electrónico cuya resistencia óhmica

disminuye cuando el voltaje que se le aplica aumenta; tienen un tiempo de respuesta

rápido y son utilizados como limitadores de picos voltaje. El varistor protege el circuito

de variaciones y picos bruscos de tensión. Se coloca en paralelo al circuito a proteger y

absorbe todos los picos mayores a su tensión nominal.

Interruptor:

Un interruptor es un dispositivo que puede accionarse para activar, encienda o

apague, un equipo u aparato como consecuencia de la apertura o cierre de la

corriente eléctrica.

Conductor de corriente. (CC):

Conduce la corriente del sistema, que es alimentada por la red general. Conductor

aislado y calibre según la Corriente a conducir.

Conductor neutro. (CN)

No conduce corriente pero sirve de conductor de referencia para crear voltaje en un

circuito junto con el CC, está conectado a la red general. Conductor aislado. Calibre

igual al CC.

Conductor de protección. (CP)

No conduce corriente, sirve para que en caso de que exista fuga de corriente del CC a

cualquier parte metálica donde se esté usando el sistema, el conductor CP o también

llamado de tierra, conduce esta corriente a tierra para evitar daños a usuarios y al

propio sistema. Conductor conectado a las partes metálicas del sistema y a una varilla

aterrizada. Conductor sin aislantes. Calibre igual al CC.

Funcionamiento:

Los supresores de picos actúan como esponjas eléctricas que absorben el voltaje excesivo

peligroso y evitan que en su mayor parte alcance su equipo sensible. Como las esponjas,

los protectores de picos tienen una capacidad de absorción limitada. Una vez que se

alcanza su capacidad, la unidad ya no protege su equipo y debe sustituirse.

Acondicionador de línea

Definición:

Es un dispositivo que se encarga de regular, filtrar y suprimir el ruido eléctrico en la red

eléctrica. Están diseñados específicamente para proteger equipos sensibles y aparatos

electrónicos como conmutadores, plantas telefónicas y maquinaria industrial, entre otros,

contra la mayoría de disturbios de la red eléctrica

Características:

Los acondicionadores de línea se dividen en dos grupos principales:

1. Acondicionador de voltaje de trabajo pesado o industrial, en potencias de 3 a

150kva.

2. Acondicionador de voltaje automático con regulación automática con regulación

incorporada desde 1 a 75kva.

Acondicionador de voltaje de trabajo pesado o industrial:

Características:

Aislamiento de línea para minimizar eventos transitorios y ruido eléctrico.

Protectores DPS y filtros de entrada y salida para eliminación de sobre

voltajes y transientes.

Pantalla electroestática que contribuye a la reducción de armónicos y ruido

de línea ayudando a generar una onda de salida limpia.

Múltiples taps para adaptar o seleccionar el nivel del voltaje apropiado de

línea.

Diferentes configuraciones, topologías y clases:

Delta –Y, Delta –YZ, para la eliminación de armónicos.

Factores K involucrados de 6 a 30 que permiten el manejo de cargas que

permiten no lineales sin necesidad de degradar o subutilizar el

acondicionador.

Modelos de clase B y H con gran capacidad de manejo de temperatura.

Acondicionador de voltaje automático

Además de las características de protección ofrecidas por acondicionador de trabajo

pesado, los modelos automáticos incorporan un regulador electrónico de voltaje que

optimiza la precisión del voltaje de salida.

Funcionamiento:

Estos dispositivos poseen un sistema de filtrado de ruido eléctrico, protectores DPS

certificados contras transientes y picos y un robusto transformador de aislamiento con

pantalla electroestática que permite simular una subestación eléctrica independiente,

aislando las cargas que se encuentren conectadas al equipo de señales indeseables de

alta frecuencia que se transmiten o se generan en la red eléctrica. Al estar su salida

aislada eléctricamente de la línea es posible unir en el secundario el neutro generado

con la tierra de la edificación, lo que garantiza que le voltaje que aparece entre estos

terminales sea practicante de cero.

Reguladores de Voltaje

Definición:

Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado

para mantener un nivel de voltaje constante.

Características:

Existen una gran variedad de reguladores de voltajes a continuación veremos algunos

de ellos:

Reguladores integrados:

Hoy en día es más común encontrar en las fuentes de alimentación reguladores

integrados, normalmente son componentes muy parecidos a los transistores de

potencia, suelen tener tres terminales, uno de entrada, un común o masa, y uno de

salida, tienen una capacidad de reducción del rizado muy alta y normalmente sólo hay

que conectarles un par de condensadores.

Los de mayor potencia necesitarán un disipador de calor, este es el principal problema

de los reguladores serie lineales tanto discreto como integrado, al estar en serie con la

carga las caídas de tensión en sus componentes provocan grandes disipaciones de

potencia.

Reguladores conmutados:

Los reguladores conmutados solucionan los problemas de los dispositivos

anteriormente citados, poseen mayor rendimiento de conversión, ya que los

transistores funcionan en conmutación, reduciendo así la potencia disipada en estos y

el tamaño de los disipadores.

Reguladores electromecánicos:

Los reguladores electromecánicos basan su principio de funcionamiento en un auto

transformador de columna, sobre la cual se dispone un cursor accionado por un

servomotor, que en su recorrido suma o resta espiras. Este movimiento de auto ajuste

es controlado por un comando electrónico, que se activa cada vez que la tensión de

salida se desvía de su valor de calibración, ajustándose automáticamente y con ello

mantiene permanentemente la tensión de salida estable, la respuesta es lenta a las

variaciones rápidas de tensión.

Regulador de voltaje de corriente alterna por Inducción:

Este es un tipo antiguo de regulador usado en 1920 que usa el principio de una espira

en una posición fija y una espira secundaria que puede rotarse en un eje en paralelo

con la espira fija.

Cuando la espira movible se posiciona perpendicular a la espira fija, las fuerzas

magnéticas que actúan sobre la espira movible balancea entre sí y el voltaje de salida

no cambia. Al rotar la espira en una dirección o alejarla de la posición central

incrementará o reducirá el voltaje en la espira secundaria movible.

Regulador ferroresonante:

La ferroresonancia es la propiedad del diseño de un transformador en el cual el

transformador contiene dos patrones magnéticos separados con acoplamiento

limitado entre ellos. La salida contiene un circuito resonante paralelo que toma su

potencia del primario para reemplazar la potencia entregada a la carga. Hay que

notar que la resonancia en la ferroresonancia es similar a aquella en los circuitos

lineales con condensadores o inductores en serie o paralelo, en donde la impedancia

tiene un pico a una frecuencia en particular. En un circuito no lineal, como el que se

usa en los transformadores ferroresonantes, la resonancia se usa para reducir los

cambios en el voltaje de alimentación para suministrar un voltaje más constante a la

carga.

Funcionamiento:

Cuando el voltaje excede cierto límite establecido que el aparato eléctrico puede

soportar, el estabilizador trabaja para evitar que se dañe el mismo.

Un protector de picos consta de los siguientes componentes:

Un fusible

Un transformador.

Resistencia variable.

Diodo Zener también conocido como diodo de supresión de voltaje.

Fuente de poder

Definición:

En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo que convierte la tensión

alterna, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos

circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisor, impresora,

router, etc.).

Características:

La fuente de alimentación se divide en dos grupos los cuales son:

Fuentes de alimentación lineales:

Siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida.

En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento

galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en corriente continua pulsante se

llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un

filtro de condensador.

La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un

componente denominado regulador de tensión, que no es más que un sistema de control a

lazo cerrado que en base a la salida del circuito ajusta el elemento regulador de tensión

que en su gran mayoría este elemento es un transistor. Este transistor que dependiendo de

la tipología de la fuente está siempre polarizado, actúa como resistencia regulable

mientras el circuito de control juega con la región activa del transistor para simular

mayor o menor resistencia y por consecuencia regulando el voltaje de salida.

Fuentes de alimentación conmutadas

Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica

mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza

transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas

utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 kHz

típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados).

Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador,

otro rectificador y salida.