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 alimentación .
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 semiconductora se requerían equipos electromecánicos ), como un convertidor CC-CC . [1] La red eléctrica (llamada corriente doméstica en los EE. UU.) es universalmente CA. [2]
Un uso común del convertidor de voltaje es un dispositivo que permite que los aparatos fabricados para el voltaje de red de una región geográfica funcionen en un área con voltaje diferente. Un dispositivo de este tipo puede denominarse convertidor de voltaje , convertidor de potencia , adaptador de viaje , etc. La mayoría de los enchufes eléctricos de corriente alterna monofásicos del mundo suministran energía a 210-240 V o a 100-120 V. Se puede utilizar un transformador o 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 más pequeños utilizando circuitos electrónicos; Reducir el voltaje electrónicamente es más sencillo y económico que aumentarlo. Se encuentran disponibles adaptadores de viaje pequeños y económicos adecuados para dispositivos de bajo consumo, como afeitadoras eléctricas , pero no, por ejemplo, secadores de pelo ; Los adaptadores de viaje suelen incluir adaptadores de enchufe para los diferentes estándares utilizados en los distintos países. Se utilizaría un transformador para mayor potencia.
Los transformadores no cambian la frecuencia de la electricidad; en muchas regiones con 100-120 V, la electricidad se suministra a 60 Hz , y las regiones de 210-240 V tienden a utilizar 50 Hz. Esto puede afectar el funcionamiento de dispositivos que dependen de la frecuencia de la red (algunos tocadiscos y relojes eléctricos exclusivos de la red, etc., aunque es menos probable que los equipos modernos dependan de la frecuencia de la red). 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 el correcto.
La mayoría de los equipos eléctricos alimentados por la red eléctrica, aunque pueden especificar un voltaje nominal único, 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 desde aprox. 100 a 120 V, o cualquier voltaje desde aprox. 210 a 240 V. En tales casos, sólo es necesario especificar convertidores de voltaje para convertir cualquier voltaje dentro de un rango a un voltaje dentro del otro, en lugar de que se necesiten 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 fuente de alimentación . La mayoría de los dispositivos electrónicos modernos requieren entre 1,5 y 24 voltios CC; Los dispositivos de menor potencia a estos voltajes a menudo pueden funcionar con baterías o con la red eléctrica. Algunos dispositivos incorporan 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 un circuito electrónico. Las fuentes de alimentación de modo conmutado se han generalizado a principios del siglo XXI; son más pequeños y livianos que los convertidores de transformadores que alguna vez fueron universales y, a menudo, están diseñados para funcionar con una red eléctrica de CA a cualquier voltaje entre 100 y 250 V. Además, debido a que generalmente están rectificados para operar a un voltaje de CC, se ven mínimamente afectados por la frecuencia de la red (50 vs 60 Hz). Los detalles sobre el funcionamiento se dan en el artículo sobre fuentes de alimentación .
Los convertidores de voltaje se pueden utilizar en vehículos con salidas de 12 V CC. Se puede utilizar un gotero de voltaje simple para reducir el voltaje de dispositivos de baja potencia; si se requieren más de 12 V, o para dispositivos de alta potencia, se utiliza una fuente de alimentación de modo conmutado. La salida normalmente será CC en el rango de 1,5 a 24 V. Hay disponibles fuentes de alimentación con salida de 100 a 120 V CA o de 210 a 240 V CA; Se llaman inversores , debido a la conversión de CC a CA en lugar del cambio de voltaje. Es posible que la frecuencia de salida y la forma de onda de un inversor no repliquen con precisión las suministradas por la red eléctrica, aunque esto no suele ser un problema.