Cómo funcionan los inversores de corriente CC/CA

Galería de imágenes de gadgets para autos Un inversor como esta unidad de 200 vatios es fácil de usar e instalar. Es muy portátil, pero es más adecuado para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. Ver más fotos de gadgets de coche.

Todo el mundo utiliza algún tipo de dispositivo electrónico en su casa rodante, SUV o automóvil. Puede escuchar su reproductor de MP3, buscar direcciones en su sistema de posicionamiento global (GPS) o jugar un videojuego portátil. Estos tipos de dispositivos electrónicos se pueden recargar o alimentar conectándolos al encendedor de cigarrillos (o al puerto de alimentación) de su vehículo.

Pero, ¿qué pasa si quieres usar algo un poco más elaborado mientras estás en el camino abierto? Tal vez quiera hacer tostadas, ver un televisor LCD o tal vez incluso escribir un artículo en su computadora portátil. Estos dispositivos se conectan a tomacorrientes de pared regulares, no a encendedores de cigarrillos. Asegurarse de que su equipo electrónico obtenga el jugo que necesita mientras viaja no es una simple cuestión de encontrar el adaptador adecuado. Necesitas un inversor de corriente.

Inversores de potencia convierta la corriente continua (CC), la energía que proviene de la batería de un automóvil, en corriente alterna (CA), el tipo de energía que se suministra a su hogar y la energía que necesitan los dispositivos electrónicos más grandes para funcionar. ¿Qué tipo de inversor de corriente es el adecuado para el trabajo? ¿Cómo se instala uno? ¿Y cómo cambia exactamente un inversor la corriente de una forma a otra? En este artículo, exploraremos todos los aspectos positivos y negativos de los inversores de potencia de CC a CA.

Contenido

¿Por qué necesito convertir de CC a CA?
Hacer corriente continua alterna
Vatios, picos y sobretensiones
Instalación del inversor

¿Por qué necesito convertir de CC a CA?

La mayoría de los automóviles y casas rodantes obtienen su energía de una batería de 12 voltios. En algunos casos, se puede usar una batería de 24 voltios de servicio pesado. Es importante conocer el voltaje de su vehículo porque la clasificación de voltaje del inversor que seleccione debe coincidir con el voltaje de la batería. En cualquier caso, la batería proporciona corriente continua. Esto significa que la corriente fluye continuamente desde el terminal negativo de la batería, a través del circuito completo y de regreso al terminal positivo de la batería. El flujo es en una sola dirección, de ahí el nombre de corriente continua. La capacidad de proporcionar energía de corriente continua es inherente a la naturaleza de las baterías.

La corriente continua es muy útil, pero las baterías generalmente solo pueden proporcionar energía de CC de voltaje relativamente bajo. Muchos dispositivos necesitan más energía para funcionar correctamente que la que puede proporcionar CC. Están diseñados para funcionar con la alimentación de CA de 120 voltios que se suministra a los hogares en los EE. UU. La corriente alterna o CA, cambia constantemente de polaridad, envía la corriente en una dirección a través del circuito, luego la invierte y la envía en la otra dirección. Lo hace muy rápido:60 veces por segundo en la mayoría de los sistemas eléctricos de EE. UU. La alimentación de CA funciona bien con voltajes altos y se puede "aumentar" el voltaje con un transformador más fácilmente que con la corriente continua.

Un inversor aumenta el voltaje de CC y luego lo cambia a corriente alterna antes de enviarlo para alimentar un dispositivo. Estos dispositivos se diseñaron inicialmente para hacer lo contrario:convertir la corriente alterna en corriente continua. Dado que estos convertidores básicamente podían funcionar en reversa para lograr el efecto contrario, se los llamó inversores.

A continuación, ¿cómo invierten los inversores?

De CC a CA y viceversa

Irónicamente, si usa un inversor de CA para alimentar una computadora o un televisor, la fuente de alimentación del dispositivo está convirtiendo la corriente alterna de 120 voltios en una corriente continua de voltaje mucho más bajo. Los circuitos electrónicos sensibles en estos dispositivos necesitan voltajes bajos y regulados para funcionar, por lo que en realidad está convirtiendo CC a CA para que pueda volver a cambiarse a CC nuevamente. No puede usar corriente continua directa sin el inversor de CA a CC porque la fuente de alimentación del dispositivo necesita la alimentación de CA para reducir y regular correctamente el voltaje.

Hacer corriente continua alterna

Esta unidad proporciona 1500 vatios de potencia de onda sinusoidal pura. La onda es probablemente mejor que la proporcionada por el sistema eléctrico de su hogar, pero el precio del fabricante por uno de estos es de casi $1,000.

Los primeros inversores de corriente alterna eran dispositivos electromecánicos. La corriente directa fluiría por un extremo de un circuito con un electroimán. Tan pronto como la corriente golpee el imán, el imán se activará. Esto tiraría de un cable conectado a un brazo de resorte, lo que obligaría al cable a hacer contacto con el circuito. Esto cambiaría el flujo de corriente al otro lado del circuito, cortando la energía del electroimán. Tan pronto como el imán se soltara, el resorte haría retroceder el cable, permitiendo que la corriente fluya al otro lado del circuito, activando una vez más el imán. Estos viejos inversores eran conocidos por hacer un zumbido.

Los inversores modernos utilizan circuitos osciladores para realizar el mismo proceso. Están fabricados con transistores o semiconductores, por lo que ya no es necesario que un brazo de resorte se mueva de un lado a otro para alternar la corriente.

Sin embargo, no es tan simple como eso. La corriente alterna forma una onda sinusoidal. La salida de un inversor es una onda muy cuadrada, no como la onda suave y redonda de un seno perfecto. Algunos dispositivos son inherentemente sensibles a la señal producida por una onda de CA. Por lo general, estos son dispositivos que reciben o transmiten algún tipo de señal, como equipos de audio o video, dispositivos de navegación o equipos científicos sensibles. Puede ver o escuchar la forma de onda cuadrada en un televisor como líneas en la pantalla o un zumbido constante.

La limpieza de la onda sinusoidal requiere una serie de filtros, inductores y condensadores. Los inversores económicos tienen poco o ningún filtrado. La corriente alterna que producen tiene una onda muy cuadrada, lo cual está bien si solo quieres hacer café o hacer funcionar algo con un motor eléctrico simple. Si necesita una onda sinusoidal más suave, necesitará un inversor con mejor filtrado. Por supuesto, un mejor filtrado también cuesta un poco más. Los inversores pueden ser extremadamente caros, incluso cuestan miles de dólares, es decir, si está buscando un inversor con un seno suave. La buena noticia:con un presupuesto lo suficientemente grande, puede comprar un inversor de CA que produce senos de CA prácticamente perfectos. De hecho, algunos inversores de CC a CA de gama alta pueden generar ondas sinusoidales que son incluso más suaves que la alimentación de CA suministrada a su casa.

En la siguiente sección, aprenderemos cómo elegir el inversor adecuado para el trabajo.

Vatios, picos y sobretensiones

El primer paso para seleccionar un inversor es hacer coincidir el inversor con el voltaje de la batería que utilizará como fuente de alimentación. En la mayoría de los casos, usará una batería de 12 voltios, por lo que querrá seleccionar un inversor de 12 voltios.

El siguiente paso es determinar qué dispositivos planea alimentar con el inversor. Busque una etiqueta en algún lugar de cada dispositivo que le indique la potencia que requiere para funcionar. La potencia nominal de su inversor debe exceder la potencia total de todos los dispositivos que planea ejecutar simultáneamente. Por ejemplo, si quisiera hacer funcionar una licuadora de 600 vatios y una cafetera de 600 vatios al mismo tiempo, necesitaría un inversor capaz de generar una salida de 1200 vatios. Sin embargo, si supiera que nunca prepararía café y batidos de frutas al mismo tiempo, solo necesitaría un inversor de 600 vatios.

Desafortunadamente, las cosas no son tan simples. Los dispositivos que tienen motores eléctricos, así como algunos televisores, consumen un vataje más alto que su clasificación de vataje de funcionamiento normal cuando se encienden por primera vez. Esto se conoce como pico o sobretensión, y esta información también debe figurar en la etiqueta del dispositivo. La mayoría de los inversores también tienen una clasificación máxima, así que asegúrese de que la clasificación máxima del inversor sea más alta que la potencia máxima del dispositivo que desea alimentar. Los microondas son un caso especial. Como ejemplo, puede saber que su microondas es un microondas de 500 vatios. Esta es en realidad la potencia de cocción. La potencia en vatios podría ser el doble de esa cantidad. De nuevo, revisa la etiqueta del dispositivo para asegurarte.

Si planea hacer funcionar su inversor a través del encendedor de cigarrillos de su automóvil, es una apuesta segura que no utilizará ningún dispositivo de alto voltaje. De hecho, si intenta pasar más de 400 vatios a través de una conexión de encendedor de cigarrillos, fallará e incluso podría provocar un incendio en su vehículo.

La especificación final a buscar es la salida de onda del inversor. Si va a alimentar algún equipo que sea sensible a las ondas cuadradas, busque un inversor con una salida de onda "sinusoidal perfecta". Esté preparado para la sorpresa:un inversor sinusoidal perfecto puede costar casi 10 veces más que el inversor de la misma potencia con una salida sinusoidal modificada. Sinusoidal modificada significa que la corriente pasa por algún tipo de filtrado, por lo que no es una onda cuadrada, pero tampoco es totalmente uniforme.

En la página siguiente, explicaremos cómo instalar un inversor.

Lavar a mano únicamente

No alimentarás una lavadora o una secadora de ropa con un inversor, por lo que será mejor que saques la tabla de lavar y el tendedero. La mayoría de las lavadoras y secadoras de EE. UU. funcionan con 220 voltios y los inversores no están diseñados para producir el tipo de energía que necesitan estas máquinas.

Instalación de Inversores

Si tiene requisitos de energía serios, es posible que necesite un inversor como este. Requiere una batería de 24 voltios de alta resistencia y tiene una potencia de 3500 vatios. Puede ejecutar casi cualquier cosa con esto, incluidos los acondicionadores de aire y otros electrodomésticos grandes.

Los inversores son muy fáciles de instalar. La mayoría de ellos son dispositivos "plug and play", especialmente inversores más pequeños y de bajo voltaje. Estos inversores tienen un cable con un enchufe que encaja en el encendedor de cigarrillos de su automóvil o camión. Están destinados a ser portátiles, por lo que no es necesario realizar ningún otro montaje.

Si compra un inversor que permite potencias más altas, la instalación adecuada se vuelve un poco más crítica. Por debajo de 400 vatios, la conexión del encendedor de cigarrillos sigue siendo una posibilidad, pero los vatios superiores requieren una conexión directa a la batería. Los cables de entrada del inversor tienen clips que se pueden unir a los terminales de la batería, de forma similar a un conjunto de cables de puente. Si la instalación va a ser permanente, los cables se pueden atornillar a los terminales. El inversor en sí se puede montar en cualquier lugar, aunque debe estar en un lugar con buena circulación de aire. Los inversores generan una buena cantidad de calor y utilizan ventiladores de refrigeración y aletas de disipación de calor para evitar el sobrecalentamiento. Los inversores más grandes y pesados tienen orificios de montaje en el chasis para que puedan atornillarse a cualquier superficie. Obviamente, con una instalación permanente, probablemente querrá atornillar su convertidor en su lugar, pero esto no es absolutamente necesario. Es posible simplemente colocar el inversor en una posición segura y estable, enganchar los cables a la batería y enchufarlo.

¿Qué aspecto tiene un inversor, de todos modos? Bueno, los inversores más pequeños pueden caber en su bolsillo, mientras que los modelos de mayor potencia tienen aproximadamente el tamaño y el peso de un diccionario grande. Como regla general:cuanto mayor sea la potencia, más grande y pesado será el inversor. En la parte superior de la escala de potencia del inversor, algunos inversores pueden medir más de dos pies de largo y pesar más de 30 libras.

Los inversores modernos tienen algunas características de seguridad integradas que los hacen aún más fáciles de usar. Algunos modelos hacen sonar una alarma cuando el voltaje de la batería es demasiado bajo. Esto es más una conveniencia, pero dependiendo del tipo de equipo que esté alimentando, también podría ser una característica de seguridad valiosa. Los inversores también suelen tener capacidades de apagado automático. Si la unidad detecta una sobrecarga de corriente o una situación de sobrecalentamiento, se apagará para disminuir o evitar la posibilidad de un incendio. Los inversores también pueden apagarse en caso de un cortocircuito, como una pieza de metal que cae dentro del chasis o si el inversor se moja. La desconexión por cortocircuito es una forma eficaz de evitar la electrocución.

Entonces, ¿cuánto va a costar todo esto, te preguntarás? Puede comprar un inversor sinusoidal modificado clasificado para potencia continua de 200 vatios por alrededor de $ 25 y el precio de un inversor sinusoidal modificado de 6,000 vatios puede acercarse a $ 1,000. Los inversores de seno puro cuestan mucho más; pueden costar más de $200 por un inversor de solo 300 vatios.

Si desea leer más sobre la electrónica automotriz y otros temas relacionados, siga los enlaces en la página siguiente.

Publicado originalmente:10 de febrero de 2009

Preguntas frecuentes sobre inversores de corriente CC/CA

¿Cómo funciona un inversor de CC a CA?

Un inversor de CC a CA convierte y aumenta la electricidad de CC de una fuente (como una batería) en electricidad de CA antes de enviarla para alimentar un dispositivo.

¿Puedo usar un inversor para alimentar mi casa?

Los inversores que proporcionan ondas sinusoidales modificadas se pueden usar de manera segura para alimentar la mayoría de los electrodomésticos. Pero los inversores de bajo vataje pueden presentar ciertos problemas con electrodomésticos como hornos de microondas y televisores, ya que consumen un vataje más alto que su potencia de funcionamiento normal cuando se encienden por primera vez. Para alimentar su casa, necesitará un inversor con una potencia nominal continua de aproximadamente 1500 vatios y con una potencia nominal de pico/sobrevoltaje de aproximadamente 3500 vatios.

¿Por qué convertimos CC a CA?

Muchos dispositivos que usamos necesitan más energía para funcionar que la que puede proporcionar DC. Están diseñados para funcionar con la alimentación de CA de 120 voltios suministrada a los hogares en los EE. UU. La alimentación de CA también funciona bien con voltajes altos y se puede aumentar con un transformador más fácilmente que con CC.

¿Para qué se utiliza un inversor de corriente?

Los inversores de energía se utilizan para convertir la corriente continua o CC, la energía que proviene de la batería de un automóvil, en corriente alterna o CA, el tipo de energía suministrada a su hogar y utilizada por aparatos electrónicos más grandes.

¿Los inversores de corriente agotan la batería de su automóvil?

Los inversores de energía pueden agotar rápidamente su batería a menos que su motor esté funcionando y cargando su batería. Si bien puede conectar un inversor de salida de energía más grande a la batería de su automóvil, la batería y el sistema de carga deberían poder mantenerse al día con el gran consumo de energía.