¿Por qué los sistemas electrónicos no pueden utilizar una fuente de alimentación de corriente constante y variar el voltaje según el consumo de energía?

Question

Hoy en día, los sistemas electrónicos utilizan una fuente de alimentación de tensión constante. El consumo de corriente varía en función del consumo de energía. ¿Por qué no se pueden diseñar los sistemas electrónicos al revés? Utilizando una fuente de alimentación de corriente constante y variando la tensión según varíe el consumo de energía. ¿Cuáles son los pros y los contras de cada enfoque? ¿Por qué los sistemas electrónicos actuales han evolucionado para utilizar una fuente de alimentación de tensión constante?

Answer 1

Imaginemos dos tomas de corriente en un enchufe común de la casa, alimentadas por una fuente de corriente constante en algún lugar de la línea, supongamos que es una fuente de corriente constante de 10A. Cuando no se utiliza, la toma de corriente debe estar en cortocircuito para que la tensión sea cero (supongamos que los cables son ideales). Cuando se enchufa algo en una toma de corriente, hay que quitarle el cortocircuito y permitir que la tensión aumente: supongamos que se ha enchufado una bombilla de 10V 10A -> 100W, y que el hecho de enchufarla hace que el sistema de cortocircuito salga de la toma de corriente. Ahora qué pasa cuando se enchufa una segunda bombilla de 100W (10A, 10V) - la bombilla ahora necesita funcionar a 5A 20V - necesita bajar su propia resistencia - y también la otra - pero ¿cuánto? bueno, depende del otro dispositivo que estaba enchufado - los dos básicamente necesitan estabilizarse, que aunque es posible, es un sistema muy complicado para un dispositivo tan básico como una bombilla, sin mencionar el enchufe especial que se necesitaría para cerrar el cortocircuito cuando todos los dispositivos se retiran. Este tipo de sistema de equilibrio corriente-voltaje tendría que hacerse para cada divisor, lo que daría lugar a unos sistemas complicados que tendrían que equilibrarse solos.

Ahora, yo estaba ignorando la resistencia del cable, pero vamos a traer de vuelta - que siempre se ejecuta sus cables en su máximo (ya que los cables están clasificados por los amperios que corren a través de ellos en su mayor parte) - esto no es ideal, ya que el uso de algo en 24x7 a su máximo generalmente no es bueno para su vida útil, por lo que tendrá que aumentar el tamaño de todo el cableado para apoyar esto. Más allá del cableado, también tendrá que ser capaz de conmutar de forma rápida y fiable a corrientes de 10A - 10A es una cantidad justa de corriente, que termina causando chispas / arcos, por lo tanto el desgaste de los interruptores con bastante rapidez, lo que me lleva a otro punto.

Ahora mismo la mayoría de la red eléctrica es de CA, en el sentido de que tiene un paso por cero, pero no podrá cambiar instantáneamente 10A de corriente en -10A debido a la inductancia del cable (y del dispositivo). Los grandes aparatos pueden ajustar su tiempo de "encendido" a la frecuencia de la red eléctrica, de manera que sus interruptores (o relés / mosfets / lo que sea) se encienden cuando la tensión está en o cerca de 0, con el fin de evitar sobretensiones en, por ejemplo, un banco de condensadores que luego alimenta el sistema durante el siguiente ciclo de 0V. Aunque no digo que esto sea imposible, sería bastante difícil en el mejor de los casos.