Funcionamiento de un alternador y una SMPS en paralelo

Question

¿Se puede conectar un alternador de coche y una fuente de alimentación conmutada en paralelo en una red y hacerlos funcionar al mismo tiempo sin que se dañe ninguno de los dos componentes?

Mi comprensión, dada su aplicación, es la siguiente:

• El alternador del coche es un estator trifásico rectificado por diodo. La tensión de excitación está controlada por un circuito regulador de tensión que detiene la excitación si la tensión en la salida del alternador es superior a un umbral.
• En un SMPS, están los transistores de suavización precedidos por los diodos rectificadores que rectifican la tensión del transformador. La tensión se controla mediante PWM con la ayuda de la detección de tensión en la salida.

En consecuencia:

1. Debería estar bien conectar ambos en paralelo ya que ambos tienen diodos internos que evitan los cortocircuitos.
2. Si se ajusta la SMPS a una tensión objetivo superior a la del alternador, se tiene una configuración "prioritaria" en la que la SMPS suministra (prácticamente toda) la energía a la red cuando se enciende.
3. Cuando se desconecta, el alternador se encarga del suministro de energía sin problemas.
4. Los condensadores de suavización de la SMPS ayudarán a suavizar la tensión en la red producida por el alternador (ondulación trifásica) incluso si la SMPS está apagada.

¿Puede alguien confirmar este razonamiento antes de que vaya a producir una nube de humo?

Answer 1

Con un SMPS síncrono, usted debe añadir sus propios "diodos OR-ing" desde la salida de la SMPS al bus de alimentación. No importa que la mayoría de los SMPS tengan diodos en la entrada . La mayoría de los SMPS síncronos, cuando ven que su tensión de salida es "demasiado alta", se tirar de corriente de la salida y almacenarla en el condensador de "entrada". Si una persona tira de la tensión de salida demasiado alta durante mucho tiempo, ese condensador de "entrada" acabará fallando por sobretensión.

Si una fuente de alimentación, como prácticamente todos los alternadores, tiene diodos en el salida entonces esos diodos pueden hacer una doble función como "diodos OR".

Con los "diodos de aislamiento", a veces llamados "diodos OR-ing" (ya sean los internos de un alternador, o los externos que probablemente tendrás que añadir a un regulador de conmutación, o ambos), puedes conectar dos fuentes de alimentación a un sistema y éste funcionará tal y como esperas: la fuente de alimentación que esté encendida y que genere la tensión más alta suministrará casi toda la energía a la carga.

Es posible que desee condensadores de suavización en la carga. Cuando el SMPS está apagado, no fluye corriente desde el bus de alimentación "hacia atrás" a través de los diodos OR-ing de salida hacia los condensadores de suavizado de la SMPS, por lo que esos condensadores están efectivamente aislados y no hacen nada para suavizar la tensión producida por el alternador.

"¿Se pueden conectar las fuentes de alimentación en paralelo para un funcionamiento redundante?"

"Consideraciones sobre las salidas de alimentación en paralelo"

"Uso de diodos de aislamiento para el funcionamiento redundante en paralelo"

"La conexión de fuentes de alimentación conmutadas en paralelo es posible si se observan ciertas precauciones".

Answer 2

El diablo está en los detalles :-)

Su razonamiento es en gran medida correcto y funcionará en general.
Siempre hay que tener en cuenta las condiciones límite y los casos especiales.

Los siguientes son "maquillajes": me pregunto qué puede intentar Murphy en un caso así. Suena muy razonable, pero la larga experiencia dice que Murphy es muy hábil cuando se hacen cosas que el fabricante no pretendía.

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El alternador siempre va a estar contento si su tensión de salida es alta cuando sigue retrocediendo la excitación sin ningún efecto aparente, hasta donde puede ver. No parece haber ninguna razón para que un diseñador inteligente de controladores de alternadores no haga esto. Ojala tengas uno inteligente. PUEDE que sea mejor poner todo el alternador detrás de un diodo final o un recifador MOSFET de pérdidas casi nulas para que regule felizmente a la tensión nominal cuando la Vout del smps es más alta. En lugar de regular a baja tensión cuando el smps está funcionando. Si el alternador está respaldado por el smps y el smps se cae, ¿el alternador tratando de recoger la carga existente desde el nivel bajo causará una sobrecarga? ¿Causará una caída de carga? ¿Se produciría esto si el alternador estuviera funcionando a la tensión nominal? Esta puede ser la mayor cuestión de valor. O no :-).

El smps o el alternador se oponen a los cambios de paso en su salida. ¿Es estable el smps ya que los dos son casi iguales y pueden tender a ir de un lado a otro? Es casi seguro que esto no es un problema, pero probablemente sería prudente perturbar el sistema de un lado a otro a través del límite de conmutación para ver lo que hace.

Si haces un cortocircuito en un alternador o en un diodo smps (raro pero posible), ¿destruye el otro dispositivo y es necesario?

La SMPS puede tener N salidas y el alternador suele tener una, ¿la salida de la SMPS es la principal?