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¿Módulos de Paralelización y Redundancia?

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La potencia y la seguridad son aspectos fundamentales en cualquier sistema industrial. Por esto, desde Electrónica OLFER os vamos a hablar de la paralelización y la redundancia en este artículo.
Paralelización: conexión de dos o más fuentes de alimentación para obtener más potencia.
Por ejemplo: conectar dos fuentes de alimentación de 100W para obtener 200W de salida.

Figura 1: Paralelización


Redundancia: conexión en paralelo de varias fuentes de alimentación de manera que, aunque una fuente falle la(s) otra(s) sigan alimentado la carga conectada. Es necesario que en caso de que falle una fuente de alimentación las otras puedas asumir la potencia de las cargas conectadas. Podemos tener redundancia 1+1 (en caso de que falle una fuente sigue habiendo otra que asume la totalidad de la carga). O redundancia N+1 que permite N fallos.

Figura 2: Sistema redundante 1+1

Figura 3: Sistema redundante N+1

Recomendaciones para la paralelización o redundancia
Debemos ajustar las tensiones de salida a un valor lo más similar posible. La longitud y sección de los cables debe ser la misma para que tengamos la misma caída de tensión en ambos casos. (Las fuentes de PULS tiene potenciómetros que permiten un ajuste muy preciso de la tensión de salida facilitando la paralelización). La serie Dimension tiene potenciómetros multivuelta (15 vueltas) que permiten un ajuste preciso de la tensión de salida.
Lo ideal es ajustar las tensiones de salida con la carga que deben asumir cada una (la caída de tensión en los cables depende de la intensidad que circula por los mismos).
Solo debemos paralelizar fuentes de alimentación de la misma serie, es decir, que tengan un comportamiento igual en su salida. Recomendable que sean solo del mismo modelo. Se pueden consultar las características de la fuente o contacte con nuestro departamento técnico.


Problemas habituales en la paralelización
Si conectamos ambas fuentes de alimentación y las encendemos cuando medimos la tensión de salida de cada fuente estamos realmente midiendo la tensión de salida con la tensión más alta, salvo que tengamos diodos para aislar las tensiones.
La temperatura afecta a la resistencia de los cables y a su resistencia interna (ver coeficiente de temperatura de la fuente).
Si tenemos una fuente de alimentación a una temperatura considerablemente superior a otra las tensiones de salida no van a ser exactamente iguales o variarán según una fuente se caliente más. Hay que tener especial cuidado en la paralelización cuando la temperatura ambiente sea elevada.


Reparto de carga y problemas
Lo ideal en la paralelización o redundancia es que las fuentes de alimentación se repartan el trabajo. De esta manera disminuimos el stress de las fuentes de alimentación evitando que una asuma todo el trabajo, esto reducirá la temperatura de la fuente y aumentará su duración.
Un problema habitual en las conexiones en redundancia es no usar diodos. En este caso si una fuente de alimentación se apaga o enciende antes que la otra puede que la salida de una fuente entre en la salida de la otra y la rompa.
PULS tiene fuentes de alimentación redundantes con el diodo incluido (serie SLR SilverLine Redundacy) o módulos de diodos para colocar externamente a las fuentes. Todas las fuentes de PULS son capaces de absorber gran energía de retorno gracias a sus condensadores de salida, por lo que en muchos casos no será necesario utilizar estos diodos. Por ejemplo, las fuentes PULS con salida de 24Vcc normalmente admiten tensiones de retorno de hasta 36Vcc.


Problemas en la redundancia
Si no utilizamos diodos en una aplicación redundante y una fuente de alimentación se avería quedando la salida en cortocircuito, esta fuente de alimentación actuará como una carga en la otra fuente. En dicho caso se apagará el sistema, aunque tengamos todavía una fuente de alimentación que no está averiada.

Fig. 4: Funcionamiento en caso de fallo de una de las fuentes con corto en el secundario, el sistema se para al no tener diodos


No es recomendable colocar una fuente de alimentación encima de otra. El calor de una calentará la otra. Debemos mantener una distancia de separación entre ellas, según las especificaciones del fabricante (normalmente 40mm por encima, 20mm por debajo y 15mm en los laterales).
Si las fuentes no tienen diodos los LEDS y señales de alarma puede falsearse. El LED de funcionamiento OK suele alimentarse de los terminales de salida, por lo que, si la tensión de una fuente entra en la salida de la otra, el LED se encenderá, aunque esté apagada.
Formas de paralelización
Existen diferentes formas en las que podemos conseguir que las fuentes de alimentación conectadas en paralelo/redundancia compartan la carga:
• Mediante el ajuste de la tensión de salida. Siempre que hagamos una paralelización debemos ajustar las tensiones de salida a valores lo más próximo posibles y en ningún caso debe existir una diferencia de más de 0,5Vcc.

Figura 5: Ajuste de tensión
• Sincronización entre fuentes para que den la misma tensión de salida (terminales de paralelización necesarios). Algunos fabricantes ofrecen la posibilidad de conectar con un cable varias fuentes de alimentación. Esto permite un ajuste bastante preciso de la tensión de salida.

Figura 6: Modelo SL40.301 tiene función de current sharing o compartición de corriente
• Características “suave” de la tensión de salida frente a la intensidad. Este sistema consiste en que la tensión de salida de la fuente de alimentación disminuye según aumenta la carga. No siempre nos da la misma tensión de salida. Si una fuente de alimentación tiene la tensión de salida más alta (que es la que normalmente suministrará toda la intensidad de salida) a medida que le pedimos más intensidad su tensión de salida disminuye y por tanto en algún momento la otra fuente de alimentación empezará a asumir parte de la carga.

Figura 7: Curva normal VS Curva suave

• Control inteligente de la potencia de salida (serie Q Dimension). Las series Q-Dimension tienen un control inteligente de la potencia de salida. Las fuentes de alimentación pueden trabajar durante un tiempo por encima de la potencia indicada (Bonus Power). Pasado este tiempo el controlador limita la potencia de salida de la fuente de alimentación reduciendo la tensión de salida (corriente constante) y manteniendo la intensidad de salida en el máximo valor permitido para la fuente de alimentación. De esta manera la fuente de alimentación trabaja de forma segura. Al reducir la tensión de salida según la carga conectada, la otra fuente de alimentación pasará a asumir parte de la carga conectada.

Figura 8: Modelo QT40.241 de la familia DIMENSION con control inteligente

 

Autor: Departamento de Marketing de Electrónica OLFER

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