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¿Módulos de Paralelización y Redundancia?

olfer electronica

Autor: Departamento de Marketing de Electrónica OLFER

La potencia y la seguridad son aspectos esenciales en cualquier sistema industrial. Por esto, desde Electrónica OLFER os hablaremos de la paralelización y la redundancia en el presente artículo.

• Paralelización: conexión de 2 o bien más fuentes de nutrición para conseguir más potencia.

Por ejemplo: conectar 2 fuentes de nutrición de 100W para conseguir 200W de salida.

paralelizacion
Figura 1: Paralelización

• Redundancia: conexión paralelamente de múltiples fuentes de nutrición de forma que, si bien una fuente falle la(s) otra(s) prosigan alimentado la carga conectada. Es preciso que en el caso de que falle una fuente de nutrición las otras puedas aceptar la potencia de las cargas conectadas. Podemos tener redundancia 1+1 (en el caso de que falle una fuente prosigue habiendo otra que acepta la totalidad de la carga). O bien redundancia N+1 que deja N fallos.

Sistema redundante
Figura 2: Sistema redundante 1+1

 

Sistema redundante N+1
Figura 3: Sistema redundante N+1

Recomendaciones para la paralelización o bien redundancia

Debemos ajustar las tensiones de salida a un valor lo más afín posible. La longitud y sección de los cables ha de ser exactamente la misma a fin de que tengamos exactamente la misma caída de tensión en los dos casos. (Las fuentes de PULS tiene potenciómetros que dejan un ajuste muy preciso de la tensión de salida facilitando la paralelización). La serie Dimension tiene potenciómetros multivuelta (quince vueltas) que dejan un ajuste preciso de la tensión de salida.

Lo idóneo es ajustar las tensiones de salida con la carga que deben aceptar cada una (la caída de tensión en los cables depende de la intensidad que circula por exactamente los mismos).

Solo debemos paralelizar fuentes de nutrición de exactamente la misma serie, o sea, que tengan un comportamiento igual en su salida. Aconsejable que sean solo del mismo modelo. Se pueden preguntar las peculiaridades de la fuente o bien contacte con nuestro departamento técnico.

Inconvenientes frecuentes en la paralelización

Si conectamos las dos fuentes de nutrición y las encendemos cuando medimos la tensión de salida de cada fuente estamos verdaderamente midiendo la tensión de salida con la tensión más alta, a menos que tengamos diodos para aislar las tensiones.
La temperatura afecta a la resistencia de los cables y a su resistencia interna (ver factor de temperatura de la fuente).

Si tenemos una fuente de nutrición a una temperatura sensiblemente superior a otra las tensiones de salida no serán precisamente iguales o bien cambiarán conforme una fuente se caliente más. Hay que tener singular cuidado en la paralelización cuando la temperatura entorno sea elevada.

Reparto de carga y inconvenientes

Lo idóneo en la paralelización o bien redundancia es que las fuentes de nutrición se repartan el trabajo. De esta forma reducimos el stress de las fuentes de nutrición eludiendo que una acepte todo el trabajo, esto reducirá la temperatura de la fuente y va a aumentar su duración.

Un inconveniente frecuente en las conexiones en redundancia es no utilizar diodos. En un caso así si una fuente de nutrición se apaga o bien enciende ya antes que la otra es posible que la salida de una fuente entre en la salida de la otra y la rompa.
PULS tiene fuentes de nutrición redundantes con el diodo incluido (serie SLR SilverLine Redundacy) o bien módulos de diodos para poner externamente a las fuentes. Todas y cada una de las fuentes de PULS son capaces de absorber gran energía de retorno merced a sus condensadores de salida, con lo que habitualmente no va a ser preciso emplear estos diodos. Por servirnos de un ejemplo, las fuentes PULS con salida de 24Vcc en general aceptan tensiones de retorno de hasta 36Vcc.

Inconvenientes en la redundancia

Si no usamos diodos en una aplicación redundante y una fuente de nutrición se avería quedando la salida en cortocircuito, esta fuente de nutrición actuará como una carga en la otra fuente. En tal caso se va a apagar el sistema, si bien tengamos aún una fuente de nutrición que no está estropeada.

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

No es conveniente poner una fuente de nutrición encima de otra. El calor de una va a calentar la otra. Debemos sostener una distancia de separación entre ellas, conforme las especificaciones del fabricante (generalmente 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 acostumbra a alimentarse de los terminales de salida, con lo que, si la tensión de una fuente entra en la salida de la otra, el led se va a encender, si bien esté apagada.

Formas de paralelización

Existen diferentes formas en las que podemos lograr que las fuentes de nutrición conectadas en paralelo/redundancia compartan la carga:

• A través de el ajuste de la tensión de salida. Toda vez 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.

Ajuste de tensión
Figura 5: Ajuste de tensión

• Sincronización entre fuentes a fin de que den exactamente la misma tensión de salida (terminales de paralelización precisos). Ciertos fabricantes ofrecen la posibilidad de conectar con un cable múltiples fuentes de nutrición. Esto deja un ajuste bastante preciso de la tensión de salida.

compartición de corriente
Figura 6: Modelo SL40.301 tiene función de current sharing o bien compartición de corriente

• Peculiaridades “suave” de la tensión de salida en frente de la intensidad. Este sistema consiste en que la tensión de salida de la fuente de nutrición reduce conforme aumenta la carga. No siempre y en toda circunstancia nos da exactamente la misma tensión de salida. Si una fuente de nutrición tiene la tensión de salida más alta (que es la que generalmente proveerá toda la intensidad de salida) conforme le solicitamos más intensidad su tensión de salida reduce y en consecuencia en algún instante la otra fuente de nutrición comenzará a aceptar una parte de la carga.

Curva normal
Figura 7: Curva normal versus 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 nutrición pueden trabajar a lo largo de un tiempo sobre la potencia indicada (Bonus Power). Pasado este tiempo el supervisor limita la potencia de salida de la fuente de nutrición reduciendo la tensión de salida (corriente incesante) y sosteniendo la intensidad de salida en el máximo valor tolerado para la fuente de nutrición. Así la fuente de nutrición trabaja de manera segura. Al reducir la tensión de salida conforme la carga conectada, la otra fuente de nutrición va a pasar a aceptar una parte de la carga conectada.

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