Existen diferentes tipos de reguladores de voltaje para mantener la tensión eléctrica en un circuito cerrado. Esto es clave porque en la vida diaria y de manera constante, interactúan los equipos electrónicos con los sistemas de luz, a través de cargas eléctricas. La manera de mantener estas cargas estables, asegurar el funcionamiento correcto de los equipos y evitar el daño a sus componentes es el uso de reguladores de voltaje. De ahí, la importancia de conocer y elegir el tipo adecuado.
¿Qué es un regulador de voltaje y para qué sirve?
De manera sencilla, se puede definir a los reguladores de voltaje como dispositivos que mantienen el voltaje en un nivel constante, dentro de un circuito eléctrico. Es decir, el regulador o estabilizador de voltaje, recibe la tensión eléctrica “contaminada” (rango variable) y la transforma en un voltaje “limpio” (rango definido) y constante.
Esto es un punto clave, porque los equipos eléctricos se diseñan para trabajar dentro de una banda de voltaje definida, y cuando la tensión eléctrica está mal regulada es probable que afecte el rendimiento de los dispositivos.
¿Cómo funcionan los estabilizadores de voltaje?
Para simplificar el proceso, se puede decir que los reguladores de voltaje funcionan en tres etapas:
- Detectan el voltaje o tensión eléctrica de la red.
- Comparan este voltaje de entrada con un valor de referencia predefinido.
- En caso de que la tensión eléctrica de entrada sea mayor o menor que el valor de referencia, el estabilizador hace ajustes para corregir la diferencia.
Esto se hace, gracias a una placa de control dentro del regulador, que mide el voltaje de la corriente eléctrica del enchufe. Si se detecta un voltaje bajo, el estabilizador conecta a las etapas elevadoras del autotransformador y logra establecer un voltaje de salida óptimo (por ejemplo 220 V). En cambio, si el voltaje es alto, el regulador se conecta a las etapas reductoras del autotransformador para mantener los 220 V.
De esta manera, mantiene el voltaje o tensión eléctrica dentro de un rango definido, haciendo que los dispositivos eléctricos conectados a ellos funcionen de forma correcta.
¿Cuáles son los beneficios de emplear un estabilizador de voltaje?
Cuando un voltaje no está regulado suelen presentarse daños en la electrónica de los equipos, en cambio, su uso incluye:
- Protección de dispositivos electrónicos: al evitar las variaciones de voltaje, se prolonga la vida útil de los sistemas electrónicos.
- Optimiza el rendimiento: los dispositivos electrónicos son más confiables y funcionan de manera más eficiente, con una tensión eléctrica estable.
- Disminución de costos: al evitar el daño por variaciones de voltaje, se eluden los costos de reparación o reemplazo de piezas de los equipos electrónicos
Tipos de reguladores de voltaje y sus aplicaciones
Existen diferentes tipos de reguladores de tensión, cada uno ofrece ventajas y aplicaciones específicas para el hogar, industria, comercio y oficinas. A continuación, se presentan los tipos de controladores de voltaje más comunes.
Reguladores de voltaje lineales
Probablemente, son los más sencillos, económicos y comunes en la industria electrónica. Emplean una resistencia variable que controla la tensión eléctrica de salida. Genera un voltaje constante de salida sin importar las fluctuaciones en la entrada. Sus aplicaciones se extienden ampliamente a fuentes de alimentación de baja potencia y donde la eficiencia no es una variable crítica.
Reguladores de conmutación
También se conocen convertidores DC-DC y son el siguiente nivel de los reguladores lineales. Emplean un interruptor electrónico (elemento conmutado) para transformar la energía de entrada en otra más estable y sostenida. Tienen una eficiencia mayor que los lineales, por lo que se emplean en una gama alta de aplicaciones, incluyendo dispositivos de energía renovable y dispositivos portátiles de alta potencia, pero son más costosos.
Reguladores de voltaje de serie
En estos estabilizadores, el elemento de control se ubica en serie con la carga, permitiendo que el controlador sostenga el voltaje de salida en un nivel constante, a través de la variación de la resistencia en el circuito. Son sumamente útiles en aplicaciones donde se necesita un ajuste exacto del voltaje de salida.
Reguladores de voltaje de derivación
A diferencia de los anteriores, en los estabilizadores de voltaje de derivación, el elemento de control se coloca en paralelo con la carga, disipando el exceso de voltaje en forma de calor. A pesar de ser menos eficientes que los reguladores de serie, son más poderosos y mejoran la estabilidad de la tensión eléctrica de salida. Sus aplicaciones van desde electrodomésticos hasta sistemas industriales, como computadoras e impresoras, sistemas de audio y video, refrigeradores, control de motores en sistemas de automatización, sistemas de iluminación LED, etc.
Reguladores ferroresonantes
Estos controladores emplean transformadores para modelar el voltaje de salida. El transformador funciona junto con un capacitor, para producir una resonancia eléctrica y así, ofrecer un voltaje estable. Son equipos robustos que pueden manejar enormes fluctuaciones de voltaje como en la industria pesada, sistemas de telecomunicaciones, centros de datos y equipos médicos. No obstante, en la actualidad, existen modelos más eficientes, compactos y con tecnología avanzada.
Reguladores electromecánicos
Los reguladores electromecánicos funcionan por medio de mecanismos que mueven los rodamientos para ajustar el voltaje de salida. Son robustos y muy utilizados en entornos industriales, médicos y de entretenimiento, pues protegen equipos para la salud y de laboratorio, sistemas informáticos y de telecomunicaciones, entre otros más.
Reguladores electrónicos
Los reguladores electrónicos son de los más compactos y ligeros. Emplean circuitos electrónicos para regular la tensión eléctrica de salida, siendo perfectos para equipos electrónicos sensibles que necesitan un modelamiento preciso del voltaje. Los entornos que más los ocupan son los informáticos, equipos industriales, líneas automatizadas o maquinaria CNC (máquinas automatizadas para fabricar piezas industriales por medio del uso de instrucciones codificadas).
Así, los distintos tipos reguladores de tensión se emplean desde aparatos de línea blanca, pasando por equipos de entretenimiento, equipos médicos y de telefonía hasta maquinaria pesada industrial. Principalmente en sistemas que deban funcionar ininterrumpidamente por largos períodos de tiempo, o bien, en equipos que por su valor deben protegerse.
Ahora bien, un apartado especial es para los tipos de reguladores para computadora que existen, debido a su importancia tanto en el hogar como en las empresas. Cada sistema de cómputo está formado por cientos de componentes electrónicos que funcionan a niveles de voltaje muy específicos. Basta con un pico de tensión fuera de rango para dañar una tarjeta madre o un procesador, inhabilitando la PC.
Lo recomendable es ser precavido y conectar el sistema de cómputo con sus periféricos a un estabilizador de voltaje para computadoras de múltiples tomas, de preferencia con protector y supresor de picos de voltaje. Lo mismo aplica para televisores HD, LED o 4K, y para consolas de gaming, como la Playstation 5 pro y el Xbox Series X.
¿Cómo elegir el mejor regulador de voltaje según su necesidad?
Para elegir correctamente un controlador de voltaje se deben considerar cuatro puntos clave:
- Decidir qué equipos se desea proteger: el uso, valor e importancia pueden ayudar a determinar esta cuestión.
- Identificar su consumo en voltioamperios o vatios (W): cada equipo tiene en su reverso, en su fuente de alimentación o en el manual de uso, una etiqueta donde indica el consumo en vatios, generalmente es una cifra como 120W o 250W.
- Elegir el regulador que tenga la capacidad suficiente para manejar la potencia de esos equipos: así como los aparatos tienen una capacidad máxima, los estabilizadores de voltaje tienen una potencia máxima que pueden soportar. Este valor indica cuántos dispositivos pueden conectarse al regulador.
- Considerar la eficiencia energética y el tamaño del dispositivo: deben tenerse en cuenta estos factores para que el regulador satisfaga las necesidades específicas del usuario.
Hay que considerar que mientras mayor sea la capacidad del regulador, más dispositivos pueden conectarse. No obstante, es recomendable que únicamente se utilice el 70% de su capacidad por lapsos prolongados de tiempo para no sobrecargar el controlador.
Instalación y mantenimiento de reguladores de voltaje
La instalación de un controlador de voltaje debe realizarse por alguien con conocimientos básicos de electricidad y seguir estos pasos básicos:
- Elegir un lugar cerrado, que se encuentre sin humedad, sin polvo y ventilado.
- Desempacar el regulador y mantenerlo, al menos cuatro horas, a temperatura ambiente.
- Leer el manual de usuario, aunque es algo que regularmente se pasa por alto, es importante conocer a detalle el equipo adquirido y la información de seguridad.
- Conectar el estabilizador con base al manual.
Mantenimiento
Estos equipos pueden recibir dos tipos de mantenimiento, que ayudan a evitar daños y a mantener funcionando adecuadamente el equipo. Dentro del mantenimiento preventivo se encuentran las siguientes acciones:
- Comprobar que las conexiones se encuentren sin desgaste y completas.
- Eliminar el polvo y suciedad del regulador
- Verificar que la carga conectada no sobrepase la capacidad del regulador.
- Efectuar pruebas para verificar que trabaje correctamente.
Dentro del mantenimiento correctivo, se considera:
- Reparar las desviaciones que presente el estabilizador.
- Reemplazar los componentes dañados por piezas nuevas y de calidad.
Con estas acciones se aumentará la vida útil del estabilizador de voltaje, se evitan futuras averías y se garantiza la protección adecuada a los aparatos y sistemas. Recuerde siempre consultar con el fabricante de su equipo, antes de realizar cualquier tipo de mantenimiento.
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