OVC III: Extra de Protección contra Sobretensiones en Fuentes de Alimentación

En ciertas aplicaciones, como cargadores de coches eléctricos, IoT y Smart Factory, se requiere que la fuente de alimentación tenga una protección extra contra sobretensiones. La mayoría de las fuentes de alimentación disponibles en el mercado están diseñadas y certificadas predominantemente en la categoría OVC II. No obstante, hay un aumento notable en las aplicaciones del mundo real que exigen productos OVC III, especialmente en campos como la automatización industrial y la carga de vehículos eléctricos (EV).

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¿Qué es OVC?

OVC son las siglas de Over Voltage Category (categoría de sobretensión). La mayoría de las fuentes de alimentación disponibles en el mercado están diseñadas y certificadas predominantemente en la categoría OVC II. No obstante, hay un aumento notable en las aplicaciones del mundo real que exigen productos OVC III, especialmente en campos como la automatización industrial y la carga de vehículos eléctricos (EV). En este contexto, proporcionamos una breve introducción a las distintas categorías de sobretensión.

De acuerdo con la norma IEC 60664-1, la determinación de la Tensión Transitoria de Red depende tanto de la tensión de red como de la categoría de sobretensión designada, que abarca de I a IV (como se describe en la Tabla 1). En consecuencia, resulta imperativo identificar correctamente la categoría de sobretensión adecuada para cada equipo destinado a conectarse a la red (como se ilustra en la Fig. 1). Esta categorización vital garantiza que el equipo pueda resistir eficazmente y funcionar de forma segura dentro de las condiciones de voltaje prescritas.

    Tabla 1. Tensiones transitorias de red

Figura 1. Esquema del IEC para el entorno OVC I a IV

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Desafíos a la hora de diseñar OVC III

A diferencia de OVC II, al diseñar una fuente de alimentación para OVC III, los diseñadores deben considerar mayores requisitos de espacio libre y de fuga para el lado de entrada de la AC, los componentes de entrada/salida y el transformador durante las pruebas de resistencia eléctrica. Además, la inclusión de condensadores X1 e Y1 se vuelve necesaria. Para comprender mejor las distinciones en los requisitos entre OVC II y OVC III, lo detallamos a continuación en la Tabla 2.

 
Tabla 2. Comparación entre los requerimientos de OVCII y de OVCIII

Nota: esta tabla esta basada en las siguientes condiciones
1. Tensión de entrada / Tensión de trabajo < 250Vac/420Vpeak
2. PD2, operación en altitud 2000 m

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¿Por qué una fuente de alimentación OVC III?

En el campo de la OVC III, separamos en dos las aplicaciones, como se muestra a continuación:

1. Doméstico

Como se ilustra en la Figura 2, en un hogar típico, la mayoría de los equipos alimentados por la red eléctrica entran en la categoría de aplicaciones OVC II. Los usuarios pueden conectar cómodamente sus dispositivos a un enchufe de pared, garantizando un funcionamiento seguro. Sin embargo, en los últimos años, ha habido un aumento notable en la popularidad de las fuentes de alimentación OVC III, diseñadas específicamente para aplicaciones de IoT, medición de energía inteligente y la  tecnología emergente de redes inteligentes.

Fig. 2 Esquema para las categorías de sobretensión IEC en uso doméstico

2. Industria

En la Figura 3, podemos observar aplicaciones típicas para automatización de fabricación y controladores de robótica. Según la IEC 60204-1, que se aplica a equipos y sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables utilizados en máquinas no portátiles durante el funcionamiento, el uso de una fuente de alimentación OVC II puede requerir el uso de un transformador aislado frontal. Sin embargo, esta solución es a la vez, pesada y costosa.

Un enfoque más eficiente es diseñar la fuente de alimentación para que sea compatible con OVC III, permitiendo la conexión directa a la red dentro de un entorno OVC III. La principal ventaja de utilizar fuentes de alimentación OVC III es principalmente el ahorro de costes y de espacio, resultante de la eliminación de la necesidad de un transformador.

Por lo tanto, estas consideraciones explican por qué los diseñadores de equipos electrónicos buscan actualmente fuentes de alimentación OVC III.

Fig. 3   Esquema para las categorías de sobretensión IEC en uso Industrial

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Soluciones disponibles en el mercado

El fabricante de sistemas de alimentación CINCON Electronics ofrece una serie de fuentes OVC III, que van desde los 4 W hasta los 70 W, con diversas opciones de montaje, que incluyen diseños en formato abierto, para PCB, y encapsuladas. En el futuro, CINCON apuesta por el desarrollo continuo de fuentes de alimentación OVC III para aplicaciones industriales, con el objetivo de mejorar el rendimiento de la integración de sus sistemas electrónicos.

En la siguiente tabla se muestra algunas de las fuentes de alimentación OVC III disponibles en el catálogo de CINCON.

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