Controlador de disparo por fase

Un controlador de fase, como una fuente de alimentación conmutada de topología reductora , solo puede proporcionar una tensión de salida que no supere su tensión de entrada, menos las pérdidas que se produzcan en los propios elementos de control. Siempre que la modulación durante cada ciclo sea predecible o repetitiva, como ocurre en la red eléctrica de CA nacional, para obtener una salida inferior a su entrada, un control de fase simplemente se desconecta para un ángulo de fase determinado del ciclo de modulación de la entrada. Al activar el dispositivo para que conduzca con un ángulo de fase superior a 0 grados, un punto después de que comience el ciclo de modulación, una fracción de la energía total de cada ciclo está presente en la salida. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Para lograr un efecto de "aumento de tensión", los diseños del PFC deben reducirse de forma que la tensión máxima presente en la entrada sea superior a los requisitos de salida nominales. Al encender la fuente de alimentación o al operar en condiciones nominales, el controlador suministrará continuamente menos del 100 % de su entrada. Cuando se requiere un aumento de tensión, el controlador suministra un porcentaje más cercano al 100 % de la entrada máxima disponible.

La reducción de la potencia de los controladores de fase alimentados por la red eléctrica es importante, ya que se utilizan con frecuencia para controlar cargas resistivas , como elementos calefactores. Con el tiempo, la resistencia de estos elementos puede aumentar. Para compensar esto, un controlador de fase debe proporcionar un voltaje adicional para que el elemento calefactor circule con la misma corriente. La única forma de lograrlo es diseñar la fuente de alimentación para que requiera menos del 100 % del ciclo de modulación de entrada cuando se instalan los elementos, aumentando progresivamente la potencia hasta alcanzar el 100 % del ciclo de modulación de entrada a medida que los elementos envejecen.

La aplicación más común se encuentra en los interruptores reguladores de intensidad para el control de la iluminación doméstica.

Anteriormente, para aplicaciones industriales, se utilizaban transformadores multitoma extremadamente caros y pesados ​​como fuentes de alimentación para estos elementos, conectándose la toma del devanado correspondiente al elemento para producir la temperatura deseada. Esto limitaba la resolución de temperatura al número de combinaciones de tomas disponibles. Estos transformadores suelen emplearse en controladores diseñados para equipos como hornos eléctricos y estufas.

En los equipos modernos, generalmente de alta potencia, el transformador se reemplaza por controladores de fase que conectan la carga directamente a la red eléctrica, lo que resulta en un sistema considerablemente más económico y ligero. Sin embargo, este método suele limitarse a equipos que serían inviables sin él. Esto se debe a que la eliminación del transformador de red implica que la carga tiene continuidad eléctrica con la entrada. En hornos industriales, la entrada suele ser la corriente alterna de la red eléctrica nacional, que a su vez está conectada a tierra. Con la salida del controlador conectada a tierra, basta con que el usuario esté en contacto con tierra y uno de los terminales de salida para correr el riesgo de sufrir una descarga eléctrica. Dado que muchos equipos de alta potencia funcionan con entradas trifásicas de 415  V y alta corriente, y que cuentan con cualquier carcasa o estructura conectada a tierra, este es un riesgo grave que debe evaluarse cuidadosamente.

La primera patente para controladores de fase data de 1912. Sin embargo, su implementación fue posible por primera vez en la década de 1920, cuando se generalizó el uso de rectificadores de válvulas de arco de mercurio con rejillas de control. Debido a las limitaciones de las válvulas de arco de mercurio, este método de regulación de voltaje no era común en aquel entonces. Su uso se extendió con la invención de los tiristores de estado sólido a finales de la década de 1950.