Los convertidores de potencia militares son dispositivos eléctricos de alta resistencia que convierten y regulan la potencia para cumplir con los requisitos de tensión, corriente y frecuencia de los sistemas de defensa. Entre las configuraciones disponibles se incluyen convertidores CC-CC militares, rectificadores CA-CC, inversores CC-CA y convertidores de frecuencia CA-CA.
En esta página se presentan fabricantes de convertidores de potencia militares que garantizan un suministro eléctrico fiable en vehículos militares, aeronaves, vehículos aéreos no tripulados (UAV), plataformas navales y equipos desplegables.
Electrónica de potencia resistente para sistemas de defensa de misión crítica
Productos de conversión de energía resistentes y probados en el campo para aplicaciones militares y de defensa
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Los convertidores de potencia militares son dispositivos eléctricos de alta resistencia que convierten y regulan la energía eléctrica para cumplir con los requisitos de tensión, corriente y frecuencia de la electrónica de defensa y las plataformas militares. Entre estos dispositivos se incluyen convertidores CC-CC militares, rectificadores CA-CC, inversores CC-CA y convertidores de frecuencia CA-CA, que garantizan un suministro de energía fiable en vehículos terrestres, aeronaves, buques de guerra y equipos de defensa desplegables.
Convertidores de potencia militares de Aegis Power Systems, modelo QTB001.
Diseñados para entornos operativos exigentes, los convertidores de potencia de grado militar pueden incorporar amplios rangos de tensión de entrada, aislamiento galvánico, filtrado de interferencias electromagnéticas (EMI) y protección contra transitorios de tensión, golpes, vibraciones y temperaturas extremas. Los convertidores de potencia militares de uso comercial (MIL-COTS) y personalizados son compatibles con aplicaciones que van desde equipos de aviónica y comunicaciones de baja potencia hasta sistemas de distribución eléctrica de alta potencia y sistemas de defensa de misión crítica.
Los convertidores de potencia para defensa y uso militar están disponibles en diferentes configuraciones para adaptarse a las fuentes de alimentación de las plataformas, los requisitos de tensión y las cargas eléctricas. La siguiente tabla compara los principales tipos de convertidores, sus principios de funcionamiento y sus aplicaciones típicas. Las opciones de aislamiento y carcasa mecánica pueden aplicarse a varios tipos de convertidores.
| Tipo de convertidor de potencia | Características clave y principios de funcionamiento | Aplicaciones militares típicas |
| Convertidores y rectificadores militares de CA a CC | Convierten la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) mediante circuitos de rectificación, que a menudo incorporan filtrado y regulación de tensión para proporcionar salidas de CC estables. | Equipos de apoyo en tierra para aeronaves, sistemas eléctricos navales, fuentes de alimentación militares y equipos electrónicos desplegables sobre el terreno. |
| Convertidores CC-CC militares | Convierten un nivel de tensión de CC en otro mediante circuitos de conmutación, componentes magnéticos cuando es necesario y filtrado de salida. Disponibles en configuraciones elevadoras, reductoras, aisladas y no aisladas, a menudo con amplios rangos de tensión de entrada y protección contra transitorios. | Vehículos blindados, aviónica, sistemas no tripulados, electrónica de radar y equipos de comunicaciones militares. |
| Inversores CC-CA militares | Convierten la corriente continua procedente de baterías o de los sistemas eléctricos de los vehículos en corriente alterna con la tensión y la frecuencia requeridas, mediante conmutación controlada por semiconductores y filtrado de salida. | Centros de mando móviles, vehículos militares, refugios tácticos y equipos de CA a bordo. |
| Convertidores de frecuencia CA-CA militares | Convierten la corriente alterna a una frecuencia diferente y, cuando sea necesario, a una tensión diferente. Los diseños pueden incorporar etapas intermedias de conversión a corriente continua o arquitecturas de conversión directa de CA a CA. | Sistemas de alimentación de aeronaves, instalaciones navales, equipos de apoyo en tierra y equipos electrónicos militares sensibles a la frecuencia. |
| Convertidores de potencia bidireccionales | Transfieren energía eléctrica en cualquier dirección entre barres de alimentación compatibles o sistemas de almacenamiento de energía mediante conmutación controlada, lo que permite la conversión de tensión, la carga de baterías y la transferencia de energía regenerativa. | Vehículos militares híbridos-eléctricos, sistemas de almacenamiento de energía en baterías y redes de distribución de corriente continua de alta tensión. |
| Convertidores de potencia aislados y no aislados | Los diseños aislados utilizan una barrera de aislamiento galvánico, que suele consistir en un transformador, entre los circuitos de entrada y salida. Los convertidores no aislados proporcionan conversión de tensión sin separación galvánica. Ambas configuraciones pueden utilizarse en diferentes arquitecturas de conversión de potencia. | Alimentación aislada para aviónica y sensores, electrónica de vehículos y conversión de potencia en el punto de carga. |
| Convertidores de potencia modulares y montados en chasis | Utilizan formatos mecánicos estandarizados o personalizados, incluidos módulos enchufables y conjuntos de chasis, para su integración en bastidores de equipos, sistemas informáticos integrados y conjuntos eléctricos. Estos formatos pueden adaptarse a diferentes arquitecturas de conversión. | Ordenadores de misión basados en VPX, electrónica reforzada, racks de comunicaciones militares y sistemas modulares de distribución de energía. |
Los sistemas militares de conversión de potencia utilizan conmutación por semiconductores, circuitos de control y componentes de filtrado para generar salidas eléctricas adecuadas para los equipos conectados. Dependiendo de la arquitectura del convertidor, sus funciones principales incluyen:
Estas funciones revisten especial importancia a la hora de integrar componentes electrónicos con fuentes de alimentación militares que pueden sufrir fluctuaciones de tensión considerables, transitorios de conmutación u otras condiciones de funcionamiento exigentes.
Los vehículos terrestres militares dependen de convertidores de potencia resistentes para adaptar la energía eléctrica procedente de baterías, alternadores y generadores a bordo para su uso por parte de los subsistemas electrónicos. Los convertidores CC-CC militares suelen convertir la tensión nominal de 28 V CC del vehículo a las tensiones requeridas por los equipos de comunicaciones, la electrónica de control del vehículo, los sistemas de navegación y las cargas útiles de vigilancia.
Los vehículos blindados, los camiones tácticos y los vehículos terrestres no tripulados (UGV) también pueden requerir convertidores de CC militares de alta fiabilidad con amplios rangos de tensión de entrada y protección contra transitorios. Estas características ayudan a mantener una alimentación regulada durante el arranque del motor, los cambios en la carga eléctrica y las perturbaciones en los buses de alimentación del vehículo.
Los convertidores de potencia aeroespaciales dan soporte a los equipos eléctricos a bordo de aeronaves militares, helicópteros y vehículos aéreos no tripulados (UAV). Un convertidor CC-CC para aviónica puede convertir la energía eléctrica de la aeronave en salidas reguladas de baja tensión para ordenadores de vuelo, equipos de navegación, sistemas de comunicaciones y sensores electrónicos.
Las arquitecturas eléctricas de las aeronaves pueden incluir 28 V CC, 270 V CC y 115 V CA a 400 Hz, dependiendo de la plataforma. Los convertidores CC-CC de grado militar diseñados para estas interfaces de alimentación de aeronaves deben adaptarse a las condiciones de entrada aplicables y a las perturbaciones eléctricas. Los diseños compactos y de alta eficiencia resultan especialmente valiosos para los UAV, donde las restricciones de tamaño, peso y potencia (SWaP) influyen en la selección de los equipos.
Los convertidores de potencia militares se utilizan a bordo de buques de guerra y submarinos para proporcionar el suministro eléctrico adecuado a los sistemas de radar, sonar, comunicaciones, navegación e informática de misión. Los rectificadores CA-CC y los convertidores CC-CC permiten las conexiones entre las redes de distribución a bordo y los equipos que requieren tensiones de CC reguladas, mientras que los inversores de potencia militares suministran carga de CA a partir de fuentes de CC.
Las instalaciones navales pueden requerir protección adicional frente a la humedad, la exposición a la sal, las vibraciones mecánicas y las perturbaciones eléctricas. Dependiendo de la aplicación, se pueden integrar convertidores de potencia resistentes o sellados en los bastidores de equipos a bordo, en los compartimentos de maquinaria y en sistemas submarinos especializados.
Los sistemas de mando, control, comunicaciones, informática, inteligencia, vigilancia y reconocimiento (C4ISR) dependen de una alimentación eléctrica regulada para el funcionamiento de procesadores, radios, sensores y equipos de red. Los convertidores CC-CC resistentes proporcionan los niveles de tensión que requiere el hardware informático integrado, incluidas las líneas de alimentación de bajo voltaje para los procesadores y los equipos periféricos de mayor voltaje.
Los sistemas de radar y de guerra electrónica (EW) pueden imponer requisitos exigentes en cuanto a estabilidad de salida, ruido eléctrico, densidad de potencia y respuesta transitoria. Los convertidores de potencia de alta fiabilidad ayudan a dar soporte a la electrónica sensible de los receptores, a los equipos de procesamiento digital y a los subsistemas de radiofrecuencia (RF) asociados, al tiempo que limitan las interferencias eléctricas conducidas.
Los convertidores de potencia militares dan soporte a la electrónica de misiles, a los subsistemas de guía y a otros equipos de defensa especializados que requieren una alimentación eléctrica compacta y regulada. Dependiendo de la arquitectura del sistema, los convertidores pueden alimentar la electrónica de control, los sensores de navegación, el hardware de procesamiento de datos y otras cargas eléctricas a bordo.
Los sistemas de campo desplegables también utilizan convertidores de potencia tácticos para conectar generadores, baterías y fuentes de alimentación externas con equipos militares de comunicaciones e informática. Los inversores de potencia y los convertidores CC-CC de alta resistencia proporcionan la conversión de tensión necesaria para puestos de mando móviles, instalaciones temporales y sistemas de misión portátiles que operan en condiciones ambientales exigentes.
Los convertidores de potencia militares pueden diseñarse, someterse a ensayo o homologarse con arreglo a normas de defensa que abarcan interfaces eléctricas, compatibilidad electromagnética (EMC), condiciones ambientales y rendimiento mecánico. Entre las normas pertinentes se incluyen:
El cumplimiento debe evaluarse en función de la revisión específica de la norma, los métodos de ensayo aplicables y los requisitos de la plataforma. Un convertidor de potencia militar puede diseñarse para cumplir determinados requisitos eléctricos o ambientales sin haber sido sometido a ensayos ni haber obtenido la homologación con respecto a todas las disposiciones de una norma de referencia. Los fabricantes deben distinguir entre los diseños destinados a cumplir una norma y los productos con resultados de ensayo u homologación documentados.
Convertidor de potencia táctico de Visionair.
Los convertidores de potencia militares funcionan junto con otros componentes eléctricos que desempeñan funciones relacionadas, pero distintas, dentro de los sistemas de alimentación de defensa. Aunque algunos equipos incorporan circuitos de conversión de potencia, su función principal puede diferir de la de un convertidor autónomo.
Estos dispositivos suelen integrarse en arquitecturas eléctricas militares de mayor envergadura, en las que los convertidores de potencia proporcionan la conversión de tensión o frecuencia como parte del sistema completo.
Los avances en dispositivos semiconductores, arquitecturas eléctricas y electrónica integrada están influyendo en el diseño de los convertidores de potencia militares de próxima generación. Entre los avances clave se incluyen:
Estos avances dan respuesta a las aplicaciones de defensa que requieren una conversión de potencia eficiente en plataformas militares cada vez más compactas, electrónicamente complejas y con un elevado consumo energético.
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