Capitulo 24 - Principios de electrónica, 7ma edición
Enviado por Helena • 13 de Julio de 2018 • 4.719 Palabras (19 Páginas) • 503 Visitas
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Protección contra cortocircuitos
Una ventaja de los reguladores paralelo es que incorporan protección contra cortocircuitos. Por ejemplo, si deliberamente ponemos en cortocircuito los terminales de carga en el circuito de la Figura 24.6, ninguno de los componentes del regulador paralelo resultará dañado. Todo lo que ocurrirá es que la corriente de entrada aumentará hasta:
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Rendimiento
Una forma de comparar reguladores con diferentes diseños es utilizando el rendimiento, que se define como sigue:
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Ejemplo 24.1
En la Figura 24.4, Vin= 15 V, RS= 10Ω, VZ= 9,1 V, VBE= 0,8 V y RL= 40Ω. Determinar los valores de la tensión de salida, la corriente de entrada, la corriente de carga y la corriente de colector.
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[pic 18]
Ejercicio:
24.5 En la Figura 24.4, Vin= 25 V, Rs= 22Ω, VZ= 18 V, VBE= 0,75V y RL= 100Ω. ¿Cuáles son los valores de la tensión de salida, la corriente de entrada, la corriente por la carga y la corriente de colector?
Vout= 18V + 0.75V= 18.75V
IS= = 0.28 A[pic 19]
IL= = 0.1875A[pic 20]
Ic= 0.28A – 0.1875A= 0.0925A
24.3 Reguladores serie
La desventaja de un regulador paralelo es su bajo rendimiento, debido a las altas pérdidas de potencia en las resistencias serie y el transistor paralelo. Cuando el rendimiento no es importante, se pueden utilizar los reguladores paralelo, ya que presentan la ventaja de su simplicidad.
Mejor rendimiento
Cuando el rendimiento es importante, puede emplearse un regulador serie o o un regulador conmutado. El regulador conmutado es el más eficiente de todos los reguladores de tensión, ya que proporciona un rendimiento para la carga máxima de aproximadamente el 75 hasta más del 95 por ciento. Sin embargo, los reguladores conmutados son ruidosos ya que producen interferencias de radiofrecuencia (RFI, radio-frequency interference), causadas por la conmutación de un transistor entre sus estados on y off a frecuencias que van desde aproximadamente 10 kHz hasta más de 100 kHz. Otra desventaja es que un regulador conmutado es el regulador más complicado de diseñar y de construir.
Seguidor de zener
El regulador serie más simple es el seguidor de zener de la Figura 24.7. Como hemos visto en el Capítulo 11, el diodo zener opera en la región de disyunción, produciendo una tensión de base igual a la tensión del zener. El transistor está conectado como un seguidor de emisor. Por tanto, la tensión en la carga es igual:
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Si la tensión de la red o la corriente por la carga varía, la tensión del zener y la tensión base-emisor variarán sólo ligeramente. Por tanto, la tensión de salida sólo sufrirá variaciones pequeñas para grandes variaciones de la tensión de red o de la corriente por la carga.
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Regulador de dos transistores
La Figura 24.8 muestra el regulador serie de dos transistores explicado en el Capítulo 11. Si Vout trata de aumentar a causa de un incremento en la tensión de la red o por un incremento en la resistencia de carga, se realimenta más tensión a la base del transistor Q1. Esto produce una mayor corriente de colector en Q1 a través de R4 y una menor tensión de base en Q2. Esta disminución de tensión en la base del seguidor de emisor Q2 prácticamente compensa todos los intentos de aumentar de la tensión de salida.
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Tensión de salida
En un regulador serie como el de la Figura 24.8, podemos utilizar una tensión de zener baja (5 a 6 V) con un coeficiente de temperatura de aproximadamente cero. La tensión de salida tiene aproximadamente el mismo coeficiente de temperatura que la tensión del zener.
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Tensión diferencial entrada/salida, disipación de potencia y rendimiento
En la Figura 24.8, la tensión diferencial entrada/salida se define como la diferencia entre las tensiones de entrada y de salida:
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Para corrientes de carga muy altas, la disipación de potencia en el transistor de paso está dada por el producto de la tensión diferencial entrada/salida y la corriente de carga:
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Regulación mejorada
La Figura 24.9 muestra cómo podemos emplear un amplificador operacional para obtener un mejor rendimiento. Si la tensión de salida trata de aumentar, se realimenta más tensión a la entrada inversora. Esto reduce la salida del amplificador operacional, la tensión de base del transistor de paso y los intentos de aumentar de la tensión de salida. Si la tensión de salida trata de disminuir, se realimenta menos tensión al amplificador operacional, aumentando la tensión de base del transistor de paso, el cual casi compensa por completo los intentos de disminuir de la tensión de salida.
La derivación de la tensión de salida es casi la misma que para el regulador de la Figura 24.8, excepto en que la alta ganancia de tensión del amplificador operacional elimina a VBE de la ecuación. Por tanto, la tensión en la carga está dada por:
[pic 27][pic 28]
Ejemplo 24.7
Calcule la tensión de salida aproximada en el circuito de la Figura 24.14. ¿Cuál es la disipación de potencia en el transistor de paso?
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Ejercicio:
24.8 En la Figura 24.8, Vin= 20V, VZ= 4,7 V, R1= 2,2 kΩ, R2= 4.7 kΩ, R3= 1.5 kΩ, R4= 2.7 kΩ y RL= 50Ω. ¿Cuál es la tensión de salida? ¿Cuál es la disipación de potencia en el transistor de paso?
Vout
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