Reguladores
de tensión conmutados
Teoría de operación básica, diferencias con regulador convencional
En los reguladores de
tensión
típicos por todos conocidos, la tensión de salida siempre es menor que
la tensión de entrada.
En casi todos los casos el dispositivo que
se encuentra entre la entrada y la salida es un
transistor de paso o un circuito
integrado que realiza la función de regulador.
Al existir una caída de tensión entre la
entrada y la salida de estos reguladores, hay una perdida de
potencia en ellos.
Esta pérdida de potencia es:
PP = (VENTRADA – VSALIDA) x IL
Como hay pérdida de potencia, la eficiencia
de estos reguladores es baja. Peor si la diferencia de tensión entre la entrada
y la salida es grande y halla un consumo de
corriente grande (ver la fórmula)
La
eficiencia está dada por:
h = VENTRADA / VSALIDA.
Esta eficiencia ronda entre el 50 y el 70 %
Una opción a estos reguladores de baja eficiencia son los reguladores conmutados.
En un regulador convencional, el
transistor de paso trabaja en la región activa, en consecuencia hay una
disipación de potencia constante. P = VCE x IC
En
el regulador conmutado el transistor trabaja un tiempo en corte
y otro en saturación en forma continua.
Al trabajar de esta manera el consumo de potencia disminuye, debido
a que: (analizando el comportamiento del transistor en forma ideal)
Cuando
el transistor está en corte:
La tensión entre el colector y el emisor (VCE) es máxima
y la corriente IC es mínima (0 amperios.), entonces:
P = VCE x IC
= VCE x 0 = 0 watts
Cuando el transistor está en saturación:
La tensión entre el colector y el emisor (VCE) es mínima (0
voltios) y la corriente IC es máxima, entonces:
P = VCE x IC
= 0 x IC = 0 watts
Como los transistores no son dispositivos
que conmutan en forma ideal, siempre hay una pérdida de potencia, pero ésta es
mucho menor a la pérdida de los reguladores tradicionales.
Funcionamiento
Un circuito
comparador recibe en sus
entradas una señal triangular (producida por un oscilador) y una tensión de
referencia.
Cuando el nivel de la señal triangular
está por encima de la tensión de referencia hay un nivel alto en la salida del
comparador, si la señal está por debajo de la tensión de referencia la salida es
baja.
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