Hay dos configuraciones básicas para los reguladores de
conmutación:
1) Step-down o "bucking" (tensión de salida menor
que la entrada). Un ejemplo típico es el MAX638 de Maxim que permite
obtener una tensión de salida fija de +5V o una tensión positiva
ajustable mediante un divisor
de tensión externo.
Tiene oscilador
que funciona a la frecuencia (constante) de 65kHz y el amplificador
de error controla, de acuerdo con la tensión de salida, la aplicación
o no de la salida del oscilador al MOS de control. Con este circuito
se consigue un 85% de eficiencia, independiente de la tensión de
entrada.
2) Step-up o "boosting" (tensión de salida mayor
que la entrada); reguladores de inversión. La única ventaja de los
reguladores step-down respecto a los lineales es su alta eficiencia.
Sin embargo, los reguladores step-up sí que ofrecen una ventaja
adicional cuando se necesita una tensión
de salida mayor que la entrada no regulada.
Los reguladores de conmutación de baja potencia
pueden generar las tensiones de alimentación de ±15V de un amplificador
operacional a partir de la batería
de +12V de un coche, lo que resultaría imposible con reguladores
lineales. Ejemplos típicos es el regulador step-up MAX633 y el inversor
MAX637 de Maxim.
Hay otro tipo de convertidores DC-DC que se denominan convertidores
de tensión "flying capacitor" o "charge-pump". La idea
en que se basan es usar conmutadores MOS para cargar un condensador
a partir de la entrada de continua y después cambiar los conmutadores
para conectar el condensador ahora cargado en serie con otro (step-up)
o con polaridad cambiada a la salida (inversor).
La ventaja de los convertidores de tensión flying-capacitor es
que no utilizan autoinducciones, pero tienen como inconvenientes
su baja potencia, pobre regulación y tensión limitada. Un ejemplo
de convertidor de tensión flying-capacitor es el MAX680
(figura 11.12) de Maxim, que genera una salida doble de ±10V y hasta
10mA a partir de +5V de entrada. El LT1026 es un convertidos similar
pero utiliza condensadores de 1µF y la resistencia
de salida es de 100 ohmios
Elección del tipo de fuente de alimentación
- Para sistemas
digitales, en los que generalmente se necesitan +5V y alta corriente
(10A o más), se aconseja utilizar line-powered switching supplies
- Para circuitos analógicos con señales de bajo nivel (amplificadores
de pequeña señal, señales menores de 100µV, ...), en general, lo
mejor es utilizar reguladores lineales, puesto que los de conmutación
son muy ruidosos.
- Para cualquier aplicación de alta potencia, lo mejor es utilizar
line-powered switching supplies, puesto que son más pequeñas,
más ligeras y más eficientes
- Para aplicaciones de alto voltaje y baja potencia (tubos fotomultiplicadores,
intensificadores de imágenes), lo más adecuado es utilizar un convertidor
step-up de baja potencia.
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