1 Reguladores conmutados. Teoría básica 2 Reguladores conmutados. El transistor de paso
3 Reguladores conmutados realimentados 4 Reguladores conmutados. Frecuencia de conmutación
Reguladores de voltaje conmutados
¿Porqué reguladores de voltaje conmutados? En los reguladores de voltaje 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 pérdida 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.
Diferencia entre un regulador convencional y un regulador conmutado
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 esta 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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