Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

906 Capítulo 24
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 embar go, 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.
Por el contrario, el regulador serie es silencioso porque su transistor siempre trabaja en la región lineal. Además,
un regulador serie es relativamente sencillo de diseñar y construir comparado con un regulador conmutado.
Por último, un regulador serie tiene rendimientos para la carga máxma del 50 al 70 por ciento, lo que está basatante
bien para la mayoría de las aplicaciones en las que la potencia en la carga es menor que 10 W.
Además de las razones anteriores, el regulador serie ha surgido como la opción preferida para la mayoría de las
aplicaciones cuando la potencia en la car ga no es demasaido alta. Su relativa simplicidad, funcionamiento silencioso
y la disipación de potencia del transistor aceptable hacen del regulador serie la opción natural para muchas
aplicaciones. El resto de esta sección se ocupa del regulador serie.
Seguidor de zener
El regulador serie más simple es el seguidor de zener de la Figura 24.7. Como hemos visto en el Capítulo 1 1, 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:
V out V Z V BE (24.9)
Si la tensión de la red o la corriente por la car ga 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.
En un regulador serie, la corriente por la carga será aproximadamente igual a la corriente de entrada porque la
corriente que circula por R S normalmente es lo suficientemente pequeña como para poder ignorarla en los análisis
preliminares. El transistor de un regulador serie se denomina transistor de paso porque toda la corriente de carga
pasa a su través.
Un regulador serie es más eficiente que un regulador paralelo porque hemos reemplazado las resistencias serie
por el transistor de paso. Ahora, la única pérdida de potencia significativa es la debida al transistor. El más alto rendimiento
es una de las principales razones por las que se prefiere el regulador serie al regulador paralelo cuando se
necesitan corrientes más altas por la carga.
Recuerde que el regulador paralelo proporciona una corriente de entrada constante cuando la corriente por la
carga varía. El regulador serie es diferente, ya que su corriente de entrada es aproximadamente igual a la corriente
de carga. Cuando la corriente de carga varía en un regulador serie, la corriente de entrada varía en la misma cantidad.
Esto nos permite reconocer las variantes de diseño de los reguladores serie y paralelo. En los reguladores
Figura 24.7
El seguidor de zener es un a regulador serie.
V in
R S
R L
V Z
V out
+
–
V out = V Z – V BE
I L = V out
R L
P D (V in – V out )I L