Principios de electrónica, 7ma Edición - Albero Malvino

908 Capítulo 24
En algunos reguladores serie, la disipación de potencia en el transistor de paso es muy grande. En este caso, puede
utilizarse un disipador grande. En ocasiones, es necesario un ventilador para eliminar el exceso de calor dentro del
equipo.
Para la corriente con la carga máxima, la mayoría de la disipación de potencia del regulador se debe al transistor
de paso. Dado que la corriente en el transistor de paso es aproximadamente igual a la corriente por la carga, el
rendimiento queda determinado como sigue:
o ut
in
Rendimiento V 100% (24.13)
V
Con esta aproximación, el mejor rendimiento se obtiene cuando la tensión de salida es casi tan grande como la tensión
de entrada. Esto implica que cuanto menor sea la tensión diferencial entrada/salida, mejor será el rendimiento.
Para mejorar el funcionamiento de un regulador serie, a menudo se emplea una conexión Darlington para el
transistor de paso. Esto nos permite utilizar un transistor de baja potencia para excitar a un transistor de potencia.
La conexión Darlington nos permite emplear valores mayores de R 1 a R 4 para mejorar el rendimiento.
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 V BE de la ecuación. Por tanto, la tensión en la
carga está dada por:
V out R 1 R
2
V Z (24.14)
R
1
En la Figura 24.9, el amplificador operacional se utiliza como un amplificador no inversor con una ganancia de
tensión en lazo cerrado de:
2
A v(CL) R 1 (24.15)
R
1
La tensión de entrada amplificada es la tensión del zener. Por esto, en ocasiones, la Ecuación (24.14) se escribe del
siguiente modo:
V out A v(CL) V Z (24.16)
Por ejemplo, si A v(CL) 2 y V Z 5,6 V, la tensión de salida será 11,2 V.
Figura 24.9
Regulador serie con realimentación negativa.
V in
R 2
R L
R 3
V Z
+
–
V out = R 1 + R 2
V Z
R 1
I L = V out
R L
V out P D (V in – V out )I L
+
–
R 1