Fuente regulada

FUENTES REGULADAS Especificaciones y Disipación de Potencia del Transistor de Paso

Fuentes Reguladas - Especificaciones y Disipación de Potencia del Transistor de Paso
Ing. Raúl A. Villa, Cátedra Electrónica Aplicada. Facultad de Física, Matemáticas y Ciencias Naturales. Universidad Nacional de San Luis. E-mail: rvilla@unsl.edu.ar 1. Disipación de potencia en el transistor de paso.

Fig. 1Al transistor Q1 se lo denomina transistor de paso pues toda la corriente de la carga "pasa" por él. La principal desventaja de un regulador serie de tensión, es la potencia que se disipa en el transistor de paso. Esta potencia no es transferida a la carga, lo cual motiva que el rendimiento sea vastante inferior al 100%. La potencia disipada en el transistor Q1 está dada por la siguienteexpresión: PQ1 = VCE IC Donde: VCE = Vent - Vsal IC = IL (corriente de carga) La potencia máxima PQ1max : Vent = Ventmax IL = ILmax (1) PQ1max = (Ventmax - Vsal) ILmax

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Electrónica Aplicada

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FUENTES REGULADAS Especificaciones y Disipación de Potencia del Transistor de Paso 2. Especificaciones del transistor de paso
Condiciones de carga del regulador. Normal Operación AnormalSobrecarga Corto Circuito

Operación normal: Condición de carga que no exede el máximo de corriente para la cual se diseñó la fuente. Operación anormal: Incluye condiciones de sobrecarga (se exede el valor máximo de corriente permitido) y en caso extremo, el corto circuito entre los terminales de salida de la fuente. Especificaciones para condiciones de carga normal. Estas especificacionesdeberán ser tenidas en cuenta a la hora de elegir el transistor en un diseño, así como para su reemplazo en el caso de realizar una reparación. Se toman en cuenta las condiciones normales de operación ya que todos los circuitos reguladores de tensión son provistos de una protección electrónica que limita la corriente en caso de sobrecarga o corto circuito.
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ICmax > ILmax: Siempre la corriente máximade colector que admite el transistor debe ser mayor que la máxima corriente prevista para la carga. VCEOmax > Ventmax: Para la tensión máxima de colector-emisor a base avierta (VCEO) del transistor se debe tener en cuenta el instante de encendido de la fuente, ya que, como la carga todabía no consume corriente la caída de tensión sobre la misma es igual a cero y toda la tensión de la fuente noregulada cae sobre el transistor de paso. hFEmin > ILmax/IBmin: Siempre es posible y de hecho se utilizan, si la ganancia no es la necesaria, colocar arreglos de transistores en configuración darlington. Tener en cuenta que el circuito de control (ver A.O. en Fig.1) suele tener baja capacidad de corriente y los transistores de potencia tienen ganancias de corriente bajas (para el 2N3055 el hFEmin esde 20), lo cual implica que la corriente de base del elemento de paso suele ser importante. PDmax > PQ1max: PQ1max , calculado según la expresión (1). Tener en cuenta que la especificación de PDmax , que da el fabricante del transistor, está dada para una temperatura de encapsulado del transistor de 25ºC. Si se esperan temperaturas de operación mayores, lo cual para un transistor de potencia escasi seguro, se deberá reducir la potencia máxima, que se espera pueda disipar el transistor, según las curvas que provee el fabricante en las hojas de datos (Ver Fig. 2).

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Un correcto aprovechamiento del transistor de potencia deberá contemplar el montaje del mismo sobre un disipador de calor, que es un sistema radiador de gran superficie en contacto con el aire.

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Fig. 2

Tabla 1

3. Transistores de Potencia y Disipadores
Todos los dispositivos de potencia son encapsulados de modo que permitan el contacto entre una superficie metálica del encapsulado, y el disipador externo. En la mayoría de los casos la superficie metálica está...