Fuente Regulada

Electrónica III

Preguntas frecuentes sobre Fuentes Reguladas

P1: ¿Por qué es necesario utilizar fuentes reguladas si con un rectificador adecuadamente filtrado se logra una tensión con muy poco ripple?

R: Hay dos problemas. 1) El rectificador con filtro produce una tensión que depende de la tensión de la línea de alimentación, que a su vez varía lentamente en forma aleatoria, de acuerdoal consumo promedio de los usuarios de energía eléctrica, que fluctúa a lo largo del día y estacionalmente. 2) Un rectificador que reduzca el ripple a valores realmente bajos (por ejemplo, 0,1 %) requeriría capacitores enormes, además de requerir picos de corriente muy altos por los diodos. En efecto, los diodos sólo conducirían durante una fracción muy pequeña del tiempo, con lo cual para lograrla corriente media exigida por la carga se necesitarían valores de corriente muy altos.

P2: ¿Por qué se siguen estudiando las fuentes discretas siendo que hay excelentes circuitos integrados que cumplen la misma función?

R: Hay varias razones. La primera es que los reguladores discretos permiten visualizar fácilmente el concepto detrás del funcionamiento, así como el origen de lasfluctuaciones de la tensión de salida al variar la tensión de alimentación, la corriente de carga o la temperatura. En los circuitos integrados la topología es a menudo muy compleja como para comprender los detalles del funcionamiento. La segunda es que hay circuitos integrados como el LM723 que utilizan una topología circuital similar a la de un regulador discreto con un amplificador operacional. Lacomprensión del funcionamiento de las fuentes discretas simplifica el análisis de este integrado. La tercera razón es que en algunos casos particulares es necesario diseñar una fuente con prestaciones superiores a las que ofrecen los integrados, por ejemplo, con un rechazo al ripple mucho menor o con una estabilidad térmica muy alta. Mientras que en un integrado es inevitable que el elementogenerador de calor (por ejemplo el transistor de paso) esté muy próximo a la fuente de referencia, en un regulador discreto es posible separarlos físicamente. Incluso sería posible confinar la referencia en un microambiente a temperatura controlada por encima de la temperatura ambiente (por ejemplo, a 45 ºC).

P3: ¿Para qué se usan las fuentes paralelo?

R: Las fuentes paralelo adolecen delproblema de que el rendimiento energético es peor en general que el de las fuentes serie. Sin embargo, si la corriente de carga es grande y constante o prácticamente constante, se puede lograr un rendimiento cercano al de las fuentes serie, pero con un transistor menor. Esto se debe a que el transistor en paralelo con la carga sólo debe ser capaz de manejar la máxima variación de corriente. Porejemplo, en una fuente cuya corriente de carga varía entre 20 A y 21 A, el transistor sólo debe ser capaz de absorber 1 A cuando la carga esté demandando sólo 20 A. Por ello se requiere un transistor de menor corriente que para el caso de fuente serie.

P4: ¿Qué es un regulador flotante?

R: Es un regulador cuya topología no requiere que los elementos semiconductores estén referidos a masa. Elcaso más típico es el de los reguladores de corriente, que adaptan su tensión absorbiendo la diferencia entre la tensión de entrada y la que requiere la carga con el valor nominal de corriente. En el caso de los reguladores de tensión frecuentemente hay sólo un divisor de tensión resistivo referido a masa. Una aplicación de estos reguladores es en fuentes de alta tensión de salida, ya que lafunción del regulador es absorber una caída de tensión relativamente pequeña mientras que si no fueran flotantes los componentes deberían estar diseñados para soportar toda la tensión de alimentación. Debe notarse, sin embargo, que a medida que la tensión nominal de salida aumenta, también aumenta la tensión diferencial que cae entre la entrada y la salida del integrado, que se debe en última...