Regulador paralelo

Es un regulador de voltaje de derivación. El amplificador operacional solo aplica la unidad de compuerta suficiente al MOSFET para mantener ambas entradas al mismo nivel de voltaje y, al hacerlo, regula el voltaje \ $ U_0 \ $ al derivar la corriente a través del MOSFET. La retroalimentación negativa se produce debido a la inversión debida al MOSFET.

Es probable que R5 esté presente para compartir la carga, lo que elimina la disipación de energía del MOSFET. R5 también proporciona cierta estabilización de bucle en el sentido de que la ganancia del MOSFET se lleva a menos de la unidad y debería haber pocas posibilidades de que el circuito se convierta en un oscilador aunque ocurran cosas más extrañas.

Esta disposición generalmente se denomina regulador de "derivación" ya que desvía la corriente alrededor de la carga para bajar el voltaje al nivel deseado. En este caso, el regulador mantendrá una tensión constante ajustable en la carga, R5.

Tu entendimiento es correcto. El voltaje en \ $ U_O \ $ puede ser controlado.

• Con Q1 desactivado \ $ U_O = \ frac {12 \ times R5} {R5 + RB} = \ frac {12 \ times 5} {5 + 5} = 6 \; V \ $. Tenga en cuenta que en este caso el 50% de la potencia se pierde como calor en RB.
• Con Q1 completamente en R3 está en paralelo con R5 dando 2.5 Ω así que \ $ U_O = \ frac {12 \ times 2.5} {5 + 2.5} = 4 \; V \ $. En este caso, el 66% de la potencia se pierde para RB y R3.

Los reguladores de derivación o paralelos no son populares debido a su ineficiencia.

  

En mi opinión, cuando U + = U- el voltaje Uo es constante sin importar la resistencia de carga (R5). Pero esto es solo si U + = U-.

Correcto. Si la tensión de salida aumenta por encima del punto de ajuste, el amplificador operacional activará Q1 un poco más para volver a bajarlo. A la inversa, si \ $ U_O \ $ cae Q1 se apagará un poco para restablecer el equilibrio.

  

¿Puedo preguntarte por qué solo cuando U + = U- entonces Uo es constante sin importar la carga, cuál es la relación entre U + y U-?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Esquema simplificado.

Algunas cosas para aclarar primero.

• Para que este circuito sea estable, necesitamos aplicar alguna retroalimentación negativa. Esto es comprensiblemente confuso en este caso porque parece que se retroalimenta a la entrada no inversora. Te lo explicaremos en un momento.
• Recuerde que la ganancia de bucle abierto de un amplificador operacional es muy alta. No puedo recordar lo que es para un LM358, pero digamos que es 1,000,000 (1 millón). Eso significa que si la entrada no inversora está 1 µV por encima de la entrada inversora, la salida oscilará de manera positiva en 1µ x 1M = 1 V.

Ahora a la operación:

• Podemos reemplazar R2 y RV1 con "Vref", nuestro punto de ajuste de voltaje de salida deseado (escalado).
• Ahora, ¿qué sucede si Vfb es un poco más alto que Vref? La salida de OA1 comenzará a aumentar, M1 se activará un poco más y derivará algo de corriente a través de R3. Esto hará que Uo caiga ligeramente y Vfb caiga proporcionalmente. El sistema se estabilizará cuando Vfb esté muy cerca de Vref.
• Si el voltaje de salida es un poco bajo, entonces Vfb será un poco menor que Vref. Esto reducirá la tensión de salida de OA1, desactivando un poco la derivación M1 - R3 y permitirá que Uo vuelva a la posición deseada.
• En este caso, M1 proporciona el componente "negativo" de la retroalimentación. Cuanto más lo encienda, más baja será la salida y el voltaje de realimentación.

Notas:

Este circuito no se ve muy bien .

• No hay capacitor de desacoplamiento del amplificador operacional.
• Vref variará con el suministro de +12. Si hay una onda en esto, entonces habrá una onda en Uo. Si el suministro de +12 cae bajo carga, Vref también lo hará.