Fórmula:
Eficiencia (η) =(potencia de salida / potencia de entrada) * 100%
Desglosemos cómo calcular cada componente:
* potencia de salida (p out ): Esta es la potencia entregada a la carga. Se calcula como:
P out =V out * I out
dónde:
* V out es el voltaje de salida.
* I out es la corriente de salida.
* Potencia de entrada (P en ): Esta es la potencia extraída de la fuente de entrada. Se calcula como:
P en =V en * I en
dónde:
* V en es el voltaje de entrada.
* I en es la corriente de entrada.
Consideración importante:corriente de entrada
La corriente de entrada (i en ) es crucial y a menudo se pasa por alto. A diferencia de los reguladores de conmutación, un regulador lineal dibuja * esencialmente la misma corriente * de la entrada, independientemente de la corriente de salida. La diferencia en la corriente se disipa como calor en el regulador.
Ejemplo:
Digamos que tenemos un regulador lineal con:
* V en =12V
* V out =5V
* I out =1A
Para encontrar la eficiencia:
1. Calcular la potencia de salida: P out =5V * 1a =5W
2. Calcule la corriente de entrada (i en ): Aquí es donde la limitación de eficiencia se hace evidente. La corriente de entrada será * aproximadamente * lo mismo que la corriente de salida * Plus * la corriente dibujada para alimentar el regulador lineal. Tendremos que echar un vistazo más de cerca al circuito para encontrar la corriente de entrada real, pero simplificaré este ejemplo para resaltar la limitación de los reguladores lineales. * Suponga* Por ahora la corriente de entrada es aproximadamente igual a la corriente de salida. Esta suele ser una suposición justa, aunque no siempre perfecta. Simplificamos a i en ≈ I out =1A
3. Calcule la potencia de entrada: P en =12V * 1A =12W (esta es una aproximación). Tenga en cuenta que la potencia de entrada real sería mayor si contabilizara la corriente dibujada para alimentar los circuitos del regulador lineal en sí.
4. Calcule la eficiencia: η =(5W / 12W) * 100% ≈ 42%
En realidad: La eficiencia real sería * inferior * que 42% porque no estamos contabilizando la corriente consumida por los circuitos del regulador lineal. Esto aumentará P en sin aumentar P Out reduciendo aún más la eficiencia.
Por qué los reguladores lineales son ineficientes:
La pérdida de potencia significativa se debe a que la diferencia de voltaje entre la entrada y la salida se disipan como calor en el transistor de pase. En nuestro ejemplo, 7W (12W - 5W) se pierde como calor. Esto hace que los reguladores lineales no sean adecuados para aplicaciones de alta potencia.
En resumen: Si bien la fórmula es simple, calcular con precisión la eficiencia de un regulador lineal requiere mediciones precisas de voltaje y corriente de entrada y entrada. Recuerde que el factor principal que limita su eficiencia es el calor generado al dejar caer el voltaje de entrada al voltaje de salida deseado. La eficiencia real siempre será menor que la de un regulador de conmutación para la misma aplicación.