Diferença entre Regulador de Tensão Paralelo e Série

Os reguladores de tensão lineares são principalmente classificados em dois tipos: reguladores de tensão paralelos e reguladores de tensão série. A principal diferença entre eles está na conexão do elemento de controle: no regulador de tensão paralelo, o elemento de controle está conectado em paralelo com a carga; em contraste, no regulador de tensão série, o elemento de controle está conectado em série com a carga. Esses dois tipos de circuitos de regulador de tensão operam com base em princípios diferentes e, portanto, têm suas próprias vantagens e desvantagens, que serão discutidas neste artigo.

O que é um Regulador de Tensão?

Um regulador de tensão é um dispositivo que mantém a tensão de saída em um valor constante, apesar das variações na corrente de carga ou na tensão de entrada. É um componente essencial em circuitos elétricos e eletrônicos, pois garante que a tensão de saída CC permaneça dentro de uma faixa especificada, não afetada por flutuações na tensão de entrada ou na corrente de carga.

Essencialmente, uma tensão de alimentação CC não regulada é convertida em uma tensão de saída CC regulada, onde a tensão de saída não exibe variações significativas. Deve-se notar que o elemento de controle é o componente central do circuito, e sua localização difere entre os dois tipos de reguladores.

Definição de Regulador de Tensão Paralelo

A figura abaixo mostra o regulador de tensão paralelo:

Como é evidente na figura acima, o elemento de controle está conectado em paralelo com a carga – daí o nome "regulador de tensão paralelo."

Nesta configuração, a tensão de entrada não regulada fornece corrente para a carga, enquanto uma parte da corrente flui através do elemento de controle (que está em um ramo paralelo à carga). Esta distribuição ajuda a manter uma tensão estável sobre a carga. Quando a tensão da carga flutua, um circuito de amostragem envia um sinal de feedback ao comparador. O comparador então compara esse sinal de feedback com uma entrada de referência; a diferença resultante determina quanto de corrente deve fluir através do elemento de controle para manter a tensão da carga constante.

Definição de Regulador de Tensão Série

A figura abaixo representa um regulador de tensão série:

Neste tipo de regulador de tensão, o elemento de controle está conectado em série com a carga, daí o nome "regulador de tensão série."

No regulador de tensão série, o elemento de controle é responsável por regular a parte da tensão de entrada que atinge a extremidade de saída, atuando como um componente de regulação intermediário entre a tensão de entrada não regulada e a tensão de saída. Similar aos reguladores paralelos, parte do sinal de saída aqui também é retroalimentada ao comparador através de um circuito de amostragem, onde o comparador compara o sinal de entrada de referência com o sinal de feedback.

Subsequentemente, um sinal de controle é gerado com base no resultado de saída do comparador e transmitido ao elemento de controle, que então regula a tensão da carga conforme necessário.

Principais Diferenças Entre Reguladores de Tensão Paralelos e Série

• Conexão do Elemento de Controle: A principal distinção está na localização do elemento de controle: nos reguladores paralelos, ele está conectado em paralelo com a carga; nos reguladores série, ele está conectado em série com a carga.

• Características de Fluxo de Corrente: Nos reguladores paralelos, apenas uma fração da corrente total flui através do elemento de controle para manter uma saída DC estável. Em contraste, os reguladores série permitem que toda a corrente de carga passe através do elemento de controle.

• Desempenho de Regulação: Os reguladores de tensão série fornecem melhor precisão de regulação em comparação com os reguladores de tensão paralelos.

• Mecanismo de Compensação: Para manter a tensão da carga constante, os reguladores paralelos ajustam a corrente através do elemento de controle. Os reguladores série, no entanto, modificam a tensão sobre o elemento de controle para compensar as flutuações da tensão de saída.

• Dependência de Eficiência: A eficiência dos reguladores paralelos depende da corrente de carga, tornando-os inadequados para condições de carga variável. Os reguladores série, por outro lado, têm eficiência que depende da tensão de saída.

• Complexidade de Design: Os reguladores de tensão paralelos são mais simples de projetar do que os reguladores de tensão série.

• Faixa de Operação de Tensão: Os reguladores paralelos são limitados a operações de tensão fixa, enquanto os reguladores série são adequados tanto para aplicações de tensão fixa quanto variável.

• Classificações do Elemento de Controle: Nas configurações paralelas, o elemento de controle é um componente de baixa corrente e alta tensão (já que apenas uma parte da corrente de carga é desviada através dele). Nas configurações série, o elemento de controle é um componente de baixa tensão e alta corrente (pois toda a corrente de carga passa através dele).

Conclusão

Em resumo, tanto os reguladores de tensão paralelos quanto os de tensão série servem ao propósito central de regulação de tensão, mas a localização do elemento de controle em seus respectivos circuitos resulta em mecanismos operacionais distintos. Suas diferenças em conexão, manipulação de corrente, desempenho de regulação e cenários de aplicação fazem de cada um adequado para casos de uso específicos, como detalhado na análise anterior.