Regulador de tensao com CI

Regulador de tensao com CI

(Parte 1 de 2)

Regulador de tensão usando CI

Regulador de tensão usando CI

Eng.: Roberto Bairros dos Santos.

Um empreendimento Bairros Projetos Didáticos w.bairrospd.kit.net

Este artigo descreve como identificar Os circuitos integrados reguladores de tensão mais populares e apresenta circuitos práticos onde estes componentes são utilizados!

Regulador de tensão usando CI

1 Introdução:3
2 Tipos de CI regulador de tensão:4
3 O encapsulamento do CI 78xx e 79xx:5
4 Aplicação do CI Regulador 78XX e 79XX6
5 Circuito com CI regulador usado em uma fonte simétrica:7
6 Regulador de tensão com saída ajustável LM317:8
7 Aplicação do CI LM317:9
8 Reforçador de corrente para circuitos com CI reguladores:1
9 Circuito reforçador de corrente de saída com proteção contra curto circuito:12
10 Circuito regulador de corrente constante:13
1 Fonte de tensão negativa usando Regulador para fonte positiva:14

Regulador de tensão usando CI

1 Introdução:

Uma fonte de alimentação é um circuito responsável por gerar uma tensão constante para um circuito eletrônico que pode ser um radinho até uma nave espacial.

Uma boa fonte de alimentação deve gerar uma tensão contínua na saída e estabilizada, isto significa que mesmo que a tensão de entrada varie a tensão na saída deverá se manter constante, ou ainda, mesmo que a carga varie aumentando a corrente do circuito, a tensão na saída deverá se manter constante! Na realidade estas variações deverão ficar dentro de limites práticos.

Uma fonte estabilizada é composta de um circuito retificador convencional que pode ser de meia-onda, ou onda completa mais um circuito eletrônico responsável por estabilizar a tensão de saída. O circuito eletrônico poderá ser discreto; composto por resistores e transistores montado por você mesmo, ou ainda por um circuito integrado construído especialmente para a esta função!O circuito integrado é uma opção mais moderna e simples de você construir uma fonte estabilizada!

Este trabalho ira mostrar os tipos mais comuns de circuitos integrados existentes no mercado para serem usados como reguladores de tensão em fontes lineares!

Regulador de tensão usando CI

2 Tipos de CI regulador de tensão:

Existem vários tipos de reguladores de tensão, no entanto existem aqueles tipos mais usados, é sobre estes tipos que este trabalho irá falar.

Quanto à aplicação existem dois tipos de circuitos integrados reguladores de tensão: Regulador com saída fixa e regulador com saída ajustável.

Quanto a tensão de saída também existem dois tipos: Reguladores para tensões positivas e reguladores para tensões negativas.

Os reguladores com tensão fixa são mais baratos e apresentam uma aplicação maior. A serie 78xx e 79xx são os mais comuns destes tipos onde as letras “x” devem ser preenchidas com a tensão fixa da saída onde as mais comuns são: 5V, 9V, 12V, 15V e 24V. O CI da linha 78xx é para saídas positivas e o CI da linha 79xx é para saída negativa! O CI regulador para fontes de 5V é muito usado em fontes para alimentação de micro-controladores e microprocessadores, já os CI’s 7815 e 7915 ou 7812 e 7912 são muito usados em fontes de alimentação para amplificadores operacionais que necessitam de uma fonte simétrica. O CI 7824 é muito usado em fontes de alimentação para o circuito de controle usando CLP na indústria!

Regulador de tensão usando CI

3 O encapsulamento do CI 78xx e 79xx:

O encapsulamento do CI regulador de tensão é similar a um transistor, desta forma é muito comum a confusão deste tipo de componente com um transistor, você deve estar atento para identificar que este componente não tem nada a ver com um transistor!

Outro detalhe importante é que a pinagem do CI da família 78xx e do 79xx são diferentes, a figura abaixo mostra a pinagem dos dois tipos de CI’s!

Figura 1: Pinagem do CI regulador com tensão fixa.

Regulador de tensão usando CI

4 Aplicação do CI Regulador 78XX e 79XX.

A aplicação deste tipo de CI é simples, ele deve ser colocado na saída do circuito retificador, entre a carga e o capacitor eletrolítico!

A figura abaixo mostra como ligar o CI em série com a carga, observar que o circuito retificador não está desenhado. O circuito também possui dois capacitores de baixo valor que são recomendados pelo fabricante para deixar o circuito mais estável, estes capacitores são do tipo plástico ou de cerâmica.

Você deve cuidar que a tensão de entrada seja pelo menos 3 volt mais alta do que a tensão de saída, quanto mais alta a tensão de entrada em relação a tensão de saída tanto maior será a potência dissipada no regulador, mais o CI vai esquentas. Se a tensão de saída deve ser 5 V a tensão de entrada deve ficar acima de 8V!

Figura 2: Conexão do CI regulador com tensão fixa!

Regulador de tensão usando CI

5 Circuito com CI regulador usado em uma fonte simétrica:

A figura abaixo mostra um circuito usando dois reguladores de tensão fixa para gerar duas saídas simétrica em relação ao terra. A saída +VCC é igual a +12V em relação ao terra e a saída –VCC é igual a -12V em relação ao terra, entre as saídas +12V e -12V você terá uma tensão de 24V! Para outras tensões substitua o CI pelo valor apropriado! Para maior estabilidade você deve usar capacitores de tântalo ou plástico, se for usado capacitor eletrolítico de alumínio você deve ajustar os valores dos capacitores para mais dez vezes do valor marcado! Para aumentar a resposta a variações rápidas de corrente o diodo 1N4001 deve ser empregado se o CI estiver situado longe da carga!

Figura 3: Fonte simétrica usando dois CI’s reguladores de tensão fixa!

O circuito de entrada igual a +15V e -15V em relação ao terra pode ser gerado de várias formas a figura abaixo mostra as duas formas mais comuns de gerar estas tensões e entrada, um circuito de meia-onda e outro de ondacompleta!

Figura 4: Exemplo de circuitos retificadores para fonte simétrica!

Regulador de tensão usando CI

6 Regulador de tensão com saída ajustável LM317:

O CI LM317 é o mais popular dos CI’s reguladores de tensão, o CI LM317M foi construído para fontes ajustáveis com corrente de saída máxima de 500 mA e tensão de saída ajustável entre 1,2 V e 37 V. Este componente é simples de usar bastam dois resistores externos ao CI para ajustar a tensão de saída, ele ainda possui proteção interna contra curto circuito e proteção contra sobre aquecimento o que torna este CI prático e difícil de queimar!

O CI LM317 tem uma vasta aplicação. Este CI pode ser usado como fonte fixa, onde a tensão de saída foge ao padrão dos CI’s com tensão fixa. Outra aplicação é em fonte onde a tensão de saída tem que ser ajustada na fábrica ou ainda em fontes de alimentação onde a saída deva ser ajustada pelo operador, como é o caso das fontes de tensão usada em laboratório de eletrônica!

O encapsulamento deste tipo de CI é mostrado abaixo, note que a pinagem é bem diferente da pinagem dos CI’s de tensão fixa, você deve prestar atenção para não errar a conexão. Neste tipo de CI não tem o pino de terra e sim o pino de ajuste (Adjust)! Outro detalhe importante é que o pino 2 de saída está eletricamente conectado ao dissipador de calor!

Figura 5: Pinagem do CI LM317!

Regulador de tensão usando CI

7 Aplicação do CI LM317:

O circuito usando o CI LM317 é mostrado abaixo. O resistor R2 é o resistor de ajuste da tensão de saída e o resistor Rf é fixo no valor de 220 Ohm sendo este um valor recomendado pelo fabricante (na verdade o fabricante recomenda uma resistor de 240 Ohm)!

A idéia básica do circuito é ter um CI com saída fixa entre os pinos Vout e o pino de ajuste. A tensão de saída no CI LM317 é de 1,2 V e é chamada de tensão de referência Rref. Esta tensão fixa sobre o resistor Rf gera uma corrente constante em direção ao resistor R2 ajustável. O segredo do circuito é que a corrente sobre R2 é devido principalmente a corrente gerada sobre Rf desde que a corrente interna do CI que flui pelo pino de ajuste é muito baixa. O fabricante constrói o CI de forma a ter uma corrente no pino de ajuste muito menor do que a corrente sobre o resistor Rf, de forma que, esta corrente possa ser desprezada no cálculo da tensão de saída!

Para calcular a tensão de saída Vout você deve trabalhar na malha de saída e o resultado é mostrado abaixo:

Observe que também são empregados capacitores para estabilizar o circuito, estes capacitores devem ser de tântalo, se for usado capacitor comum de alumínio o valor dos capacitores deve ser aumentado de 10 vezes!

O circuito é mostrado abaixo:

Figura 6: Circuito Regulador de tensão ajustável usando o CI LM317!

Regulador de tensão usando CI

(Parte 1 de 2)

Comentários