Reguladores de voltaje

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oresMartes 18/04/2006 por Ariel Palazzesi. Vista 232129 veces
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En este artículo aprenderemos todo sobre los reguladores de voltaje de tres patillas, fijos, con tensiones de salida positiva o negativa. Todo circuito electrónico contiene alguna forma de alimentación eléctrica, y estos reguladores integradosproveen una solución sencilla a este problema.

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* Ya sea que nuestro circuito se alimente directamente de la red eléctrica de 110/220V o que lo haga a partir de pilas o baterías, generalmente es necesario contar con una etapa encargada de proveer un voltaje adecuado, y constante en el tiempo.
Existen muchas maneras de lograr un voltaje estable, pero en general utilizan varios componentesdiscretos, lo que redunda en un costo elevado, un diseño más complicado, y circuitos más grandes. La alternativa es utilizar algún regulador de tensión integrado, disponibles para casi todos los voltajes que podamos imaginar, y para corrientes desde unas pocas centésimas de Amper hasta varios amperes.
Diagrama interno de un regulador 78xx.
Dentro de los reguladores de voltaje con salida fija,se encuentran los pertenecientes a la familia LM78xx, donde “xx” es el voltaje de la salida. Estos son 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 y 24V, entregando una corriente máxima de 1 Amper y soporta consumos pico de hasta 2.2 Amperes. Poseen protección contra sobrecargas térmicas y contra cortocircuitos, que desconectan el regulador en caso de que su temperatura de juntura supere los 125°C.
Los LM78xx sonreguladores de salida positiva, mientras que la familia LM79xx son para voltajes equivalentes pero con salida negativa. Así, un LM7805 es capaz de entregar 5 voltios positivos, y un LM7912 entregara 9 voltios negativos.
La capsula que los contiene es una TO-220 (figura 2), igual a la de muchos transistores de mediana potencia. Para alcanzar la corriente máxima de 1 Amper es necesario dotarlo deun disipador de calor adecuado, sin el solo obtendremos una fracción de esta corriente antes de que el regulador alcance su temperatura máxima y se desconecte.

La potencia además depende de la tensión de entrada, por ejemplo, si tenemos un LM7812, cuya tensión de salida es de 12v, con una tensión de entrada de digamos 20v, y una carga en su salida de 0,5A, multiplicando la diferencia entre latensión de entrada y la tensión de salida por la corriente que circulara por la carga nos da los vatios que va a tener que soportar el integrado:

(Vint - Vout) x Iout = (20 - 12) x 0.5 = 4W

La tensión de entrada es un factor muy importante, ya que debe ser superior en unos 3 voltios a la tensión de salida (es el mínimo recomendado por el fabricante), pero todo el exceso debe ser eliminado enforma de calor. Si en el ejemplo anterior en lugar de entrar con 20 volts solo usamos 15V (los 12V de la salida mas el margen de 3V sugerido) la potencia disipada es mucho menor:

(Vint - Vout) x Iout = (15 - 12) x 0.5 = 1.5W

De hecho, con 15v la carga del integrado es de 1,5W, menos de la mitad que con 20v, por lo que el calor generado será mucho menor y en consecuencia el disipadornecesario también menor.
En la figura 3 vemos la disposición de pines de estos reguladores. Es diferente según se trate de un 78xx o un 79xx. En el caso de los primeros, el pin 1 corresponde a la entrada (input), el pin 2 es el punto común (common) y el pin3 es el correspondiente a la salida (output). En el caso de los reguladores negativos, el pin 1 y el pin 2 intercambian sus funciones, siendo elprimero el correspondiente al punto común, y el segundo la entrada. Es importante recordar esto al momento de conectarlos, ya que es posible que se destruyan si son conectados en forma incorrecta.
El voltaje máximo que soportan en la entrada es de 35 voltios para los modelos del LM7805 al 7815 y de 40 voltios para el LM7824.
Por ultimo, debemos mencionar que existen versiones de estos reguladores...
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