UFUENTES DE ALIMENTACIÓN DE RED REGULABLES U

Para la estabilización de la tensión de salida existen numerosos procedimientos. Si la corriente que hay que regular sólo es de algunos miliamperios, bastará con emplear una regulación con diodo zener. Si se trata de suministrar una corriente de varias decenas de miliamperios o más con una tensi6n fija, entonces es conveniente utilizar un circuito integrado regulador de la serie 7800 o 7900.

Con una ligera modificación del circuito, la tensión de salida podrá regularse con un simple potenciómetro y el aparato se convertirá en un valioso instrumento de laboratorio.

UESQUEMA DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA

En la figura puede verse el esquema típico de una fuente de alimentación de este tipo. El regulador esta representado por un pequeño rectángulo del que salen tres conexiones: (1) Entrada; (2) Salida (3) Punto común o Masa. En el mercado existen numerosos modelos de reguladores de baja tensión. Los más conocidos y empleados son los de la serie 7800, que pueden suministrar tensiones normalizadas entre +5V y +24V según el modelo. Hay ciertos circuitos reguladores que han sido diseñados para proporcionar una tensi6n de salida regulable, si se emplea un potenciómetro exterior, Este es el caso del LM 317, que suministra una tensión regulada entre 1 ,2V y 37V.

Hay que tener en cuenta que los dos condensadores C2 y C3 del esquema son indispensables para el buen funcionamiento de la fuente, y deben montarse lo más cerca posible del regulador.

Físicamente los reguladores de la serie 7800 se presentan en tres cápsulas diferentes: la TO-5, que puede suministrar hasta 200mA y las TO-3 y TO-220, que pueden soportar hasta lA de carga siempre que estén montados en un radiador adecuado para poder disipar el calor generado en su interior.

En la tabla siguiente se indican 1as principales características de los reguladores de esta serie. Por ejemplo, el modelo 7805 tiene una tensión nominal de +5V, y la tensión de salida garantizada por el fabricante está comprendida entre 4,8V y 5,2V. Esto significa que un circuito integrado regulador 7805 mantendrá su tensión de salida fija en un valor entre 4,8V y 5,2V con una variación de corriente de carga entre 0 y 200mA. En cuanto a la tensión aplicada a su entrada deberá estar comprendida entre 10V máx y 7,5V min, para asegurar una disipación y una regulación correcta. Tanbien hay que tener en cuenta que estos circuitos integrados están protegidos contra cortocircuitos. Cuando se produce una corriente de sobrecarga, la temperatura del interior de la capsula aumenta y, entonces, la corriente de salida queda limitada automáticamente a 350 mA (capsula TO-5). En cuanto a la atenuación de la tensión residual de C.A. de rizado, esta garantizada de 60 dB, ósea una relación de 1000 veces, una variación de 1V en la entrada se traduce en una variación de 1mV en la salida, la resistencia interna de estos reguladores es de 15mΩ (0,015Ω).

Modelo 7803 7805 7806 7808 7809 7810 7812 7815 7818 7824

V BoutB 3.3V 5V 6V 8V 9V 10V 12V 15V 18V 24V

Modelo 7903 7905 7906 7908 7909 7910 7912 7915 7918 7924

V BoutB

-3.3V -5V -6V -8V -9V -10V -12V -15V -18V -24V

Figura1

REGULADORES INEGRADOS SERIE 7800

TIPO TENSIÓN REG VS VS min. VS máx. VE máx. VE mín.

7805 7806 7808 7810 7812 7815 7818 7824

+5V +6V +8V +10V +12V +15V +18V +24V

4,80V 5,75V 7,70V 9,60V 11,50V 14,40V 17,30V 23,00V

5,20V 6,25V 8,30V

10,40V 12,50V 15,60V 18,70V 25,00V

10V 11V 14V 17V 19V 23V 27V 33V

7,5V 8,5V 10,5V 12,5V 14,5V 17,5V 20,5V 26,5V

CORRIENTE DE SALIDA: 120 mA (CAPSULA TO-5) o 1A (C APSULA TO-3 /TO-220)

U

REALIZACIÓN DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA DE +5VU

TO-220

TO-3

Para la realización de esta fuente de alimentación regulada son necesarios los componentes representados en el esquema de la Figura 1. El circuito debe proporcionar una corriente de 200 mA a 5V.

El condensador C1 se carga con los picos de la tensión del secundario del Transformador menos la caída de tensión directa de dos de los diodos del puente rectificador. Como esta última caída de tensión es de 1,2V (2x0,6V) aproximadamente, la tensión Ve a la entrada del regulador es de unos 7,7V ((6,3x1,41)-1,2). Esta tensión es perfectamente adecuada para obtener una regulación correcta.

En cuanto a los condensadores, su tensión de trabajo es bastante superior a la tensión aplicada, pero hay que recordar que C2 debe estar montado lo más cerca posible del regulador. La tensión residual alterna de rizado después de la rectificación viene dada por la formula practica Vr= (10 x I)/C, en la que I es la corriente rectificada en mA, C la capacidad de C1 expresada en microFaradios y Vr la tensión de C.A. residual en voltios pico a pico. Para esta F.A. dicha tensión debe ser del orden de 2V pico a pico, a plena carga, (10 x 200)/1000.

U UREALIZACIÓN DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN REGULADA DE -5VU

TENSIONES DE SALIDA MULTIPLES U

Con un regulador integrado también es posible obtener una tensión superior a su valor nominal si se le añade varios diodos zener de distinto valor de tensión zener y un conmutador de varias posiciones, tal como se indica en la Figura 2, los zener son de 1/4 W de disipación, y por ellos circulará una corriente I=5mA, Si colocamos la patilla 3, ósea la conexión común a masa obtendremos la tensión nominal del regulador, 5V.

Otro método consiste en reemplazar el diodo zener por un divisor de tensión como el de la Figura 3. Sabiendo que la corriente que sale por el terminal común (masa) es de 5mA, se puede calcular perfectamente el divisor de tensión. Suponiendo que la tensión de salida deseada es de +9v empleando un 7805, la caída de tensión en los extremos de R1 deberá ser de 4V. El valor de R1 se calcula dividiendo 4V por la suma de las corrientes que circulan por ella (5mA+Id). El valor de R2 es igual a 5V/Id. Adoptando una corriente de 10mA+Id, las resistencias R1=270Ω y R2=50Ω.

Figura2 Figura3

UTENSION DE SALIDA REGULABLE U.

La tensión de salida puede regularse sustituyendo la resistencia R1 de la Figura 3 por un potenciómetro tal como puede verse en la Figura 4. De esta manera y con el mismo valor que R1 y con P puede regularse la tensión de salida entre +5 y +9V.

Existen otros circuitos integrados diseñados especialmente para proporcionar una tensión de salida regulable, y son ideales para la realimentación de una fuente de alimentación regulada de laboratorio. Por ejemplo el LM 317 puede suministrar una tensión de salida regulada entre 1,2V y 37V con una tensión de entrada de 40V. La corriente de salida puede llegar a 1A (en capsula plana TO-220) y 200mA (en capsula TO-5). La atenuación de la tensión alterna residual de rizado es de 80 dB, y su esquema de conexionado puede verse en la siguiente figura 5.

Cuando usamos los reguladores de tensión ajustables , como el LM317 y el LM337, la entrada de tensión tiene que ser de un valor entre 1,2 y 1,25 V por encima de la tensión de salida deseada. Esto es debido a que la tensión en la entrada (ADJ) se compara internamente con una tensión de referencia (Vref ) que tiene ese valor. La tensión de referencia siempre existe en los extremos de la resistencia R1. Esta junto a la resistencia R2 determinan la corriente que va a pasar por el terminal ADJ. Esto está determinado por la siguiente fórmula: Vout =Vref [1+(R2/R1)] + (IADJ)(R2) Luego de despejar y considerando que IADJ toma siempre un valor muy bajo nos queda: R2 = (R1/Vref) (Vout - Vref) R2 = (R1/1,2) (Vout - 1,2)

Figura4 Figura5

Ejemplo: Si queremos una tensión en la salida del 317 de 25 V y tomamos a R1=240 ohms: R2 = (240/1,2) (25 - 1,2) = 4760 Y nos quedaría así el circuito.

Para facilitar el cálculo si a R1 le damos el valor de 1K2 ohmios y tomando a Vref=1,2 nos quedará la fórmula de manera más simplificada:

R2 = 1000 (Vout - 1,2)

En la figura, se muestra el esquema básico mejorado. Los condensadores C1 y C2, se emplean con el fin de eliminar tensiones alternas residuales y mejorar el rizado de la rectificación, en cuanto a los diodos D1 y D2, sirven para la seguridad del regulador, contra tensiones inversas y evitar las tensiones parásitas o transitorias que lo destruyan. Es muy recomendable, siempre insistiré, se deben poner los mencionados diodos.

REGULADORES INTEGRADOS CON TENSIÓN AJUSTABLE

22 Rnsal IRVV ⋅+=

Como 1

12 R

VIIII n

CRCR +=+=

++=

12 R

VIRVV n

Cnsal

FUENTE DE CORRIENTE CON REGULADOR INTEGRADO

Conectando el circuito de la figura podemos conseguir que la corriente que entregue el regulador a la carga sea fija, independientemente del valor óhmico que tome la resistencia de carga RL.

En el circuito se cumple que la intensidad IL por la carga es igual a la suma de la corriente de reposo Ic más la que fluye por la resistencia limitadora R1.

11 R

VIIII n

CRCL +=+=

FUENTE SIMÉTRICA

FUENTE REGULABLE DE 0 A 25 VOLTIOS.