Etapa de regulación

Reguladores de voltaje de CI

     Los reguladores de voltaje comprenden una clase de CIs muy utilizados. Lo reguladores en circuitos integrados contienen los circuitos de la fuente de referencia, el amplificador comparador, el dispositivo de control y la protección contra la sobrecarga, todo en un CI. A pesar de que la construcción interna de un CI es un tanto distinta de la descrita para los circuitos reguladores de voltaje discretos, la operación externa es muy similar. La unidades de CI ofrecen la regulación de un voltaje fijo positivo o negativo o de un voltaje ajustable.

    

Reguladores de voltaje de tres terminales

     La figura muestra la conexión básica de un regulador de voltaje de CI de tres terminales con una carga. El regulador de voltaje fijo cuenta con un voltaje DC de entrada no regulado V_i, aplicado a una terminal de entrada, un voltaje DC de salida regulado V_o, en una segunda terminal, y la tercera terminal conectada a tierra. Para un regulador seleccionado, la especificaciones del dispositivo de CI listan un rango de voltaje sobre el cual puede variar el voltaje de entrada para mantener un voltaje de salida regulado obre un rango de corriente de carga. Las especificaciones también listan la cantidad de cambio de voltaje de salida que resulta debido a un cambio de corriente de carga (regulación de carga) o en el voltaje de entrada(regulación de línea).

Reguladores de voltaje positivo fijo

     Los reguladores de la serie 78 ofrecen voltajes fijos regulado que van de 5 a 24 V. La figura muestra la forma en la que uno de estos CIs, el 7812, se conecta para proporcionar un voltaje regulado de salida de +12V DC. Un voltaje de entrada no regulado V_i, es filtrado por el capacitor C₁ y conectado a la terminal IN(entrada) del CI. La terminal OUT (salida) del CI proporciona 12V regulados, los cuales son filtrados por el capacitor C₂ (principalmente para cualquier ruido de alta frecuencia). La tercera terminal del CI se conecta a tierra(GND). Mientras que el voltaje de entrada varié dentro de un rango permitido de voltaje y la carga de salida varié dentro de un rango aceptable, el voltaje de salida permanecerá constante dentro de los limites especificados de variación del voltaje. Estos límites se detallan en las hojas de especificaciones de los fabricantes. En la tabla se presenta una lista de CI reguladores de voltaje positivo.

     En la conexión de la siguiente figura se muestra la operación de un regulador 7812 dentro de una fuente de alimentación completa. El voltaje de línea AC (120 V rms) se reduce a 18 V rms a través de cada mitad del transformador con derivación central. Luego, un rectificador de onda completa y un filtro de capacitor proporcionan un voltaje de DC no regulado, que se muestra como un voltaje cercano a 22V, con un rizo de AC de unos cuanto volts como la entrada al regulador de voltaje. El CI 7812 después proporcionara una salida que se encuentra regulada en +12V DC.

ESPECIFICACIONES DE LOS REGULADORES DE VOLTAJE POSITIVO

     La hoja de especificaciones de los reguladores de voltaje e ilustra en la hojas de la siguiente figura, para el grupo de reguladores de voltaje positivo de la serie 7800. Se deben tomar en cuenta algunas consideraciones acerca de los parámetros más importantes.

Voltaje de salida: La especificación para la unidad 7812 muestra que el voltaje de salida es, por lo regular, de +12V pero puede llegar a ser tan bajo como 11.5V o tan alto como 12.5V.

Regulación de salida: La regulación del voltaje de salida, por lo general, se presenta de 4mV, hasta un máximo de 100mV( a corrientes de salida de 0.25 hasta 0.75A). Esta información especifica que el voltaje de salida puede variar por lo regular solo 4mV a partir de su valor nominal de 12 V de DC.

Corriente de salida de corto circuito: La cantidad de corriente se encuentra limitada típicamente hasta 0.35 A si la salida estuviera en corto circuito (presumiblemente por accidente o debido a otro componente defectuoso).

Corriente de salida pico: Mientras la corriente nominal máxima es de 1.5A para esta serie de CI, el consumo de corriente de salida pico típica de una carga es de 2.2A. Esto muestra que incluso cuando el fabricante califica al CI como capaz de proporcionar 1.5 A, es posible extraer un poco mas de corriente (posiblemente por un periodo).

Diferencia de voltaje: La diferencia de voltaje, típicamente de 2V, es la cantidad mínima de voltaje a través de las terminales de entrada-salida que deberá mantenerse si el CI operara como regulador. Si el voltaje de entrada desciende demasiado o si la salida se eleva de forma que no se mantienen al menos los 2V a través de la entrada-salida del CI, este ya no será capaz de proporcionar una regulación de voltaje. Por tanto, se debe de mantener un voltaje de entrada lo suficientemente grande para asegurar que siempre proporcione la diferencia de voltaje.

Reguladores de voltaje negativo fijo

     La serie de CIs 7900 proporciona reguladores de voltaje negativo, similares a los que proporcionan voltajes positivos. En la siguiente tabla se presenta un lista de Cis reguladores voltaje negativo. Como se muestra, los CIs reguladores se encuentran disponibles para un rango de voltajes negativos fijos, el CI seleccionado, proporcionara el voltaje de salida especificado toda vez que el voltaje de entrada se mantenga mayor al valor de entrada mínimo. Por ejemplo, la unidad 7912 proporciona una cantidad de -12V mientras la entrada al CI regulador sea más negativa que              -14.6V.

Reguladores de voltaje ajustable

      Lo reguladores de voltaje también se encuentran disponibles en configuraciones de circuitos que permiten que el usuario establezca el voltaje de salida en un valor regulado deseado. La unidad LM317, por ejemplo, puede operarse con el voltaje de salida regulado en cualquier valor dentro del rango de voltajes de 1.2 a 37V. La figura siguiente muestra la forma en la que es posible establecer el voltaje de salida regulado de un LM317.

     Los resistores R1 y R2 fijan la salida en cualquier voltaje deseado dentro del rango de ajuste(1.2 a 37V). El voltaje de salida deseado puede calcularse mediante

Recopilado por
Bruno Alexis Ramírez Huerta.

Fuente
Electronica: Teoria de circuitos y dispositivos electronicos ROBERT L. BOYLESTAD, LOUIS NASHELSKY