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Reguladores tension de tres “patas”

Los reguladores de tensión fijos.-

Los de la familia 78xx y 79xx (a veces usan otras denominaciones) son circuitos integrados con tres terminales, Vin, común y Vout. Su utilización es de lo más sencillo: se le suministra una tensión continua entre los terminales Vin y común y disponemos de una tensión de valor xx entre Vout y común. Hay que tener en cuenta algunos detalles, como que Vin ha de ser inferior a 35V y algo mayor que Vout (hasta 3 V para tensiones altas) . Los valores de xx van, escalonados, desde 3'3 V hasta 24 V y la intensidad de 0'1 a 10 A. Cuando la tensión es positiva respecto al común se usa un 78xx. Si la tensión es negativa hay que colocar un 79xx, con lo que se puede montar una fuente simétrica, necesaria en algunos circuitos. Si la potencia disipada - (Vin – Vout) * I - es elevada hay que montarle un disipador de calor.

Aquí vemos algunos de estos componentes y el circuito básico.

varios (47K)     78xx1 (2K)


Además, estos integrados tienen limitadores de intensidad y de temperatura por lo que si nos pasamos, automáticamente reducirán la tensión de salida (atentos a este detalle cuando trabajamos con altas tensiones e intensidades). No doy más detalles de cada tipo ni orden de las patas, por que se pueden encontrar con facilidad en la RED. Como podemos ver es muy sencillo preparar una alimentación. Por ejemplo, para adaptar la tensión de una batería de coche a 5 V es suficiente montar un 7805 “en serie” con el aparato para tener la tensión regulada. Si queremos tener una fuente de alimentación con salidas fijas se puede recurrir a un alimentador de 12 V en desuso y conectar varios reguladores para tener salidas a 3'3, 5, 6, 7'5 y 9 V. Un ejemplo es que las placas ARDUINO llevan un 7805 SMD en su entrada no regulada para dejarla en los 5 V que necesita para la alimentación.

Otras tensiones con los reguladores fijos.-

Quizás no encontremos el integrado con la tensión que necesitamos. Podemos modificar el circuito para obtener tensiones diferentes. El truco consiste en “engañarlo” poniendo la pata común a una tensión diferente de 0. Se puede añadir un componente entre la pata central y el negativo (en los 78xx) para que la tensión de salida sea un poco más elevada. Lo ideal es colocar un diodo zener, pero también pueden usarse diodos normales en polaridad directa. La caída de tensión en un diodo de señal, led o rectificador oscila entre los 0'3 y los 3 V, y además podemos poner dos o más en serie. Se podría usar también una resistencia que, con la corriente que circula por la pata central, generase la tensión adecuada, pero este sistema es mucho menos estable que los diodos.

78xx4 (3K)

Los reguladores de tensión variables.-

Si el tema se complica conviene pasarse a los reguladores más completos (como el LM317) que permiten ajustar (o hacer variable) la tensión, limitar la corriente de salida, controlar corrientes muy elevadas con transistores externos, compensar la caída de tensión en los conductores, etc. El "truco" consiste en conectar la pata común a un divisor de tensión entre la salida y masa. Con este circuito se consiguen tensiones a partir de 1'2 V.

78xx5 (4K)

Otros usos de los reguladores.-

Lo anterior se refiere al uso más habitual de los reguladores, pero tienen otras aplicaciones. Una de ellas es como fuente de intensidad constante. En este caso, se coloca entre Vout y masa una resistencia (R) cuyo valor multiplicado por I dé xx.

78xx

En el circuito del dibujo, si queremos tener una intensidad de 500 mA, con el 7805, R será de 10 Ω 3 W. Esto puede usarse para cargar pilas o baterías a corriente constante. En este caso Vin debe ser superior a la tensión de la batería + Vout + 2 V. Otra aplicación puede ser como probador de componentes. Si calculamos R para que I sea de 20 mA, cuando colocamos un led con la polaridad correcta, lucirá y además podremos medir la tensión que necesita para esa corriente. Pero, puestos a mejorar la cosa podemos montar el siguiente circuito:

78xx6 (4K)   78xx3 (4K)

En el de la izquierda añadimos un led con su propia resistencia r. Cuando cerremos el circuito la corriente calculada circulará por el led iluminándolo. Si además colocamos otra resistencia en paralelo con la salida la corriente total que circulará será la definida por R más la del led y el led se iluminará para indicarnos la circulación de corriente. Así podremos comprobar la continuidad de un circuito, si una lámpara está fundida, identificar la polaridad de un diodo...

Limitador de tensión.-

El circuito anterior, con un 7805, necesita para funcionar una Vin de unos 6'5 V. Por tanto lo podemos usar en un circuito de carga de una batería de 6 V. Si lo conectamos en paralelo con la batería (con los contactos I unidos), mientras la tensión no alcance los 6'5 V apenas consumirá, pero a partir de esta tensión, comenzará a “chupar” corriente evitando que la batería se sobrecargue y pueda estropearse. Además, el led nos indicará que la batería ha llegado a la tensión que nos interesa. Usando diferentes valores de xx y modificandolo para variar la tensión, si es necesario, podemos adaptar el circuito para casi cualquier tensión que necesitemos.

Un truco.-

La potencia que tiene que disipar el integrado es: W = ( Vin – Vout ) * I Si trabajamos con una tensión de entrada y una intensidad altas y una tensión de salida baja, el circuito genera una gran cantidad de calor. Necesitamos pues dotarlo de un buen disipador. Una manera de aliviar el problema consiste en colocar una resistencia de potencia en serie entre la alimentación y Vin de manera que produzca una caída de tensión que deje la tensión de entrada unos 3 V más de la Vout.


78xx7 (2K)


Por ejemplo, tenemos una tensión de alimentación de 12 V, aplicada a un 7805 y necesitamos una corriente de 1 A. Sin resistencia la potencia en el integrado sería de 7 W. Si colocamos una R de 4 Ω producirá una caída de 4 V y la potencia en el integrado quedará en 3 W, menos de la mitad que antes. Pero hay que contar con que los 4 W restantes los disipa la resistencia que por lo tanto deberá ser de 5 W y estar bien ventilada ( también puede hacerse con 5 resistencias de 20 Ω 1 W, en paralelo o 4 de 1 Ω 1 W en serie).

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buzon...Fernando


Nota: Esquemas preparados con DrawSCH, programa gratuito para dibujar circuitos y retocados con IPhoto Plus.

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