Reguladores de voltaje en forma de circuitos integrados de tres terminales son casi obligatorios en proyectos de fuentes de alimentación para circuitos de pequeña y mediana potencia. Los tipos de serie 7800 pueden proporcionar tensiones de 5 a 24 voltios con 1 amperio de corriente son extremadamente atractivos para los proyectos.En este artículo se dan las características de estos componentes como circuitos de aplicación práctica.
La serie del circuito integrado 78XX donde XX se sustituye por un número que indica el voltaje de salida, consiste en reguladores de voltaje positivo con corriente hasta salida de 1 amp y que se presentan en una TO-220 como se muestra en la figura 1.
Varios son los fabricantes que tienen circuitos integrados de esta serie en su línea de productos y las tensiones de salida pueden variar considerablemente de uno a otro.
Sin embargo, los valores básicos a estas tensiones, que son dadas por los dos últimos dígitos del tipo del componente son:
7805 = 5 volts
7806 = 6 volts
7808 = 8 volts
7885 = 8,5 volts
7812 = 12 volts
7815 = 15 volts
7818 = 18 volts
7824 = 24 volts
La tensión máxima de entrada de los tipos de 5 a 18 volts es de 35 voltios. Para el tipo de 24 volts la tensión de entrada máxima es de 40 volts.
De todos modos, para un correcto funcionamiento la tensión de entrada debe ser mayor que la tensión que desea en la salida de por lo menos 2 voltios.
Los circuitos de integrados de la serie 78XX tienen protección interna contra cortocircuitos en la salida y no requieren ningún componente externo.
Seguimos las principales características de los 7805 que sirve de base para la evaluación de otros tipos de series:
7805-características
| - | Min. | típica | Max. | |
| Salida de voltaje | 4.8 | 5.0 | 5.2 | voltios |
| Línea reguladora | - | 3 | 50 | mV |
| Carga reguladora | - | 15 | 50 | mV |
| Corriente quieta | - | 4.2 | 6.0 | mA |
| Rechazo de ripple | 60 | 70 | - | dB |
| Resistencia de Salida | - | 17 | - | MΩ |
Tenga en cuenta que el radiador de calor debe dimensionarse en función de la diferencia entre el voltaje de entrada y el voltaje de salida, mayor es, más calor se disipará el componente.
Tenemos, entonces, varios circuitos prácticos que utilizan la serie de circuitos integrados 78XX. El XX después de 78 indica que el mismo circuito se puede utilizar para cualquier voltaje en el rango de 5 a 18 voltios con la elección de la función apropiada del componente.
Circuito 1
En la figura 2 tenemos la aplicación inmediata en un regulador positivo de 1 amperio para tensiones de 5 a 24 voltios con corriente de hasta 1 amperio de salida.
El capacitor de 330 nF desacopla el estabilizador mientras que la entrada de 100 nF, que debe ser cerámica de buena calidad, tiene como objetivo evitar oscilaciones en frecuencias más altas y también desacopla la salida.
Circuito 2
Este circuito corresponde a un estabilizador o regulador de corriente (fuente de corriente constante) y puede servir como base para un excelente cargador de pilas nicádmio, y en carga de baterías de motocicleta incluso de vehículo.
La intensidad de la corriente está dada por la relación Vs/R1 donde R1 es la resistencia limitadora y Vs es la tensión integrada. Recuerde que los valores deben ser calculados teniendo por limite 1 amp, que es precisamente la máxima salida de corriente del circuito integrado.
Circuito 3
Usando un amplificador operacional 741 puede hacer el regulador de voltaje de salida variable con el 7805, obteniendo con esto una fuente de 7 a 30 voltios. El voltaje de entrada debe ser de 35 voltios y el potenciómetro de 10 k debe ser lineal. Los capacitores de desacoplamiento deben ser de cerámica.
Este circuito se muestra en la figura 4 y en su entrada se debe aplicar un voltaje DC regulado, pero con buena filtración.
Circuito 4
Para obtener más de 1 amperio de corriente, podemos utilizar un elevador de tensión, como se muestra en la figura 5. El transistor puede sustituirse por equivalente con las corrientes de colector en el rango de 5 a 10 amperios para obtener un 2 a 5 amperios de salida.
Fórmulas que permiten a los distintos elementos del circuito están dados por el diagrama.
Circuito 5
Tenemos en la figura 6 básicamente la misma configuración de circuito anterior, pero con la adición de un sistema de protección contra cortocircuitos en la salida.
El transistor Q1 debe conducir cuando la caída de tensión en RSe es mayor que 0,6 voltios, ocurriendo así la polarización de la base del transistor de potencia. Los valores de los componentes están dados por fórmulas en el diagrama.
El circuito integrado deberá determinar el valor de la tensión de salida, observando que hay una caída de tensión de unos 0,6 voltios en el transistor que debe ser considerada.
Circuito 6
El circuito 6, se muestra en la figura 7, es un regulador positivo que aquí funciona como un regulador negativo. Luego tenemos una fuente de tensión negativa.
El capacitor de filtro debe dimensionado para que ondulación nivel sea de acuerdo com la necesaria para la aplicación y tamaño según la tensión de salida.
Los diodos y los procesadores también se dimensionan con el fin de proporcionar a la entrada del circuito integrado por lo menos 5 voltios más que el valor de la tensión en la salida.
Circuito 7
Si el voltaje de entrada es mayor de 35 o 40 voltios, máximo permitido por el regulador del circuito integrado puede hacer una reducción inicial con la ayuda de un paso como el mostrado en la figura 8.
El transistor debe ser capaz de soportar la corriente máxima de 1 amperio del colector requerida por integrado y tienen una especificación de tensión máxima entre colector y emisor según la voltaje que se encuentra en el circuito. El
Diodo zener, por el contrario, necesitan ser de acuerdo con la potencia requerida por el circuito. La resistencia R estabiliza la corriente del Diodo zener.
Circuito 8
El proceso más simple de obtener una caída de tensión de entrada del 78XX cuando la corriente de carga debe ser constante se muestra en la figura 9.
La resistencia se calcula para proporcionar la caída de voltaje requerida como el máximo permitido por el integrado. Se puede calcular por:
Donde:
VI es el voltaje de entrada del circuito (v)
VX es el circuito integrado de tensión de entrada (máximo de 40 V para 24 V y 35 V para el 5 a 18 V)
I es la intensidad de la corriente de carga
Despreciamos la corriente requerida por el regulador de voltaje de circuito integrado, ya que es bastante baja.
La disipación de la resistencia viene dada por:
Donde los valores son lo mismo que la fórmula anterior excepto:
P es la potencia que debe ser expresada en watts.