T.P.N° 9 Fuentes reguladas e Integradas.

Introduccion Teorica:
REGULADORES DE TENSIÓN INTEGRADOS
En la actualidad existen gran variedad de circuitos integrados reguladores de tensión de salida fija o ajustable, pudiendo también dividirlos entre conmutados y continuos (también llamados lineales),siendo estos últimos de fácil uso y bajo costo. Ambos se fabrican para obtener a la salida tanto tensiones positivas como negativas, pero a diferencia de los lineales que sólo pueden regular tensiones inferiores a la de entrada al dispositivo, los conmutados pueden ser configurados para obtener tensio nes con un valor superior a la de entrada.

Reguladores continuos o lineales

Existen familias de reguladores lineales que se diferencian por:
•Una tensión de salida positiva o negativa respecto a una referencia
•Una tensión de salida fija o regulable mediante un circuito externo
•Valor de la máxima corriente obtenible antes de activarse la protección
•Tensión entrada-salida estándar o baja (low-dropout)
•Permanentes o con función de desconexión (On-Off)
•Tipo de encapsulado y montaje (montaje en disipador, pasante o superficie)
A continuacion se presentan ejemplos de reguladores integrados.

Reguladores fijos:
En la mayoría de las aplicaciones se requiere una tensión fija y estable de un determinado valor. La línea de reguladores ideales para este tipo de necesidades es la conocida como LM78XX. Las primera letras y dos número corresponden a la denominación, mientras que las dos últimas XX deben ser reemplazados por la tensión de salida requerida. Las tensiones disponibles de observan en la siguiente tabla:

Para comprender mejor el funcionamiento de estas fuentes integradas veremos a continuacion unos circuitos de ejemplos con distintos integrados y explicando el funcionamiento de cada uno.

Como se observa, sólo fueron agregados dos capacitores al circuito integrado. Explicaremos la función de cada uno de ellos. C1, que se halla a la entrada del regulador, filtra la tensión de posibles transitorios y picos indeseables, mientras que C2, que se encuentra a la salida, disminuye la tensión de rizado de salida, a la vez que evita oscilaciones.
En cuanto a la tensión de entrada, se puede ver que es de un rango muy amplio. Por ejemplo, si el regulador elegido es uno de 12 volts (LM7812), la tensión de entrada podrá ser de entre 15 y 39 volts.

De esta forma obtenemos una fuente simétrica con las características de una fuente simple. Es necesario aclarar que, aunque no es conveniente, las tensiones de salida del regulador positivo y negativo no tienen por qué ser las mismas. Sin embargo, es recomendable que no sean muy diferentes una de la otra.
Reguladores de tensión variable
En ciertas ocasiones, sobre todo cuando realizamos alguna aplicación de laboratorio, es necesario disponer de una fuente que posea una tensión de salida regulable. Como no podía ser de otra forma existen distintas formas muy simples de realizarlas con reguladores integrados.

Tanto D2 como D3 evitan que se descargue el nuevo capacitor incluido a través del integrado. A su vez dicho capacitor (C4 en este caso) mejora el rechazo al rizado elevándolo hasta los 80dB.
Para obtener el rango de salida indicado en la figura R1 debe ser de 220 ohm, R2 un potenciómetro de 5 kohm y D1 y D2 cualquier diodo pequeño como, por ejemplo, 1N4001.
En cuanto a la corriente de salida, es de 1,5 amperios si se utiliza un disipador adecuado.
Amplificación de la corriente de salida
Como ya comentamos, la corriente de salida de un regulador integrado de este tipo es, en el mejor de los caso, de dos amperes. Este valor puede resultar insuficiente para algunas aplicaciones de potencia.

Caracteristicas del lm317:

El LM-317 es un regulador ajustable de tres terminales capaz de suministrar mas de 1,5 A en un rango de entre 1,2 V hasta 37 V. de uso extramadamente sencillo, solo requiere dos resistencias exteriores para conseguir el valor de salida. De hecho la línea de carga y regulación es mejor que en los reguladores fijos. Además de las mejores características respecto a los reguladores fijos, dispone de protección por limitación de corriente y exceso de temperatura, siendo funcional la protección por sobrecarga incluso si el terminal de regulación está desconectado. Normalmente no necesita condensadores mientras esté a menos de 15 centímetros de los filtros de alimentación. Dado que es un regulador flotante y solo ve la entrada a la salida del voltaje diferencial, se puede utilizar para regular altas tensiones mientras no se supere el diferencial de entrada/salida.

DE LA SERIE 78XX
78xx es la denominación de una familia de reguladores de tensión positiva, de tres terminales, Vi voltaje de entrada, Vo voltaje de salida y la pata central la masa o común, con especificaciones similares y que sólo difieren en la tensión de salida suministrada y en la corriente que es capaz de dar ante una demanda de ello depende las letras que intercala detrás de los dos primeros digitos:
• 78xx (sin letra): 1 amperio
• 78Lxx: 0,1 A
• 78Mxx: 0,5 A
• 78Txx: 3 A
• 78Hxx: 5 A (híbrido)
• 78Pxx: 10 A (híbrido)

• 78S40: Regulador de conmutación

La tensión de salida varía entre 5 y 24 volts dependiendo del modelo y está especificada por los dos últimos dígitos.
Por ejemplo, el 7805 entrega 5V de corriente continua. El encapsulado en el que usualmente se lo utiliza es el TO220, aunque también se lo encuentra en encapsulados pequeños de montaje superficial y en encapsulados grandes y metálicos (TO3).La tensión de alimentación debe ser un poco más de 2 volts superior a la tensión que entrega el regulador y menor a 35 volts. Usualmente soporta corrientes de hasta 1A aunque diversos modelos hay en el mercado. El dispositivo posee como protección un limitador de corriente por cortocircuito, y además, otro limitador por temperatura que puede reducir el nivel de corriente. Estos integrados son fabricados por numerosas compañías, entre las que se encuentran National Semiconductor, Fairchild Semiconductor y STMicroelectronics. La serie de reguladores de tensión positiva 78xx se complementa con la 79xx, que entrega tensiones negativas, en sistemas donde se necesiten tanto tensiones positivas como negativas, ya que la serie 78xx no puede ser usada para regular tensiones negativas.El ejemplar más conocido de esta serie de reguladores es el 7805, que provee 5V, lo que lo hace sumamente útil para alimentar dispositivos TTL.


DESARROLLO PRACTICO:

1)OBJETIVOS:

*Informar adecuadamente la actividad desarrollada en este trabajo practico
*Conocer los principios de regulacion de tension
*Conocer los distintos tipos de dispositivos y sus caracteristicas
*Conocer los modos de conexionado.Medir los limites operativos

2)CONTENIDOS:

Principios de regulacion.Caracteristicas del dispositivo.analisis de parametros de funcionamiento.

3)MATERIALES NECESARIOS:

*CI 78L05
*1 R de 100ohm
*4 R de 150 ohms.

4)ACTIVIDADES:

1)Armar el siguiente circuito:

2)Varia la tension de entrada entre 4 y 10volts y registra para cada valor de tension de salida en una tabla.Dibuja Vo(Vi)

Responde el siguiente cuestionario:

a)¿A partir de que valor de tension de entrada el circuito regula?

*Regula a partir de los 6.6V(drop-out 1.5v)

b)¿Que es la tension Drop-Out?

*Es un valor de tension en el cual la salida ya deja de variar.

c)Esta tension ¿es la misma para todas las fuentes reguladas integradas?

*No,cada una tiene distinto valor de Drop-out.Depende del circuito que se desee.

d)Investiga e informa por lo menos tres fuentes reguladas integradas que mejoren el drop-out del 78L05.Para este punto deberas crear un cuadro comparativo señalando:Tension de drop-out,maxima tension de entrada,costo aproximado y proveedor en el pais.

3)Aumenta gradualmente la carga,utilizando cuatro resistores de 150ohms.Mide la tension de drop-out la tension de salida y la corriente por la carga.Construye una tabla que contendra los valores medidos.Calcula en cada caso las potencias disipadas por el integrado y por la carga agregandolas a la tabla

Potencias en la carga:

P= Vo x Ic


P1= 4.96v*114mA=5.65mW
P2=4.96v*108mA=5.35mW
P3=4.96v*100mA=4.96mW
P4=4.96v*100mA=4.96mW

Potencias disipadas por el CI

P=Vdrop-out x Ic

Pa=2.9v*100mA=290mW
Pb=2.9v*100mA=290mW
Pc=2.8v*100mA=280mW
Pd=2.8v*100mA=280mW


4)Grafica tension de salida en funcion de la carga.

5)En un mismo grafico representa la protencia disipada por el integrado y la disipada por la carga en funcion de la resistencia de carga.

6)Determina y justifica cual deberia ser la tension de entrada al integrado.


Conclusiones:

En esta practica observamos el comportamiento de las fuentes reguladas e integradas, mediante el regulador de tension 7805.
Aprendimos a trabajar con la tension drop-out que es la mínima diferencia de tensión entre la entrada y la salida dentro de la cual el circuito es todavía capaz de regular la salida.

Tambien observamos que el regulador de tension utilizado empieza a conducir los 7v.