Armando Fuentes con el LM317 Imprimir E-Mail
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Electrónica - Tutoriales
Escrito por matata   
Este útil integrado y fácil de utilizar, permite crear fuentes de manera muy simple.

En este artículo veremos información útil sobre el mismo y varios circuitos típicos que pueden ser muy útiles a la hora de crear distintos proyectos electrónicos.

 

Un breve resumen

Esta familia de Reguladores permite ajustar desde 1,2V a 37V con un máximo de 1,5A (Más adelante veremos como hacer para que la corriente sea mayor). Son muy simples para utilizar, ya que con solo dos resistencias se puede lograr que regule (y con pocos componentes más logramos todo tipo de fuentes).
Se puede utilizar para muchos tipos de fuente incluso con mucha tensión ya que importa la diferencia entre la entrada y la salida, previniendo que esta diferencia supere ciertos limites se obtienen muchísimos usos.
También hay que tener en cuenta que dependiendo del uso, la corriente y la tensión que deseamos debemos utilizar diferentes encapsulados, acá hay una tabla con esta información (Aplicable al 317 también)

Tabla de encapsulados y potencias

 



Para regular utiliza una simple referencia que se encuentra a 1,25V (Vref) por debajo de la Salida (Vout) pero vamos a ver un poco como es el funcionamiento:
Diagrama generico


Para funcionar este regulador genera una referencia nominal de 1,25V (Vref) entre la salida y el terminal de ajuste. Esta tensión de referencia circula por R1, cuando esta tensión es constante una corriente constante (I1) circula por la resistencia que regula la salida R2 dando una tensión de salida:
Vout = Vref ( 1 + R2/R1 ) + Iadj(R2)

Un capacitor a la entrada es recomendado de 0,1uF o 1uF, el dispositivo es más sensible con estos capacitores.
El terminal de ajuste puede ser unido a tierra con un capacitor para evitar ripple (Ruido), evitando que este se amplifique junto con la tensión de salida. Con un capacitor de 10uF se obtienen 80dB de reducción del ripple a cualquier tensión de salida. Aumentando por valores encima de 10uF no representa mejoras notables en la reducción del ruido de frecuencias mayores a 120Hz. Si el capacitor es usado algunas veces es necesario incluir los diodos de protección para evitar que el capacitor se descargue a través del regulador y dañe sus circuitos.

Estos integrados son capaces de proveer una excelente regulación teniendo en cuenta algunas precauciones.


La resistencia que regula la corriente R1 generalmente de 240ohms debe estar conectada directamente a la salida del regulador más que estar cerca de la carga, esto elimina caídas en las conexiones.
La tierra de R2 puede estar conectada cerca de la tierra de la carga para evitar diferencias entre estas y mejorar la regulación del circuito.
Los diodos de protección son utilizados cuando se usan capacitores externos para prevenir que los capacitores se descarguen por los integrados y los dañen.
Un capacitor de 10uF tiene la posibilidad de entregar picos de 20A cortocircuitando sus terminales.
Cuando la tensión de salida es menor a 25V no es necesario poner los diodos de protección, pero aun así vamos a ver como irían
Diodos de proteccion



Con el integrado LM317 se pueden crear varios tipos de fuentes, variables que soportan mucha corriente y confiables. Son circuitos simples de hacer y baratos.


ACLARACIÓN: EN LOS CIRCUITOS APARECE LM117, ESTE ES MUY SIMILAR AL LM317 POR LO QUE SE PUEDEN UTILIZAR CUALQUIERA DE LOS DOS. EN LOS CASOS QUE HAYA DIFERENCIA Y NO SE PUEDA REALIZAR EL REMPLAZO SERA BIEN ACLARADO EN ESE CIRCUITO

 

Generalidades:

Vin: Siempre tiene que ser mayor a la máxima tensión que regule el circuito. Es recomendable que supere al valor máximo de Vout de 2 a 3V.
ejemplo: Si el circuito regula entre 1,2V y 12V es recomendable que la entrada sea de por lo menos 14 o 15V. Tampoco debe superan en desasía a la salida ya que esto provoca que el regulador trabaje mucho y caliente. Por lo que recomiendo no superar los 5V de diferencia.

Vout: es la tensión que va a regular el circuito. Se calcula con la siguiente formula: Vout = Vref ( 1 + R2/R1 ) + Iadj(R2) a menos que se especifique otro calculo.

ADJ: es por donde se regula la salida, el conexionado de este terminal varía dependiendo de como se regula y la funcionalidad del circuito.

Al cambiar cualquier componente es posible que deban ajustar algunos otros. Para esto no tengo las formulas, pero con la formula de Vout, ley de ohm entre sus componentes y los cálculos propios de cada componente es posible calcular los nuevos valores.

Regulador Ajustable de 1,2V a 25V

Regulador Ajustable de 1,2V a 25V

Vin >28V
Vout = 1,25V ( 1 + R2/R1 ) + Iadj(R2)


Componentes

C1: 0,1uF Según la hoja de datos tiene que estar si el dispositivo se encuentra a más de 15cm de los capacitores de filtros. Según mi recomendación debe ir siempre, total no afecta al funcionamiento y ayuda a evitar ruidos en la fuente.

C2: 1uF a 1000uF de aluminio, electrolítico o de tantalio. Mejora la respuesta transitoria de salida son de uso común. Para mejorar la impedancia de salida, y el rechazo de los transitorios.

R1: Es constante, se puede variar pero recomiendo que quede el valor que dicen las hojas de datos.

R2: Regula la tensión de salida, tiene que ser algún tipo de resistencia variable

tensión de salida regulada digitalmente

tensión de salida regulada digitalmente

Vin: ver generalidades
Vout = 1,25V ( 1 + R2/R1 ) + Iadj(R2)

R1: Es constante, se puede variar pero recomiendo que quede el valor que dicen las hojas de datos.

R2: Esta resistencia es la que regula la mayor tensión posible que es cuando no hay ningún transistor activo.
Al activar los distintos transistores se pondrá en serie a esta resistencia la que tiene cada transistor, logrando que el valor de la resistencia de ajuste varíe. Para calcular los distintos valores de Vout con los transistores activos se debe hacer lo siguiente:

   1. En la formula de Vout = 1,25V ( 1 + R2/R1 ) + Iadj(R2)
   2. Reemplazar el valor de R2 por el calculo del paralelo de R2 con las resistencias de los transistores activos, de esta manera se calculara Vout para cuando se active cada uno de ellos(o la combinación de varios de ellos)


Los transistores pueden ser unos simples BC548 o el que se desee y activados desde cualquier circuito (incluyendo compuertas)

Circuito regulador de 5V lógico con corte electrónico

(Recomendado para alimentar circuitos con integrados)

Circuito regulador de 5V lógico con corte electrónico

Los componentes son fijos y se llega a ellos debido al calculo de Vout en las generalidades.
La ventaja de este circuito es que por medio de una tensión positiva se puede desactivar esta fuente causando que se apague el circuito. Útil para utilizar con protecciones o con circuitos que se deben/pueden apagar a ellos mismos.

Regulador de 15V de arranque lento

Regulador de 15V de arranque lento

Este circuito tiene la particularidad que no se obtiene la tensión de salida instantáneamente. Sino que va aumentando progresivamente a medida que carga el capacitor (C1).
Si se desea modificar el tiempo que dura el "encendido" se puede aumentar el valor para que sea más lento o se puede disminuir para que sea más rápido.
El transistor no debe ser necesariamente el que figura en el esquema, lo que si debe ser un PNP. el transistor esta para que a medida que se carga el capacitor aumente la corriente que circula por la base y vaya aumentando la Vout del circuito.

Regulador Ajustable con anulación de ripple

Regulador Ajustable con rechazo de ripple

El ripple, es ruido eléctrico que se mete en el circuito por varias razones que aquí no vamos a discutir y puede afectar a componentes muy sensibles.
Este circuito ayuda a reducir este ruido por medio del cpacitor C1 y D1. Además estos elementos hacen que si se hace un corto a la salida, descarga C1 por medio de D1.
Recomienda que C1 y C3 sean den tantalio.

Regulador de 10V de alta estabilidad

Regulador de 10V de alta estabilidad

Este tipo de circuitos (Reguladores de Alta estabilidad) tiene la particularidad que mantienen la salida fija en 10V a pesar de que varien los consumos bruscamente. Este tipo de fuentes son útiles para alimentar circuitos que tengan componentes que al activarse generen un pico de consumo de corriente (Siempre dentro de los limites)

El diodo zener LM219A es de 6.9V de precisión, muy utilizado como referencia de fuentes. Pero este se puede cambiar por otro para lograr distintas tensiones de salida

 

Regulador ajustable de abundante corriente

.

Regulador Ajustable de Mucha corriente



Este circuito es útil para crear fuentes que regulen tensión pero trabajando con mucha corriente.
En si el circuito es un regulador de poca corriente pero la salida va interconectada con varios transistores de potencia, los cuales son los que manejan la tensión de salida y además pasa por ellos la corriente de salida.
Donde dice 3 LM195 en paralelo se puede conectar otro tipo de transistores, pero deben ser de bastante potencia y [b]todos iguales[/b] esto es importante para evitar problemas en los mismos. Además todos los transistores deben respetar el tipo que figura en el esquema, los que son NPN y los que son PNP. Al cambiar estos transistores quizás se deba cambiar algunas de las resistencias (no las que están en adjust sino las relacionadas con los transistores R1, R2, R3)
La resistencia con el * debe ser colocada en caso de que la carga (el circuito que viene después) no asegure un consumo mínimo de 30mA [i]Particularmente recomiendo que sea de más de 100mA[/i] Para calcular esta resistencia se hace la ley de ohm o sea: R* = Vout/Imin.

Regulador de 0 a 30V

Regulador de 0 a 30V
Es simple: este circuito es una fuente que regula de 0V a 30V sin más rodeos. Muy simple de armar y utilizar, lo único raro es que necesita una referencia de -10V pero no es nada difícil de hacer, con un LM7910 ya se logra esta referencia.

Regulador de 1A

Regulador de 1A
Este circuito tiene la particularidad que mantiene siempre la corriente constante a 1A variando la tensión para mantener la corriente fija.
El principio que utiliza es simple, en R1 que esta uniendo Vout con el Adj caen siempre 1,25V y la resistencia es de 1,2ohms con la ley de ohm calculamos la corriente I = V / R I = 1,25V / 1,2ohm = 1,04A

Regulador de 1,2V a 20V con corriente mínima

Regulador de1,2V a 20V con corriente mínima
Este circuito al tener una corriente mínima permite regular la tensión sin necesidad de colocar toda la carga.
Por ejemplo colocando una resistencia de 220 ohm entre la salida y tierra en paralelo a la carga, a 1,2V tenemos 5,5mA y a 20V tenemos 90mA pero nos permite regular.
Esto se utiliza para proteger a la carga de las variaciones a medida que se regula la fuente.

Fuente switching de 3A de bajo costo

Fuente switching de 3A de bajo costo
Las fuentes switching son buenas, pero es recomendable utilizarlas en el caso que sean necesarias, ya que funcionan en base a la oscilación y pueden causar interferencias en el circuito.

Limitador de corriente de precisión

Limitador de corriente de precisión
Este circuito usa un principio parecido al del regulador de 1A constante, lo que hace es fijar la corriente de salida, sin importar la tensión que circule por el circuito.
Iout = Vref / R1
Para R1 entre 0,8ohm y 120ohms esto significa que puede limitar entre 1,5A y 10mA. Si se usa una resistencia variable hay que tener cuidado de no pasarnos de los limites porque corremos riesgo de dañar la fuente o el circuito.

Vref = 1,25V y esta tensión la fija el regulador por lo que en la resistencia siempre va a caer el mismo valor de V y R es el valor de la resistencia fijo y propio del componente. Pero como dice la ley de ohm I = V / R => Iout = Vref / R1

Regulador de voltaje con limitador de corriente

 Regulador de voltaje con limitador de corriente


Este circuito es simple, en + y - se tiene que colocar la entrada, ya rectificada y con los capacitores de filtro. La salida se calcula normalmente: Vout = 1,25V ( 1 + R2/R1 ) + Iadj(R2)
El agregado del transistor en el terminal de adjust trabaja limitando la corriente, cuando hay un cortocircuito la corriente es aproximadamente 600mV / R3 si R3 = 4,7ohm la corriente de cortocircuito es de 0,128V
También aclara que a 50mA 3/4 de la tensión de la salida cae en R3 y R4

Ajustando varios reguladores con el mismo control

Ajustando varios reguladores con el mismo control
Este circuito conecta a varios Reguladores para ajustarlos con la misma resistencia.
Las salidas pueden tener un error de +-100mV y las salidas de cada regulador debe tener una carga mínima de 10mA para que funcione correctamente.


Basado en las hojas de datos de los componentes mencionados.
Los circuitos deberían funcionar correctamente salvando las tolerancias de los componentes utilizados.
Cualquier error en este texto, remitirsela a cualquier miembro del Staff de ZonaTecno.net
ZonaTecno.net no se responsabiliza por el mal funcionamiento de los circuitos, la mala utilización, las fallas en los mismos y posibles daños que pueda causar.

 

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    Aprovechamos desde ZonaTecno.net para adherir al homenaje al piloto de motos fallecido Pascal Terry.

     

    He aqui un poco de información sobre el piloto, extraído de Infobae.com

     

    Terry fue hallado muerto en la madrugada de hoy, de acuerdo con los primeros datos de esta tragedia que enluta la importante competencia deportiva.

    El Dakar se desarrolla desde el último viernes por rutas y caminos de la Argentina y recorrerá también Chile.

    La organización dio a Terry como uno de los abandonos de la tercera etapa, disputada el lunes entre Puerto Madryn e Ingeniero Jacobacci.

    En total, los abandonos desde el inicio de la competencia y hasta el final de la cuarta etapa son 70, 42 de ellos motos, 21 autos, seis camiones y un cuatriciclo.

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