Una fuente de tensión regulada utiliza normalmente un circuito automático de control que detecta, prácticamente de un modo instantáneo, las variaciones de la tensión de salida y las corrige automáticamente. En general, todo sistema de control requiere los siguientes elementos básicos:
Elemento de referencia: Para saber si una magnitud ha variado se precisa una referencia, que deberá ser lo más estable posible.
Elemento de muestra: Su misión es detectar las variaciones de la magnitud en cuestión (tensiones, temperaturas, presiones, etc.).
Elemento comparador: Su finalidad es comparar, en todo momento, la referencia con la muestra de la magnitud que pretendemos controlar.
Amplificador de señal de error: La señal de error, que no es más que la diferencia entre la referencia y la muestra, puede ser de un nivel tan bajo que no puedan accionar el elemento. En este caso, debe amplificarse.
Elemento de control: Que interpretada la señal de error, amplificada o no, de modo que contrarreste las variaciones producidas en las magnitudes de salida.
Estos elementos básicos integran normalmente cualquier sistema de control, sea electrónico, mecánico, hidráulico, etcétera.
Los fabricantes de los reguladores recomiendan que la tensión entregada por el secundario del transformador debe ser como minimo 3V superior a la tensión nominal del regulador (para un 7812, la tensión del secundario minima será de 15V o mayor), esto también tiene que ver con la intensidad de consumo que se le exija a la salida de la fuente.
Desarrollo de la Práctica:
2a. El circuito regula a partir de los 6V de entrada.
2b. El drop-out es la tensión de entrada menos la tensión de salida en el regulador.
2c. No esta tension no es la misma para todas las fuentes integradas.
2d.
Con los reguladores de tensión tipo 7805, 7812,7815, etc; podremos diseñar una fuete para nuestro transmisor.
Esta fuente deberá de tener 13,8 volt, pero como no hay un regulador para esta tensión, deberemos de recurrir a tretas secundarias para esta tensión, mas adelante detallaremos cuales son.
Los Reguladores
En la figura vemos un típico integrado regulador de tensión, a pesar que es parecido a un transistor, estos son circuitos integrados. Tenemos los puntos E, entrada de la fuente de alimentación; T, tierra y S, salida regulada.
El "78", nos indica que es un regulador positivo (existe la serie "79" que regula negativamente); XX nos indica a que voltaje regulara.
Estos pueden ser; 7805, 7806, 7808, 7810, 7812, 7815, 7818, 7822 y 7824. Note que no hay ninguno que regule a 13,8 volt.
El voltaje de alimentación de estos, dependerá del regulador, a continuación les presento una tabla con el voltaje de entrada, mínima y máxima, para que tengan en cuenta.
Estos pueden ser; 7805, 7806, 7808, 7810, 7812, 7815, 7818, 7822 y 7824. Note que no hay ninguno que regule a 13,8 volt.
El voltaje de alimentación de estos, dependerá del regulador, a continuación les presento una tabla con el voltaje de entrada, mínima y máxima, para que tengan en cuenta.
Tipo de Regulador | Tensión en Volt | ||
Mínima | Máxima | ||
7805 | 7 | 25 | |
7806 | 8 | 25 | |
7808 | 11 | 25 | |
7810 | 13 | 28 | |
7812 | 15 | 30 | |
7815 | 18 | 30 | |
7818 | 21 | 33 | |
7822 | 25 | 36 | |
7824 | 27 | 38 | |
Resumiendo, el 7812 nos dará una tensión de 12 volt y el 7815, una tensión de 15 volt. La fuente de alimentación, tendrá que tener unos 3 volt mas, como mínimo, de la tensión de salida.
Los rango de temperatura serán entre 0º y 125º, para una corriente de salida de 1 amper, por lo que es aconsejable colocarle un disipador de calor para evitar que este se queme.
El indice de error en la tensión de salida es de +/- 0,25 volt, así un 7805 podrá tener entre 4,75 y 5,25 volt de salida.
También tenemos que tener en cuenta a la hora de comprar un regulador, el tipo de regulador que compramos ya que algunos vienen para 0,1 amper y otros hasta 3 ampers. Esto depende de la serie del regulador, estas son las siguientes:
Los rango de temperatura serán entre 0º y 125º, para una corriente de salida de 1 amper, por lo que es aconsejable colocarle un disipador de calor para evitar que este se queme.
El indice de error en la tensión de salida es de +/- 0,25 volt, así un 7805 podrá tener entre 4,75 y 5,25 volt de salida.
También tenemos que tener en cuenta a la hora de comprar un regulador, el tipo de regulador que compramos ya que algunos vienen para 0,1 amper y otros hasta 3 ampers. Esto depende de la serie del regulador, estas son las siguientes:
Tipo de Regulador | Potencia en Ampers | Zocalo |
78XX | 1,0 | TO-204, TO-220 |
78LXX | 0,1 | TO-205. TO-92 |
78MXX | 0,5 | TO-220 |
78TXX | 3,0 | TO-204 |
Circuitos
Este es un circuito simple de un regulador de tensión.
El condensador C1, es un condensador de 0,33 micro faradios, el condensador C2, es de 0,01 micro faradios y forma la carga capacitaba mínima para mantener estable el funcionamiento del regulador. La corriente de polarización del integrado, es prácticamente constante y anda en el entorno de los 4 a 8 mili-ampers
Recuerde que esta estabilización estará limitada a la corriente que soporta el integrado.
El condensador C1, es un condensador de 0,33 micro faradios, el condensador C2, es de 0,01 micro faradios y forma la carga capacitaba mínima para mantener estable el funcionamiento del regulador. La corriente de polarización del integrado, es prácticamente constante y anda en el entorno de los 4 a 8 mili-ampers
Recuerde que esta estabilización estará limitada a la corriente que soporta el integrado.
La familia
La tensión y corriente que proporcionan es fija según el modelo y va desde 3.3v hasta 24v con un corriente de 0.1A a 3A.
La identificación del modelo es muy sencilla. Las dos primera cifras corresponden a la familia:
- 78xx para reguladores de tensión positiva
- 79xx para reguladores de tensión negativa
Las dos cifras siguientes corresponden al voltaje de salida:
- xx05 para tensión de 5v
- xx12 para 12v
- xx24 para 24v
- etc. etc.
Los modelos más comunes son:
| Modelo | 7803 | 7805 | 7806 | 7808 | 7809 | 7810 | 7812 | 7815 | 7818 | 7824 |
| Vout | 3.3V | 5V | 6V | 8V | 9V | 10V | 12V | 15V | 18V | 24V |
3.
4 y 5.
6.
La tensión de entrada debería ser para cualquier regulador de tension integrado igual a la tension a regular mas la tensión de drop out o mayor , y menor a la tension maxima soportada por el mismo. En el caso de nuestro integrado , como la tension a regular son 5V y la V de drop out es de 1,7V la tension tiene que ser mayor o igual a 6,7V y menor a 24V
Vi >= Vreg + VdropOut >= Vmax
El 7805 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, 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 dígito.
