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Aula08 Indice de Aulas Aula10

Eletrônica Básica 1

Aula 09: Reguladores de três terminais

Bibliografia

1. Reguladores de 3 terminais

Os reguladores integrados de três terminais são CI’s que geram uma tensão de referencia fixa entre dois terminais, saída (output) e GND ou ADJ. Existem vários CI’s de três terminais usados como reguladores sendo os mais conhecidos os da família 78XX (reguladores de tensão positiva) e família 79XX (reguladores de tensão negativa) e o regulador LM 317 para fonte ajustável.

1.1. Familia 78XX e 79XX

As letras XX representam o valor da tensão regulada, assim é que 7805 é um regulador que fornece 5 V de tensão regulada, 7812 o regulador fornece 12 V. Da mesma forma o CI 7905 fornece na saída a tensão será -5 V.

A Figura 1b mostra o circuito típico de um regulador de tensão 7805, a entrada não regulada, Figura 1a, e a saída regulada, Figura 1c. Observar a simplicidade do circuito.

( a ) ( b ) ( c )

Figura 1 - Regulador 7805 (a) entrada não regulada (b) circuito (c) saída regulada

Para que um regulador opere de forma adequada a tensão de entrada (V_IN) deve ser pelo menos igual a XX+2 V, por exemplo no caso do 7805 pelo menos 7 V. A potencia dissipada no CI é calculada por:

P_D=(V_IN –V_OUT)

Recomenda-se que o valor mínimo não seja muito maior que o necessário. Se a diferença (V_IN-V_OUT) for muito grande a dissipação de potencia pode exceder a máxima permitida, que depende do tipo de encapsulamento. A máxima tensão de entrada é 35 V, mas o fabricante recomenda 25 V para 7805, 30 V para 7812 e 30 V para 7815.

Esses circuitos integrados estão disponíveis em diversos encapsulamentos sendo o mais comum o TO- 220 para 1 A. Outros encapsulamentos possibilitam correntes maiores ou menores. A Figura 2 mostra o CI 78XX e 79XX no encapsulamento TO-220 (1 A). Observe que a pinagem não é a mesma.

( a ) ( b )

Figura 2 - Encapsulamentos (a) Familia 78XX (b) Familia 79XX

Observação: Atenção na identificação, pois existem outros componentes que usam o mesmo tipo de encapsulamento, tais como transistores, SCR e TRIAC.

1.2. LM 317

É um CI com comportamento semelhante ao da familia 78XX, tendo encapsulamento semelhante. A tensão de referencia é 1,25 V entre o terminal OUT e ADJ sendo usado para construir fonte ajustavel. A Figura 3 mostra o circuito basico.

( a ) ( b )

Figura 3 - Circuito do regulador LM 317b ( a ) Basico ( b ) regulador ajustavel

Para o circuito da Figura 3b vale:

E considerando IADJ=0 (IADJ= 50 mA) então I1=I2 consequentemente:

A tensão de saida,VL, é: VL=1,25V + VR1 resultando:

Se R1 for variavel, a tensão de saida,Vs, será variavel de 1,25 V (R1=0) a um valor maximo determinado pela relação R1/R2, Figura 3b.

1.1. Aplicações

A aplicação mais simples consiste simplesmente no CI como na Figura 3. Os capacitores não são funcionais são recomendados pelo fabricante. C1 deve ser usado se o filtro estiver longe (o fabricante não especifica o que é longe). C2 melhora a resposta melhora a resposta a transientes. De qualquer forma é bom usar, e no layout devem estar o mais proximo possivel do CI. A entrada deve ter um minimo de 7 V (para 7805) de tensão e um máximo de 30 V. Vin é a tensão obtida no filtro.

Figura 3 - Regulador de 3 terminais, 7805, em aplicação basica

O circuito da Figura 4 é uma fonte de corrente constante, pois a corrente na carga, IL, é aproximadamente constante em uma faixa de RL se IL>>IADJ.

Figura 4 - Fonte de corrente com regulador LM 317

Com os valores da Figura 4, a corrente em R será igual a 1,25V/50 W = 25 mA. Como o valor de IADJ é 50 mA a corrente na carga,IL, vale aproximadamente 25 mA.

Se a tensão de entrada, VIn, for conhecida a faixa de valores de RL permitida pode ser determinada. Por exemplo, se VIN=12 V os limites de RL podem ser determinados. Considerando que VIN - VOUT>2 V, a Figura 5 mostra a condição limite.

Figura 5 - Fonte de corrente com valores limites

Considerando que a tensão entre IN e OUT está no limite minimo, a tensão na carga, VL, estará no limite:

VL<12 - (2+1,25)=8,75 V conclui-se que RL<8,75V/25mA=0,35 k =350 Ohms

O que acontece se RL for maior que esse valor? Por exemplo, RL=500 Ohms . A tensão na carga vale:

VL=0,5 k.25 mA=12,5 V !!!!! Impossivel, já que a fonte tem 12 V. O CI não regula mais.

Se RL=200 Ohms VL=0,2 k.25 mA= 5 V o que significa VIN-VOU= 5,75 V então o CI regula normalmente, isto é, a tensão entre OUT e ADJ é 1,25 V.

Exercicio proposto 1

Para o circuito da Figura 6 pedem-se: a) Qual o valor da tensão na saída (Vs)? b) Qual potencia dissipada no CI no item a? c) Calcular R1 e R2 para que a saida seja 7 V

Figura 6 - Circuito para exercicio proposto 1

Exercicio proposto 2

No circuito da Figura 7 qual deve ser o valor minimo de VIN que garante a operação do circuito se R1= 1k e R2= 220 Ohms ? Qual o valor maximo e minimo da tensão na saida, Vout? Considerar que para funcionar o CI Vout - Vin > 2 V.

Figura 7 - Circuito para exercicio proposto 2

2. Experiencia: Regulador 7805

2.1. Abra o arquivo ExpEN1 Regulador 7805 e identifique os circuitos da Figura 8. No circuito 1, varie VIN de acordo com a tabela 1, anotando o valor de Vs. Identifique qual o valor da entrada que faz o regulador regular.

( a ) ( b )
Figura 8 - Regulador 7805 para experiencia ( a ) circuito 1 ( b ) circuito 2

Tabela 1 - Medindo a tensão na saida do 7805

VIN(V)	4	5	6	7	8	9	10
Vs(V)=Vreg

2.2. Ajuste o Vripple de pico (Vpk) inicialmente em 0,5 V. Anote as formas de onda de entrada, VIN,e saida (Vs).

2.3. Repita 2.2 com Vripple de pico 1 V, e depois 2 V.

2.4. Escreva as suas conclusões.

3. Experiencia: LM 317

3.1. Abra o arquivo ExpEN1 Regulador LM 317 e identifique o circuito da Figura 9. Para cada valor de R1 da tabela 2 meça a saida e anote.

Figura 9 - Regulado LM 317 para experiencia

Tabela 2 - Medindo a tensão na saida do LM 317

Valores calculados de Vs			Valores medidos de Vs
R1=0	R1=1k	R1=2k2	R1=0	R1=1k	R1=2k2

3.2. Escreva as suas conclusões.

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