Como uma fonte de alimentação regula a tensão em circuitos eletrônicos

A finalidade de uma fonte de alimentação é o de fornecer energia para um circuito electrónico. Para uma determinada quantidade de energia, há uma relação inversa entre a tensão e a corrente. Sempre que a corrente aumenta, a tensão deve diminuir, e sempre que a corrente diminui, a tensão deve aumentar. Este simples fato, infelizmente, tem um efeito adverso sobre circuitos de alimentação.

Quando você conectar um voltímetro aos terminais de uma fonte de alimentação de saída, o próprio medidor desenha uma quantidade quase insignificante de corrente, de modo que o medidor lê muito perto da tensão que você espera obter da fonte de alimentação.

No entanto, se você conectar um circuito que consome corrente significativa da fonte de alimentação, a tensão da fonte de alimentação vai cair em proporção à atual. Dependendo da natureza do circuito que você está se conectando a fonte de alimentação, esta queda de tensão pode ou não ser uma coisa ruim.

Alguns circuitos projetados para 12 VDC irá funcionar bem se dado somente 9 VDC. Mas outros circuitos são sensíveis à tensão de entrada, de modo que a fonte de alimentação precisa trabalhar mais para ter certeza que proporciona a tensão desejada.

Para manter um nível de tensão constante, independentemente da quantidade de corrente gerada a partir de uma fonte de alimentação, a fonte de alimentação pode incorporar um regulador de voltagem o circuito. O regulador de tensão monitoriza a corrente consumida pela carga e aumenta ou diminui a tensão em conformidade para manter o nível de tensão constante.

Uma fonte de alimentação que incorpora um regulador de tensão é chamado um fonte de alimentação regulada.

Você pode projetar seu próprio circuito regulador de tensão, mas é muito fácil de comprar um dos muitos reguladores de tensão disponíveis circuito integrado (IC). ICs regulador de tensão são baratos (menos de dois dólares) e, com apenas três pinos para conectar, fácil de incorporar em seus circuitos.

O mais popular tipo de regulador de tensão IC é o 78XX série, às vezes chamado de LM78XX Series. Estes reguladores de tensão combinar 17 transistores, três diodos de Zener, e um punhado de resistores em um pacote acessível com três pinos e um dissipador de calor que ajuda a dissipar o excesso de energia consumida pelo regulador, uma vez que compensa o aumento ou diminuição na tomada de corrente para manter o tensão a um nível constante.

Os dois últimos dígitos do número 78XX ID indicam a tensão de saída regulada pelo IC. Os modelos mais populares são:

Os mais comuns são a 7805 (5 V) e 7812 (12).

Para usar um regulador de tensão 78xx, basta inseri-lo em série no lado positivo do circuito de alimentação e ligar o fio terra para o lado negativo. Como isso mostra, também é uma boa idéia colocar um pequeno capacitor (tipicamente 1μF) após o regulador.

É necessário fornecer um regulador de tensão com cerca de 3 V maior do que a tensão de saída regulada. Assim, por um regulador de 7805, você deve dar-lhe, pelo menos, 8 V. A tensão máxima de entrada para um 7805 é de 30 V.

Os diodos de um rectificador em ponte cairá cerca de 3 V a partir da saída do transformador, para que vai precisar de um transformador cujo secundário proporciona, pelo menos, 11 V para produzir 5 V de saída regulada. transformadores onze volts são raras, mas 12 V transformadores estão prontamente disponíveis.

Assim, uma fonte de alimentação regulada de 5 V começa com um transformador de 12 V CA que fornece 12 V ao rectificador em ponte, o qual converte a AC para DC e deixa cair a tensão abaixo de cerca de 9 V e, em seguida, fornece a tensão ao circuito de filtro, o que suaviza as ondulações e passa a tensão para o regulador de tensão 7805, que mantém a tensão de saída a 5 V.

Video: Como Fazer regulador de tensão com LM317 1,5v a 30v

Outro regulador de tensão populares IC é o LM317, que é um regulador de tensão ajustável. Um regulador LM317 funciona como um regulador de 78XX, só que em vez de conectar o terminal de média diretamente ao chão, você conectá-lo a um divisor de tensão construída a partir de um par de resistências. O valor das resistências determina a tensão regulada.