Cómo una fuente de alimentación regula la tensión en los circuitos electrónicos

El propósito de una fuente de alimentación es para suministrar energía a un circuito electrónico. Para una cantidad dada de energía, hay una relación inversa entre la tensión y la corriente. Cada vez que aumenta la corriente, voltaje deben disminuir, y siempre que la corriente disminuye, la tensión debe aumentar. Este simple hecho, por desgracia, tiene un efecto adverso en los circuitos de suministro de energía.

Cuando se conecta un voltímetro a los terminales de salida de una fuente de alimentación, el propio contador dibuja una cantidad casi insignificante de la corriente, por lo que la lectura del medidor muy cerca de la tensión que espera obtener de la fuente de alimentación.

Sin embargo, si se conecta un circuito que consume corriente significativa de la red eléctrica, el voltaje de la red eléctrica se reducirá en proporción a la corriente. Dependiendo de la naturaleza del circuito se conecta a la fuente de alimentación, esta caída de voltaje puede o no puede ser una cosa mala.

Algunos circuitos diseñados para 12 VDC funcionarán bien si sólo se da 9 VDC. Pero otros circuitos son sensibles a la tensión de entrada, por lo que la fuente de alimentación tiene que trabajar más duro para asegurarse de que suministra el voltaje deseado.

Para mantener un nivel de tensión constante independientemente de la cantidad de corriente extraída de una fuente de alimentación, la fuente de alimentación puede incorporar una regulador de voltaje circuito. El regulador de voltaje controla la corriente consumida por la carga y aumenta o disminuye el voltaje en consecuencia para mantener constante el nivel de tensión.

Una fuente de alimentación que incorpora un regulador de voltaje se denomina fuente de alimentación regulada.

Usted puede diseñar su propio circuito regulador de tensión, pero es demasiado fácil para comprar uno de los muchos circuitos integrados disponibles (IC) reguladores de voltaje. CI regulador de voltaje son de bajo costo (menos de dos dólares) y, a falta de tres pines para conectar, fácil de incorporar en sus circuitos.

El tipo más popular de regulador de voltaje IC es la 78XX serie, a veces llamado el LM78xx serie. Estos reguladores de tensión se combinan 17 transistores, tres diodos Zener, y un puñado de resistencias en un paquete práctico con tres clavijas y un disipador de calor que ayuda a disipar el exceso de energía consumida por el regulador ya que compensa los aumentos o disminuciones en el consumo de corriente para mantener el voltaje a un nivel constante.

Los dos últimos dígitos del número de identificación 78XX indican la tensión de salida regulada por la IC. Los modelos más populares son:

Los más comunes son el 7805 (5 V) y 7812 (12).

Para utilizar un regulador de voltaje 78XX, sólo tienes que introducir en serie en el lado positivo del circuito de alimentación y conectar el cable de tierra al lado negativo. Como esta muestra, también es una buena idea colocar un pequeño condensador (típicamente 1 # 956-F) después de que el regulador.

Debe proporcionar un regulador de voltaje con cerca de 3 V más de la tensión de salida regulada. Así, por un regulador de 7805, debe darle al menos 8 V. La tensión de entrada máxima de 7805 es de 30 V.

Los diodos en un puente rectificador caerán unos 3 V de la salida del transformador, por lo que necesitará un transformador cuya secundaria ofrece al menos 11 V para producir 5 V de la salida regulada. Transformadores Once voltios son raras, pero 12 V transformadores están fácilmente disponibles.

Por lo tanto, una fuente de alimentación regulada 5 V comienza con un transformador de 12 VAC que proporciona 12 V al rectificador de puente, el cual convierte la CA a CC y deja caer el voltaje por debajo de aproximadamente 9 V y luego entrega el voltaje al circuito de filtro, que suaviza las ondulaciones y pasa a la tensión en el regulador de voltaje 7805, que mantiene la tensión de salida a 5 V.

Otro regulador de tensión IC populares es el LM317, que es un regulador de tensión ajustable. Un regulador LM317 funciona como un regulador de 78XX, excepto que en lugar de conectar el cable de media directamente a tierra, lo conecta a un divisor de tensión construido a partir de un par de resistencias. El valor de las resistencias determina la tensión regulada.