Reguladores electrónicos

Índice.
Reguladores electrónicos.
Reguladores electrónicos.
C.I. Monolíticos reguladores de tensión fija. 1
• Introducción. 1
• Fuente de alimentación electrónica. 1
• Clasificación y tipos de reguladores. 3
• Tipos de reguladores lineales básicos. 5
• C.I. Monolíticos reguladores de tensión fija. 6
• Clasificación general C.I. reguladores. 6
• Parámetros fundamentales C.I. reguladores. 7
• Máxima y mínima tensión de entrada. 7
• Máxima corriente de salida. 7
• Rechazo al rizado. 8
• Tolerancias de la tensión de salida. 9
• Deriva de la tensión de salida. 9
• Máxima potencia disipable. 9
• Regulación de línea. 11
• Regulación de carga. 11
• Corriente de reposo y variación de la corriente de reposo. 11
• Reguladores de tres terminales. 12
• Características principales de los reguladores de tres terminales. 12
• Circuito equivalente a un regulador de tres terminales. 13
• Clasificación general de las principales series. 13
Anexo A.
Características de reguladores fijos de tres terminales. 17
A.1. Tablas de ayuda. 18
A.2. Tablas de características de reguladores fijos positivos
de tres terminales. 19
A.3. Tablas de características de reguladores fijos negativos
de tres terminales. 27
A.4. Características físicas de los contenedores para I.C. reguladores. 31
Anexo B.
Hojas de características de reguladores fijos de tres terminales. 33
B.1. National semiconductor corporation. 34
1
• Serie LM7800. 35
• Serie LM341. 41
• Serie LM78M00. 41
• Serie LM78L00. 52
B.2. Rohm. 65
• Serie BA178M00T/FP. 66
• Serie BA17800T/FP. 78
Índice.
Reguladores electrónicos. Continuación.
B.3. STMicroelectronics. 90
• Serie L78L00. 91
• Serie L79L00. 110
B.4. SGS−Thomson Microelectronics. 123
• Serie L7900. 124
B.5. Texas instruments incorporated. 136
• Serie MC79L00. 137
• Serie A78M00. 142
B.6. Zetex semiconductors. 160
• Serie ZR78L. 161
Bibliografía
Reguladores electrónicos.
Bibliografía escrita. (Libros, revistas, folletos y apuntes):
• Electrónica de potencia: Fuentes reguladas.
J.D. Aguilar Peña. E.U. Politécnica de Jaén.
• Electrónica industrial: Problemas fuentes de alimentación.
J.D. Aguilar Peña. E.U. Politécnica de Jaén.
• Fuentes de alimentación reguladas electrónicamente.
F. Bonnin Forteza. Marcombo.
• Motorola thyristor data.
2
• Fuentes de alimentación reguladas electrónicamente.
F. Bonnin Forteza. Marcombo.
Bibliografía electrónica. (Internet − Direcciones electrónicas):
• Motorola semiconductors.
http://www.motorola.com
• National semiconductor corporation.
http://www.national.com
• Rohm.
http://www.rohm.com
• STMicroelectronics.
http://www.st.com
• SGS−Thomson Microelectronics.
http://www.st.com
• Texas instruments incorporated.
http://www.ti.com
• Zetex semiconductors
http://www.zetex.com
Notas.
Reguladores electrónicos.
Reguladores electrónicos.
C.I. Monolíticos reguladores de tensión fija.
• Introducción.
La evolución de nuestra sociedad está ligada a la de la electrónica. Constantemente convivimos, muchas veces
sin ni si quiera darnos cuenta, con todo tipo de elementos electrónicos. A diario, se utiliza un coche, un
teléfono o se ve la televisión sin saber que todo ello funciona gracias a la electrónica. Hay una interminable
lista de cosas que hacen la vida mucho más fácil y en las que la electrónica juega un papel crucial.
En general todos los circuitos electrónicos funcionan con alimentación continua, sin embargo por su
3
facilidad de generación, transporte, transformación y uso, la electricidad de la que se dispone, con más
facilidad, es alterna, en sus diversas formas. Es decir, no siempre disponemos de una fuente eléctrica continua,
por lo que nos vemos obligados a convertir la electricidad alterna. En Europa disponemos en cualquier toma
de un domicilio de 220 VAC−RMS, que deben ser tratados para poder alimentar los circuitos electrónicos que
contienen los equipos de música, el aire acondicionado, un ordenador, un microondas, etc. Este es el punto de
partida de las fuentes de alimentación y reguladores electrónicos, que son los encargados de adecuar los
valores de la red de distribución a los valores necesarios para que funcionen adecuadamente y no sufran daños
dichos circuitos electrónicos, entre otros usos.
2. Fuente de alimentación electrónica.
En general, se entiende por fuente de alimentación de un equipo eléctrico, la parte del mismo destinada a
adecuar las características y parámetros de la energía disponible para la alimentación del mismo, o fuente de
alimentación primaria, con el fin de proveer un funcionamiento estable y seguro.
Para convertir la tensión alterna en continua se utilizan los circuitos rectificadores. Sin embargo, la tensión
continua disponible a la salida del filtro del rectificador puede que no sea lo suficientemente buena, debido al
rizado, para una aplicación particular o que varíe su magnitud ante determinados tipos de perturbaciones que
puedan afectar al sistema como por ejemplo variaciones de la carga, de la temperatura o de la red hasta un
10%. En estos casos se precisan circuitos de estabilización o de regulación para conseguir que la tensión
continua a utilizar sea lo más constante posible.
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.
2. Elemento de muestra: Su misión es detectar las variaciones de la magnitud en cuestión (tensiones,
temperaturas, presiones, etc.).
3. Elemento comparador: Su finalidad es comparar, en todo momento, la referencia con la muestra de la
magnitud que pretendemos controlar.
4. 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.
5. 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.
En concreto, y como veremos con más detenimiento en el apartado 4, para las fuentes de tensión existen dos
tipos de regulación: la serie y la regulación en paralelo. En la siguiente figura (2.1. y 2.2.) vemos los
diagramas de bloques de una fuente con regulación serie y otra con regulación paralelo, en los que
observamos los distintos bloques que conforman cualquier sistema de control o servomecanismo.
Figura 2.1. Diagrama de bloques de una fuente con regulación serie.
Figura 2.2. Diagrama de bloques de una fuente con regulación paralelo.
4
El concepto de fuente de alimentación engloba el conjunto de transformación, rectificación y regulación de la
fuente eléctrica primaria. El regulador es el componente de la fuente que se intercala entre la fuente de
alimentación con salida no regulada, es decir rectificada y filtrada, y la carga. Lo podemos ver en el siguiente
esquema:
Figura 2.3. Esquema de fuente de alimentación.
El regulador es un dispositivo activo en el que se producen los cambios pertinentes para que la salida
permanezca estable. Esto se consigue comparando la salida con una referencia de buena estabilidad y
utilizando el resultado de dicha comparación para producir los cambios internos precisos. El regulador opera,
por lo tanto, como un servomecanismo cuyo tiempo de respuesta es finito y cuyo error en la estabilidad es
función de la ganancia del bucle de realimentación. Podemos verlo en la figura 2.4.
Figura 2.4. Diagrama de bloques de una fuente de alimentación
electrónica que opera como un servomecanismo.
3. Clasificación y tipos de reguladores.
Existen fundamentalmente dos clases de reguladores:
• Reguladores lineales.
• Reguladores conmutados.
Los reguladores lineales operan con corriente continua a la entrada de un nivel siempre superior a la salida
deseada, y equivalen a una resistencia cuyo valor se ajusta automáticamente, y está conectada entre la entrada
y la salida que, por efecto Joule, disipa en forma de calor el exceso de potencia eléctrica disponible en la
fuente primaria, lógicamente siempre superior a la que exige la carga. Su rendimiento energético es por tanto
siempre inferior a la unidad, pues lo contrario significaría la inexistencia del regulador.
Figura 3.1. Diagrama de bloques de una fuente de alimentación con regulador electrónico lineal.
Los reguladores conmutados operan de forma absolutamente diferente, con el fin de no desperdiciar energía
en forma de calor. Para ello se hace intervenir un parámetro no eléctrico: el tiempo.
Como su nombre indica, su principio de funcionamiento está basado en un conmutador que interrumpe el
suministro de corriente en la fuente primaria, a intervalos de duración variable con respecto a los de
conducción, haciendo automáticamente que el valor medio de la energía conducida coincida con las
necesidades de la carga. Como no existe en ellos ninguna pérdida intencionada de energía, el rendimiento
teórico será la unidad. Además, en algunos casos, pueden funcionar con corriente continua pulsante como es
una señal alterna rectificada sin filtrar.
Figura 3.2. Diagrama de bloques de una fuente de alimentación con regulador electrónico conmutado.
La clasificación anterior se puede pues completar de la siguiente forma:
• Reguladores que desperdician energía o lineales.
• Reguladores que no desperdician energía o conmutados.
Los reguladores conmutados pueden funcionar a frecuencia fija o variable, pues lo importante es la relación
de tiempos de conducción y bloqueo. No obstante, su control resulta más fácil si la frecuencia es constante, de
un valor que en principio puede ser cualquiera. Cuando se utiliza la red como fuente primaria, resulta muy
5
cómodo utilizar su frecuencia, que ya está disponible, y como la simplificación es importante, se debe
proceder a la rectificación simultáneamente con la regulación.
En definitiva, las opciones actuales se agrupan en tres categorías:
• Reguladores lineales.
• Reguladores conmutados a la frecuencia de la red.
• Reguladores conmutados a la frecuencia elegida.
Resulta, en principio, evidente que si los reguladores lineales desperdician energía, económicamente están en
desventaja con los conmutados. Sin embargo, es necesario considerar también las desventajas de los
reguladores conmutados. Su respuesta frente a cambios en el suministro es más lenta que en los reguladores
lineales, es función de la frecuencia de conmutación, y tanto en la fuente primaria como en la carga introducen
restos de la frecuencia a la que trabaja, los cuales son de muy difícil eliminación. La calidad de los
reguladores lineales es por lo tanto mejor, aunque su rendimiento sea peor.
En general, al contrario que otras clases de elementos, todos los dispositivos eléctricos tienden a mantener el
servicio aún a costa de su propia destrucción cuando son sometidos a sobrecarga. Es práctica habitual proveer
a los circuitos de puntos débiles que al destruirse, protegen el resto del circuito (fusibles) o de otro tipo de
protectores que no se destruyen, pero que realizan el mismo cometido (disyuntores). En las fuentes de
alimentación con reguladores electrónicos, la destrucción de los elementos vitales puede ser tan rápida, que
los dispositivos de protección convencionales no sean capaces de protegerlas. Por otra parte, las tareas
encomendadas a los equipos electrónicos pueden ser de tanta importancia que no sea adecuada la interrupción
permanente que proporcionan los protectores normales, siendo necesarios protectores que reanuden el servicio
inmediatamente después de desaparecida la sobrecarga.
4. Tipos de reguladores lineales básicos.
Existen dos tipos:
• Reguladores lineales en serie con la carga.
• Reguladores lineales en paralelo con la carga.
Aunque ambos reguladores operan con la misma eficacia, bajo consideraciones energéticas existe entre ellos
una diferencia fundamental. Mientras que en el regulador serie la energía sobrante, disipada
intencionadamente en forma de calor, aumenta en proporción directa con la carga a que es sometida la fuente;
en el regulador paralelo la energía disipada en el regulador disminuye cuando aumenta la carga. Esto es un
contrasentido cuando se demande de la fuente una carga muy inferior a sus posibilidades. Además, el
regulador paralelo tiene un elemento más que también disipa calor, una resistencia por la que circulan las
corrientes de carga y del propio regulador.
Figura 4.1. Diagrama de bloques de un regulador electrónico serie y otro paralelo.
Por tanto, sea cual sea la situación, una fuente primaria con un regulador paralelo entrega siempre una
potencia igual o superior a una fuente primaria con un regulador serie funcionado en las mismas condiciones,
es decir el rendimiento del primero es inferior o igual al del segundo. Esto se debe a que en la resistencia que
acompaña al regulador paralelo, se disipa la misma potencia que en el regulador serie.
Por otro lado, el regulador paralelo impide que las variaciones de corriente de la carga aparezcan en la fuente
primaria. Esto le proporciona una facultad de aislamiento entre la carga y la fuente primaria que es importante
en ciertos casos en que se manejan frecuencia elevadas y diferentes cargas.
6
En caso de sobrecarga, los reguladores serie reciben el impacto directo de dicha sobrecarga por lo que son
más frágiles que los reguladores paralelo.
Prácticamente los reguladores en paralelo se ven relegados a un segundo plano, usándose sólo en casos de
bajo consumo de energía o cuando es muy importante la interacción entre equipos o secciones del mismo
alimentadas por una única fuente primaria. El caso más conocido es el de un circuito regulador con diodo
Zéner.
5. C.I. Monolíticos reguladores de tensión fija.
En la actualidad existen pastillas de circuito integrado (C.I.), que funcionan como reguladores de tensión. Esto
representa una gran ventaja frente a los circuitos discretos en cuanto a menor precio, menores dimensiones,
mayor fiabilidad, diseño más sencillo y gran versatilidad.
Existen reguladores monolíticos con tensiones de salida de apenas unos voltios hasta algunos kilovoltios, y
con elementos externos la corriente puede alcanzar varias decenas de amperios.
El circuito regulador monolítico es sustancialmente más complejo que uno con elementos discretos. Esta
mayor complejidad se debe al hecho de que es relativamente fácil añadir diodos y transistores en un chip
monolítico, para realizar con más precisión y fiabilidad las funciones, sin aumentar significativamente su
coste.
La tensión de salida puede ser fija o variable, estando en este último caso controlada por elementos externos.
6. Clasificación general C.I. reguladores.
Los reguladores de tensión comunes se clasifican en general por el número de terminales o pins del integrado
(1), por el tipo de tensión de salida (fija o variable, positiva o negativa) (2) y por la intensidad máxima de
salida (3):
• Regulador de tensión de tres terminales:
• Regulador de tensión fijo:
• Regulador de tensión de salida positiva.
• Regulador de tensión de salida negativa.
• Regulador de tensión variable:
• Regulador de tensión de salida positiva.
• Regulador de tensión de salida negativa.
• Reguladores de tensión de más de tres terminales.
7. Parámetros fundamentales C.I. reguladores.
Los parámetros que caracterizan a los reguladores integrados y que aparecen generalmente en las hojas de
características del fabricante son:
7.1. Máxima y mínima tensión de entrada.
La máxima tensión de entrada es aquella que puede aplicarse entre el terminal de entrada (INPUT, véase
7
figura 7.1.) y el de masa (COMMON) en función de la máxima disipación de potencia sin deteriorar el
dispositivo. Como se puede observar en la tabla 7.1., la tensión de entrada máxima (Input Voltage, max) para
la serie LM78L00 es de 35 Vdc. Como veremos este parámetro va ligado a la intensidad máxima (3) que
puede de suministrar el circuito. Figura 7.1. Contenedor TO−220AB
La mínima tensión de entrada es aquella con la que se garantiza la estabilidad de la tensión de salida, es decir
mantiene la regulación de línea (5) (concepto que veremos más adelante.) En la tabla 7.1. podemos ver que la
tensión mínima de entrada (Input Voltage, min) varía en función de la tensión de salida (Output voltage),
manteniéndose 1.70 Vdc(4) por encima de esta última.
Base Part
Number
No. Of
Package Type
Pins
LM78L05
LM78L09
LM78L12
LM78L15
SOIC, TO−92
TO−92
SOIC, TO−92
SOIC, TO−92
Input
Voltage,
min (in
Volt)
6.70
10.70
13.70
16.70
8, 3
3
8, 3
8, 3
Input
Voltage,
max (in
Volt)
35
35
35
35
Output
Current,
max
Output Voltage
(in Volt)
100 mA
100 mA
100 mA
100 mA
5
9
12
15
Tabla 7.1. Extracto de características de la serie LM78L00 de National Semiconductor.
Sin embargo, en general, en los datos técnicos proporcionados por los fabricantes, se indica la mínima
diferencia de tensión entre la entrada y la salida E/S para que el regulador funcione adecuadamente, en inglés
Dropout voltage (4), que en general es de aproximadamente 2 Vdc.
7.2. Máxima corriente de salida.(3)
Es la máxima corriente que puede suministrarse sin que la tensión de salida disminuya o el integrado sufra
daños. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la corriente máxima disponible disminuye con el aumento de
la tensión de entrada. Esto se hace para limitar automáticamente la máxima potencia disipada a un valor
prácticamente constante. Es decir, tensión de entrada, corriente máxima de salida y potencia son tres
parámetros que están íntimamente relacionados.
Los límites, que dependen del dispositivo, varían entre 100 mA. y de 0,5 A. a 0,6 A. para corrientes bajas. De
1 A a 1,5 A para los más corrientes, como los de las series A7800 y LM340 u otros equivalentes, hasta llegar
a 10 A. para reguladores de corrientes elevadas. Para el LM78M05 la máxima corriente de salida es de 500
mA. Hemos de tener en cuenta también que el tipo de encapsulado (plástico, metálico, etc.) influye en la
máxima intensidad de salida que se puede obtener.
Base Part
Number
LM78M05
LM78M12
LM78M15
Package Type
TO−220, TO−252,
TO−39
TO−220, TO−39
TO−220, TO−39
Input
Output
No. Input
Output
Voltage (in
of
Voltage, min Voltage, max
Current, max
(in Volt)
Volt)
Pins (in Volt)
3
7.20
35
500 mA
5
3
3
14.50
17.60
35
35
500 mA
500 mA
12
15
Tabla 7.2. Extracto de características de la serie LM78M00 de National Semiconductor.
Nota: Casi todos los C.I. reguladores están protegidos contra corrientes demasiado altas y/o cortocircuitos.
8
7.3. Rechazo al rizado. (Ripple rejection.)
El rizado es una ondulación superpuesta a la tensión continua. Por otro lado, se entiende por rechazo, la
capacidad de reducir la influencia que produce esta fluctuación de la tensión de alimentación sobre la salida.
El rechazo al rizado se expresa en decibelios y va desde 40 dB para las tensiones más elevadas (30 dB en los
casos más desfavorables), a 65 dB para las más bajas como 5 y 6 V., e incluso a 80 dB y más en los circuitos
reguladores de elevadas prestaciones.
Para traducir los valores de este parámetro a valores comprensibles, la cifra en decibelios debe dividirse por
20 y el resultado emplearlo como exponente de 10, obteniéndose así el número de veces que queda atenuado
el valor de la tensión de rizado con respecto al de la entrada. Dicha fórmula es:
Rsalida
20 log = X dB
Rentrada
X dB
A=
20
atenuación = 10A
Todo lo dicho es válido tanto para las variaciones lentas, como las debidas a variaciones de la tensión de la
red.
Base Part
Number
Symbol
Parameter
LM78L05AC
Vin /
Vout
Ripple Rejection
Vin /
Vout
Ripple Rejection
Vin /
Vout
Ripple Rejection
Vin /
Vout
Ripple Rejection
Vin /
Vout
Ripple Rejection
LM78L09AC
LM78L12AC
LM78L15AC
LM78L62AC
Conditions
Min
Typ
Max
Units
47
62
dB
38
44
dB
40
54
dB
37
51
DB
40
46
DB
f = 120 Hz
8V " Vin " 16V
f = 120 Hz
15 V " Vin " 25 V
f = 120 Hz
15 V " Vin " 25 V
f = 120 Hz
19 V " Vin " 28 V
f = 120 Hz
10 V " Vin " 20 V
Tabla 7.3. Extracto de características de la serie LM78L00AC de National Semiconductor.
7.4. Tolerancias de la tensión de salida.
9
Muchas veces es útil saber cuáles son las tolerancias de los valores nominales de las tensiones de salida de los
reguladores de tres terminales. En general, se indican las tensiones máxima y mínima. Sin embargo, como se
trata de dar una información de carácter general, es preferible dar valores porcentuales, que son
independientes de los valores nominales y que varían, según la familia de dispositivos, entre ±2% y ±5%. En
nuestro caso la tolerancia de la tensión de salida de la serie LM78L00AC es del ±5% dentro del rango de
temperaturas de trabajo.
7.5. Deriva de la tensión de salida.
Se entiende por deriva, la variación que sufre la tensión de salida, principalmente por dos causas: la
temperatura y el envejecimiento.
La primera causa, la temperatura, contribuye aproximadamente en un 0,01%/°C, o sea que por cada grado
centígrado de aumento de la temperatura del circuito integrado, la tensión de salida aumenta un 0,01%. Como
puede observarse, el porcentaje de la deriva es bajo, pero no hay que olvidar que, durante el funcionamiento,
se pueden pasar de disipaciones prácticamente nulas a picos considerables, lo que puede producir variaciones
de temperatura de varias decenas de grados.
Base Part
Number
Symbol
LM78L05AC
Vout / T
LM78L09AC
Vout / T
LM78L12AC
Vout / T
Parameter
Average Output
Voltage Temp.
Average Output
Voltage Temp.
Average Output
Voltage Temp.
Conditions
Min
Typ
Max
Units
Iout = 5 mA
−0.65
mV/°C
Iout = 5 mA
−0.9
mV/°C
Iout = 5 mA
−1.0
mV/°C
Tabla 7.4. Extracto de características de la serie LM78L00AC de National Semiconductor.
La segunda causa, el envejecimiento, depende de la tensión nominal de salida y está comprendida entre 20 y
100 mV, aumentando con dicha tensión nominal.
7.6. Máxima potencia disipable.
Los fabricantes suministran gráficos que indican la máxima potencia disipable en función de la temperatura
del dispositivo y de la resistencia térmica del disipador si se utiliza, o bien la máxima potencia absoluta, con y
sin disipador.
Nota: Casi todos los C.I. reguladores tienen un sensor térmico que los protege de excesivas temperaturas
debidas a la disipación de potencia, es lo que se conoce como parada térmica. Para más información véase
apartado 8.1.
Como indicador general, puede decirse que la potencia máxima está comprendida entre 0.5 y 0.6 W para los
reguladores con cápsulas de plástico TO−92 (véase figura 7.2.), 2 W para los del tipo TO−220, y 3 W para las
cápsulas TO−3, todos sin disipador. Con disipadores se llegan hasta 15 W para las TO−220 y a 25 W para las
TO−3.
TO−220 TO−3 TO−92
Figura 7.2. Algunos tipos de encapsulado para reguladores de tres terminales.
10
Naturalmente, es el proyectista el que debe elegir, si es necesario, el disipador adecuado, estableciendo el
oportuno compromiso entre coste, volumen ocupado, estabilidad de la tensión de salida y la máxima
temperatura del dispositivo, que es conveniente no sea superior en ningún caso a +125°C. Este dato se puede
ver en las dos gráficas (figura 7.3.) que se muestran a continuación:
Figura 7.3. Máxima potencia de disipación en función de la temperatura ambiente y resistencia térmica
del disipador. Características típicas de la serie LM78L00 de National Semiconductor.
Nota: El valor de la resistencia térmica típica para los contenedores es:
− TO−39 (6) Contenedor H: Rth(J−C) = 26 °C/W, Rth(J−A) = 120 °C/W
− TO−92 (6) Contenedor Z: Rth(J−C) = 60 °C/W, Rth(J−A) = 230 °C/W
(6) Véase figura 7.2.
7.7. Regulación de linea.(5) (Line Regulation.)
Es la variación que experimenta la tensión de salida cuando varía la tensión de entrada del regulador. En la
tabla siguiente (tabla 7.5.) podemos observar algunos valores.
Base Part
Number
Symbol Parameter Conditions
Min
7 V " Vin " 20
V
LM78L09AC Vout
LM78L05AC Vout
Typ
Max
18
75
Line
regulation
Line
regulation
LM78L12AC Vout
LM78L15AC Vout
Line
regulation
Line
regulation
Units
8V"
Vin " 20
V
11.5 V "
Vin " 24
V
13 V "
Vin " 24
V
mV
14.5 V "
Vin " 27
V
16 V "
Vin " 27
V
17.5 V "
Vin " 30
V
20 V "
Vin " 30
V
10
54
100 200 mV
90
150
30
180 mV
20
110
37
250 mV
25
140
Tabla 7.5. Extracto de características de la serie LM78L00AC de National Semiconductor.
7.8. Regulación de carga. (Load regulation.)
11
Es la variación que experimenta la tensión de salida cuando varía la carga. En la tabla siguiente (tabla 7.6.)
podemos observar algunos valores.
Base Part
Number
Symbol Parameter Conditions
Min
1 mA " Iout "
0.1 A
LM78L09AC Vout
LM78L05AC Vout
Typ
Max
20
60
Line
regulation
Line
regulation
LM78L12AC Vout
LM78L15AC Vout
Line
regulation
Line
regulation
Units
1 mA "
Iout " 40
mA
1 mA "
Iout "
0.1 A
1 mA "
Iout " 40
mA
mV
1 mA "
Iout "
0.1 A
1 mA "
Iout " 40
mA
1 mA "
Iout "
0.1 A
1 mA "
Iout " 40
mA
5
30
20 90
mV
10 45
30 100 mV
10 50
35 150 mV
12 75
Tabla 7.6. Extracto de características de la serie LM78L00AC de National Semiconductor.
7.9. Corriente de reposo y variación de la corriente de reposo. (Quiescent current and quiescent current
change.)
Es la corriente de reposo que circula por el terminal de masa o común. Podemos ver algunos valores
representativos en la tabla 7.7.
Base Part
Number
LM78L05AC
LM78L09AC
LM78L12AC
LM78L15AC
Symbol
Parameter
IQ
IQ
IQ
IQ
Quiescent Current
Quiescent Current
Quiescent Current
Quiescent Current
Min
Typ
Max
Units
3
2
3
3
5
5.5
5
5
mA
mA
mA
mA
Tabla 7.7. Extracto de características de la serie LM78L00AC de National Semiconductor.
Se define también otro parámetro que es la variación de la corriente de reposo (Quiescent Current Change)
con la tensión de entrada y con la intensidad de salida.
12
Base Part
Number
Symbol Parameter
Conditions
Min Typ
8 V " Vin " 20
V
LM78L09AC
LM78L05AC IQ
LM78L15AC
Units
1.0
IQ
Quiescent
Current
Change
LM78L12AC
Max
IQ
IQ
Quiescent
Current
Change
Quiescent
Current
Change
Quiescent
Current
Change
1 mA "
Iout " 40
mA
11.5 V "
Vin " 24
V
1 mA "
Iout " 40
mA
MA
16 V "
Vin " 27
V
1 mA "
Iout " 40
mA
20 V "
Vin " 30
V
1 mA "
Iout " 40
mA
0.1
1.5 MA
0.1
1
MA
0.1
1
MA
0.1
Tabla 7.8. Extracto de características de la serie LM78L00AC de National Semiconductor.
8. Reguladores de tres terminales.
Hoy día, en el mercado, podemos encontrar una extensa gama de reguladores de tensión integrados. Dentro de
ésta, los reguladores de tres terminales son muy populares debido a su simplicidad y fácil aplicación. El
esquema de un regulador de voltaje de tres terminales se muestra en la figura 8.1.
Figura 8.1. Esquema de un regulador tipo de tres terminales.
8.1. Características principales de los reguladores de tres terminales.
Estas unidades se diseñan para salidas de tensión fija y para corrientes inferiores a 5 A. Estos C.I. encuentran
su mejor aplicación en tarjetas de regulación. La distribución de reguladores, para cada salida de las tarjetas
tiene varias ventajas frente a un único regulador de voltaje centralizado. Varios reguladores de tres terminales
con salidas de 1 A son más baratos de fabricar o comprar, que un regulador con salida de varios amperios. La
corriente desde un regulador centralizado tiene que circular por una gran cantidad de resistencias y bobinas
para llegar hasta la placa a la cual estaba destinada la corriente. Esto afectará notablemente al valor del voltaje
de carga.
Características:
• Tensión de salida regulada: Es el voltaje que viene especificado por el fabricante para cada modelo en
particular.
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• Diferencia mínima de tensión entre la entrada y la salida: El voltaje de entrada no regulado debe ser
como mínimo mayor a la suma del voltaje de salida regulado y la mínima diferencia de tensión E/S,
en inglés dropout voltage.
• Corriente máxima de salida: La corriente de salida puede variar entre cero y un valor máximo. Sin
embargo, si el montaje no se hace de manera que se asegure la eliminación del calor generado, el C.I.
puede llegar al valor para el cual se produce la parada térmica. La aparición de dicha parada depende
del voltaje de entrada, del voltaje de salida, de la temperatura ambiente y de la corriente de salida. A
menos que utilicemos un disipador adecuado, no podremos obtener la máxima corriente de salida del
regulador integrado.
• Protección contra sobrecarga térmica: El C.I. tiene un sensor de temperatura interno. Cuando el C.I. se
calienta demasiado (normalmente entre 125°C y 150°C) la unidad dejará de funcionar. La corriente de
salida caerá y permanecerá así hasta que el regulador se refrigere significativamente. Aunque esto no
proporciona una verdadera protección contra cortocircuitos, el regulador de tres terminales puede, si
el calor disminuye adecuadamente, soportar un cortocircuito sin dañarse.
8.2. Circuito equivalente a un regulador de tres terminales.
Figura 4. Circuito equivalente de un regulador tipo de la serie BA17800T/FP de Rohm.
8.3. Clasificación general de las principales series.
En las siguientes tablas cortesía de National Semiconductor podemos ver con detalle la clasificación en
función de la corriente de salida y otros parámetros de las principales series de reguladores de tres terminales
tanto positivos como negativos.
100 mA
5, 6, 8, 10,
LM340L (7) 12, 15, 18,
24 (2)
5, 6, 8, 10,
LM78LXXA 12, 15, 18,
24 (2)
35, 40 (8)
1.5
0.02 0.25 TO−39 3
−2
35, 40 (8)
1.5
0.03 0.25 TO−39 1
−2
TO−92 3
LM309 (7)
5
250 mA
LM342 (7)
48
−
62
45
−
60
45
−
60
1−
0.004 0.4 TO−39 2
80
2
53
5, 6, 8, 10, 35,
1.5 −
0.03 0.5
TO−202 10 −
12, 15, 18, 40
2
24 (2)
(8)
64
35
LM317H (7)
500 mA
1.2 − 37
LM317HVH (Ajustable)
(7)
1.2 − 37
LM317M
(Ajustable)
5, 6, 8, 10,
LM341
12, 15, 18,
24 (2)
LM78MXX
40
1.5 −
0.01 0.1
2
40 2
0.01 0.1
35,
1.2 −
40
0.02 0.5
1.7
(8)
0.03 0.5
TO−39
2
80
TO−202 12 80
TO−202 12 80
TO−202 12 80
14
1.5 A
5, 6, 8, 10,
12, 15, 18,
24 (2)
1.2 − 37
LM317 (7)
(Ajustable)
LM317HV 1.2 − 57
(7)
(Ajustable)
LM309K (7) 5
5, 6, 8, 10,
LM140K
12, 15, 18,
24 (2)
5, 6, 8, 10,
LM140AK 12, 15, 18,
24 (2)
LM340
35, 1.2 −
40 1.7
(8)
40 2
0.01 0.1
60 2
0.01 0.1
35
35,
40
(8)
35,
40
(8)
1 − 2 0.004 1.0
1.6 −
0.02 0.5
2
1.6 −
0.002 0.1
2
5, 6, 8, 10, 35,
1.6 −
0.02 0.5
12, 15, 18, 40
2
24 (2)
(8)
5, 6, 8, 10, 35,
1.6 −
0.03 0.5
LM78XXC 12, 15, 18, 40
2
24 (2)
(8)
3.0 A
LM350 (7)
1.2 − 32
35
(Ajustable)
2
0.005 0.1
TO−3
20 80
TO−3,
20 80
TO−220
TO−3
20 80
66
TO−3
20 −
80
66
TO−3
20 −
80
66
TO−3
20 −
80
5,
6,
8,
10, 35, 1.6
TO−3,
LM340A 12, 40 − 0.002 0.1
TO−220
15, (8) 2
18,
24
(2)
66
TO−3
20 −
80
66
TO−220 18 −
80
TO−3 30
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