10 circuitos com reguladores de tensão (ART607)

Neste artigo temos uma seleção de circuitos reguladores de tensão lineares que podem ser usados em projetos de fontes de alimentação. Os circuitos possuem características que permitem fazer sua seleção conforme o tipo de fonte, numa ampla faixa de valores de corrente e de tensão. Este artigo consiste numa excelente referência para o projeto deste tipo de circuito.

As fontes de alimentação são aparelhos necessários em diversos tipos aplicações, sendo por isso utilizadas muitas vezes numa bancada de trabalhos eletrônicos. Da mesma forma, reguladores de tensão que possam fornecer correntes elevadas às etapas de um circuito são freqüentemente solicitados. Reunimos neste artigo configurações comuns com reguladores de tensão lineares que podem ser de grande utilidade para os leitores.

A disponibilidade de reguladores de tensão lineares na forma de circuitos integrados facilita bastante o trabalho do projetista que precisa de uma fonte fixa ou variável com corrente de até alguns ampères.

Com freqüência os leitores precisam procurar nos manuais as configurações que atendam a uma aplicação.

Se bem que existam circuitos integrados também para fontes chaveadas, estes nem sempre podem ser encontrados com facilidade. A própria aplicação também não exige uma configuração sofisticada de maior rendimento, o que a torna muito mais apropriada a um regulador linear.


1. Regulador Básico de 1,2 a 17 V

Nosso primeiro bloco é uma configuração das mais comuns em que alguns elementos adicionais, que nem sempre aparecem nos circuitos básicos, são agregados. O circuito mostrado na figura 1 pode usar tanto o LM317 como o LM350.

 

Usando o Lm<sup>3</sup>17 ou Lm<sup>3</sup>50
Usando o LM317 ou LM350

 

Para o LM317 a corrente máxima é 1,5 A e para o LM350, a corrente máxima é de 3 A. Em ambos os casos, o circuito integrado deve ser montado num bom radiador de calor.

Os diodos servem de proteção contra os transientes causados pela descarga do capacitor, enquanto que os capacitores fazem o desacoplamento e a filtragem.

O potenciômetro P1 não precisa ser de alta dissipação, já que a corrente no terminal de referência do circuito integrado é baixa.

A tensão de entrada deve ficar entre 2 V acima da tensão máxima de saída e 35 V.


2. Regulador Programável

O circuito integrado TL431 consiste num regulador shunt programável com um amplificador operacional interno excitando um transistor bipolar.

Na configuração apresentada na figura 2, o circuito TL431 é usado como referência para um bloco que fornece uma tensão de saída de 24 V sob corrente até 2,5 A.

 

Nesta configuração o TL431 é utilizado com referência.
Nesta configuração o TL431 é utilizado com referência.

 

O ganho do transistor usado é 1 000 e acorrente em sua base da ordem de 7,5 mA.

Outros transistores com capacidade diferente de corrente e ganho equivalente podem ser usados na mesma configuração.

A relação entre os resistores de saída determina a tensão. Esses componentes podem ter seus valores alterados caso o leitor deseje programar a tensão de saída para outro valor.


3. Fonte Alterada com 7805/06

Na figura 3 mostramos um meio de se alterar a tensão de saída de um regulador fixo, como o 7805 ou 7806, de modo a obter uma tensão maior com referência de um TL431.

 

Alterando a tensão de saída.
Alterando a tensão de saída.

 

A tensão de referência VREF será somada à tensão do regulador, sendo essa tensão dada pela relação entre R1 e R2 conforme a seguinte fórmula:

 

Vo = (1 + R1/R2)Vo

 

Para os valores indicados no circuito temos uma tensão de saída de 9 V quando o regulador de tensão é o 7805. A saída será 10 V para o 7806.

A tensão de entrada, no caso é 14,0 de uma bateria de carro, mas podem ser usadas outras tensões de entrada. O circuito integrado deve ser dotado de radiador de calor apropriado e a corrente máxima de saída da configuração é 1 A.


4. Proteção Crowbar

No circuito mostrado na figura 4, quando a tensão de entrada subir para 27 V, o TL431 dispara o triac que provoca um curto-circuito na alimentação.

 

Acima de 27 V o TL431 dispara o TRIAC
Acima de 27 V o TL431 dispara o TRIAC

 

Com esse curto-circuito temos a queima imediata do fusível, protegendo assim o circuito alimentado.

A tensão em que ocorre o disparo é programada pelos resistores R1 e R2, cujos valores podem ser alterados em função da aplicação.

Como o pulso conduzido pelo triac é muito curto, não há necessidade de montar esse componente em radiador de calor.

Evidentemente, outros triacs podem ser usados para se obter uma corrente de curto maior, caso em que o fusível pode ser aumentado. Esse fusível tem justamente esse valor determinado pela intensidade da corrente normal do circuito alimentado.

Da mesma forma, pode ser feita outra programação de disparo em função da tensão nominal do circuito alimentado.


5. Regulador para Carga de Bateria

Na figura 5 temos um circuito de carga de bateria para correntes até uns 5 A.

 

Circuito de carga de bateria.
Circuito de carga de bateria.

 

Em série com a bateria pode ser ligado um amperímetro e em paralelo um voltímetro para que o processo de carga seja acompanhado.

O resistor de 0,22 é de alta dissipação e no trimpot P1 ajusta-se a tensão de carga, ou seja, a tensão em que a bateria é considerada carregada. São usados duas referências de tensão TL431 da Texas Instruments que sugere esse circuito.

O transistor Darlington admite equivalentes e deve ser montado num excelente radiador de calor.


6. Regulador de Conexão Suave

Ao se estabelecer a tensão na entrada desse regulador, a tensão de saída sobe suavemente até atingir o valor máximo ajustado em P1.

 

No potenciômetro se ajusta o valor máximo.
No potenciômetro se ajusta o valor máximo.

 

Trata-se de bloco ideal para circuitos sensíveis ao estabelecimento da tensão de alimentação, que deve ser feita de forma suave.

Para o circuito integrado LM317 a corrente máxima é 1,5 A e para o LM350 a corrente é 3 A. Esses componentes devem ser montados em dissipadores de calor.

O capacitor determina o tempo de subida da tensão de saída, podendo ser alterado numa ampla faixa de valores. Esse circuito é sugerido pela National Semiconductor.

A mesma configuração pode ser usada com outros reguladores de tensão de 3 terminais variáveis.


7. Regulador de Temperatura

Um regulador de tensão de 3 terminais pode ser usado como eficiente regulador de temperatura para um elemento de aquecimento resistivo de corrente até 3 A, conforme mostra o circuito da figura 7.

 

Regulador de tensão usado como regulador de temperatura.
Regulador de tensão usado como regulador de temperatura.

 

O sensor é um transistor comum NPN de qualquer tipo que deve ser montado em contacto com o elemento de aquecimento. Evidentemente, a temperatura desse elemento não deve ultrapassar os 100º C aproximadamente, já que acima disso os transistores usados como sensor podem sofrer danos.

O resistor pode ter seu valor alterado em função da temperatura desejada e a tensão de entrada deve ser adequada ao sensor utilizado.

O circuito integrado regulador admite equivalentes como o LM317 se o elemento tiver uma corrente inferior a 1,5 A, devendo sempre ser montado em radiador de calor.

O mesmo circuito pode ser modificado para controlar o brilho de uma lâmpada incandescente, caso em que o transistor usado como sensor de temperatura deve ser substituído por um foto-transistor.


8. Carregador de Bateria - II

Na figura 8 sugerimos mais um circuito que serve de base para um carregador de baterias.

 

Outro circuito para um carregador de baterias.
Outro circuito para um carregador de baterias.

 

Nessa configuração o resistor R3 tem seu valor calculado para se obter uma corrente de carga da ordem de 3 A. Evidentemente, esse componente pode ser alterado para outras correntes, lembrando apenas que 3 A é o máximo suportado pelo LM350.

Esse circuito tem por vantagem a limitação de corrente, sendo ideal para baterias de uso automotivo.

O circuito integrado deve ser dotado de radiador de calor e a tensão de entrada deve ser pelo menos 2 V maior do que a tensão da bateria quando completamente carregada.


9. Regulador de 0 a 30 V

Um dos problemas dos reguladores comuns de 3 terminais é que a referência interna, normalmente de 1,25 V, faz com que eles partam sempre dessa tensão na sua operação. Assim, as fontes comuns com esses circuitos vão de 1,25 V até um certo valor, não partindo de zero.

Com a configuração mostrada na figura 9, sugerida pela National Semiconductor, é possível fazer uma fonte que vá de 0 a 30 V, mesmo usando um regulador desse tipo.

 

Fonte entre o a 30 V
Fonte entre o a 30 V

 

O segredo do circuito está na aplicação de uma tensão negativa de 1,2 V no terminal de referência de modo que ela cancele a tensão de referência que passa a ser então 0.

No circuito a referência usada foi um circuito integrado LM385, mas é possível utilizar zeners ou mesmo diodos comuns associados para se obter essa tensão de referência.

R2 ajusta da tensão de saída e a entrada deve ser feita com uma tensão de 35 V. Pode-se trabalhar com uma tensão menor de entrada, obtendo-se também uma tensão máxima menor de saída.

O circuito integrado LM350 admite equivalentes. Com ele podemos obter uma corrente máxima de saída de 3 A, mas o LM317 pode ser usado para uma corrente máxima de 1,5 A.

Da mesma forma, o resistor de 10 k junto ao zener pode ser alterado, se outra tensão negativa for usada como referência.


10. 78XX para Mais de 1 A

O bloco apresentado na figura 10, se bem que seja conhecido por muitos leitores, nem sempre está na memória de cada um de forma completa.

 

Podem ser usados os CIs entre 7805 e 7824
Podem ser usados os CIs entre 7805 e 7824

 

Com ele é possível obter corrente maior do que 1 A de qualquer regulador da série 78XX, dependendo apenas do transistor empregado.

Para um TIP42, por exemplo, podemos chegar facilmente aos 3 A, desde que ele seja montado em bom radiador de calor.

O resistor de 3 ? determina a corrente no regulador, que deve ficar em torno de 0,2 A. Eventualmente deve ser diminuido esse valor para se obter uma excitação maior de um transistor de menor ganho e maior corrente de saída.

O circuito regulador de tensão também deve ser montado num radiador de calor. Circuitos integrados da série, entre o 7805 e 7824 podem ser usados, sempre lembrando que a tensão de entrada deve ser pelo menos 2 V maior do que a tensão desejada na saída.

 

Conclusão

Blocos básicos de circuitos como os mostrados neste artigo são sempre interessantes para o projetista que precisa de configurações tradicionais com componentes discretos para resolver um problema momentâneo.

É claro que existem circuitos até de melhor desempenho e configurações mais avançadas que fazem uso de microcontroladores, circuitos reguladores chaveados e muito mais. No entanto, nossa finalidade ao dar esses blocos é ajudar os leitores que não têm, em determinado instante acesso a essas soluções, precisando resolver um problema com o que está mais acessível.

Buscar Componentes

Informativo Mensal

 Para se manter atualizado com nossas novidades e notícias, Siga-nos pelo:
Twitter
Facebook
Linkedin

ou torne-se membro de nosso grupo:
Google Group 
Yahoo Group

LIVROS TÉCNICOS

              

Provar/
O que nunca foi posto em questão nunca foi provado. (Ce quon na jamais mis em question na point été prouvé.)
Diderot ( 1713 - 1784) - Pensamentos Filosóficos

Instituto Newton C Braga - 2014 - Entre em contato - Como Anunciar - Políticas do Site
+conexões

Seja mais um amigo facebook
Siga-me twitter
Apoio Social
Lions Clube de Guarulhos Sul SOS Mater Amabilis
Advertise in Brazil
If your business is Electronics, components or devices, this site is the correct place to insert your advertisement (see more)