miércoles, 2 de marzo de 2011

FUNCIONAMIENTO REGULADOR

Funcionamiento Cuando el voltaje excede cierto límite establecido que el aparato electrico puede soportar, el estabilizador trabaja para evitar que se dañe el mismo.
Un protector de picos consta de los siguientes componentes:
  • Un fusible o un protector termomagnético que desconecta el circuito cuando se está sobrepasando el límite de corriente, o en caso de un cortocircuito.
  • Un transformador.
  • Resistencia variable.
  • Diodo Zener también conocido como diodo de supresión de voltaje.

Necesidad de regulación

La tensión que llega a las tomas de corriente de los hogares, no es adecuada, en general, para alimentar los aparatos electrónicos, ya que es una tensión cuyo valor y sentido de circulación cambia periódicamente. La mayoría de los circuitos electrónicos necesitan una tensión de menor amplitud y valor continuo en el tiempo.
Lo primero que se hace es reducir esta tensión con un transformador, después se rectifica para que circule en un solo sentido, y luego se añade un filtro que absorberá las variaciones de tensión; todos estos bloques componen la fuente de alimentación regulada básica. Para circuitos más sensibles o para dar una alimentación de mayor calidad, se hace necesaria la inserción en la fuente de alimentación del bloque regulador de tensión, el cual va a proporcionar una tensión constante, además de disminuir el pequeño rizado que queda en la tensión tras pasar por el filtro.

Regulación con diodo Zener

 Diodo Zener

Curva idealizada inversa del zener.
El diodo Zener es un tipo especial de diodo preparado para trabajar en la zona inversa. Cuando se alcanza la denominada tensión Zener en polarización inversa, el diodo recorta la onda de tension, de este modo mantiene la tensión constante entre sus terminales dentro de ciertos márgenes. Si la corriente es muy pequeña la tensión empezará a disminuir, pero si es excesiva puede destruir el diodo.
Esta propiedad hace que el diodo Zener sea utilizado como regulador de tensión en las fuentes de alimentación.

Regulador paralelo

Circuito regulador Diodo Zener.
Es el regulador de tensión más sencillo. Consiste en una resistencia serie de entrada y el diodo zener en paralelo con la carga como se muestra en la siguiente imagen.
Cuando la tensión de entrada aumenta se produce un aumento de la corriente de entrada, como la tensión del diodo zener es constante, absorbe el exceso de corriente, mientras la resistencia de entrada absorbe esta variación de tensión. Si se produce una disminución de la tensión de entrada la caída de tensión en la resistencia de entrada disminuirá, compensando la disminución inicial, por el zener circulará menor corriente.
Del circuito se deduce que para que el zener estabilice correctamente, la tensión mínima a su entrada (UIN), debe ser mayor que la tensión de referencia del zener (Vz). También hay un límite de tensión máxima debida a las limitaciones de potencia del dispositivo. Si se cumplen estas premisas, la tensión en la carga será muy aproximada igual a la del zener.
Las ecuaciones básicas del circuito son las siguientes:
Vin = Vr + Vz
Donde Vin es la tensión de entrada, Vr la tensión en la resistencia serie y Vz la tensión del zener o de la resistencia de carga.
Ie = Iz + Is
Donde Ie es la corriente de entrada, Iz la corriente por el zener e Is la corriente por la carga.

 Regulador en serie

Estabilizador de tensión.
Este tipo de regulador utiliza un transistor en serie con la carga, como puede observarse en el esquema.
En este circuito la corriente de entrada sigue los cambios de la corriente por la carga, sin embargo, en el regulador paralelo la corriente por la carga se mantenía constante. Al haber sustituido la resistencia serie por un transistor, este regulador tiene un mayor rendimiento que el anteriormente visto, por lo que se utiliza en circuitos de mayor potencia. Si se produce una baja en el valor de la resistencia de carga, la corriente de entrada al circuito estabilizador aumenta y por donde, también aumenta la corriente por la resistencia R1, como el diodo zener mantiene su tensión constante, aumenta la caída de tensión en R1, con lo que la tensión colector-base del transistor aumenta, volviéndose menos conductivo, y estabilizando el aumento inicial de corriente.

Reguladores integrados

Hoy en día es más común encontrar en las fuentes de alimentación reguladores integrados, normalmente son componentes muy parecidos a los transistores de potencia, suelen tener tres terminales, uno de entrada, un común o masa, y uno de salida, tienen una capacidad de reducción del rizado muy alta y normalmente sólo hay que conectarles un par de condensadores. Existen circuitos reguladores con un gran abanico de tensiones y corrientes de funcionamiento. La serie más conocida de reguladores integrados es la 78xx y la serie 79xx para tensiones negativas. Los de mayor potencia necesitarán un disipador de calor, este es el principal problema de los reguladores serie lineales tanto discretos como integrados, al estar en serie con la carga las caídas de tensión en sus componentes provocan grandes disipaciones de potencia. Normalmante estos reguladores no son buenos para aplicaciones de audio por el ruido que pueden introducir en preamplificadores. Para ello es mejor utilizar regulación con componentes discretos o reguladores tipo LDO de bajo ruidReguladores conmutados
Los reguladores conmutados solucionan los problemas de los dispositivos anteriormente citados, poseen mayor rendimiento de conversión, ya que los transistores funcionan en conmutación, reduciendo así la potencia disipada en estos y el tamaño de los disipadores. Se pueden encontrar este tipo de fuentes en los ordenadores personales, en electrodomésticos, reproductores DVD, etc, una desventaja es la producción de ruido electromagnético producido por la conmutación a frecuencias elevadas, teniendo que apantallar y diseñar correctamente la PCB (Placa de Circuito Impreso) del convertidor.

REGULADOR

Regulador

De Wikipedia, la enciclopedia libre
El regulador de tensión, es un tipo de regulador automático .
En Ingeniería automática, un regulador es un dispositivo que tiene la función de mantener constante una característica determinada del sistema. Tiene la capacidad de mantener entre un rango determinado una variable de salida independientemente de las condiciones de entrada.
Algunos ejemplos de reguladores automáticos son un regulador de tensión (el cual puede mantener constante la tensión de salida en un circuito independientemente de las fluctuaciones que se produzcan en la entrada, siempre y cuando estén dentro de un rango determinado), un regulador de gas, una llave de paso de cualquier fluido (donde se regula el flujo del fluido que sale por ella) y un regulador de fuel (el cual controla el suministro de fuel al motor).
Los reguladores pueden ser diseñados para el control desde gases o fluidos hasta luz o electricidad. El control puede realizarse de forma electrónica, mecánica o electromecánica.

IMAGENES REGULADORES


3 jun 2008
El 7805 es el regulador de voltaje más común, y muy usado en diseños empotrados. El 7805 es un regulador lineal hecho por varios fabricantes como “Fairchild”, o “ST Microelectronics”. Puede venir en varios tipos de encapsulados. Para corrientes de salida hasta de 1A existen dos tipos de encapsulados: TO-220 (vertical) y D-PAK (horizontal).
Con un disipador apropiado esos tipos de reguladores LM78xx pueden proporcionar corrientes de más de 1A. Además incluyen protección por sobrecarga térmica, y contra cortocircuitos.
Si su diseño no excede los 100 mA de consumo puede elegir un regulador del tipo LM78L05. El mismo viene en presentaciones pequeñas y puede entregar corrientes de hasta 100 mA. Se consigue en tres principales tipos de encapsulados: SO-8, SOT-89 y TO-92.
Diagrama interno de un regulador 78xx.
Dentro de los reguladores de voltaje con salida fija, se encuentran los pertenecientes a la familia LM78xx, donde “xx” es el voltaje de la salida. Estos son 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18 y 24V, entregando una corriente máxima de 1 Amper y soporta consumos pico de hasta 2.2 Amperes. Poseen protección contra sobrecargas térmicas y contra cortocircuitos, que desconectan el regulador en caso de que su temperatura de juntura supere los 125°C.
Los LM78xx son reguladores de salida positiva, mientras que la familia LM79xx son para voltajes equivalentes pero con salida negativa. Así, un LM7805 es capaz de entregar 5 voltios positivos, y un LM7912 entregara 9 voltios negativos.
La capsula que los contiene es una TO-220 (figura 2), igual a la de muchos transistores de mediana potencia. Para alcanzar la corriente máxima de 1 Amper es necesario dotarlo de un disipador de calor adecuado, sin el solo obtendremos una fracción de esta corriente antes de que el regulador alcance su temperatura máxima y se desconecte.

La potencia además depende de la tensión de entrada, por ejemplo, si tenemos un LM7812, cuya tensión de salida es de 12v, con una tensión de entrada de digamos 20v, y una carga en su salida de 0,5A, multiplicando la diferencia entre la tensión de entrada y la tensión de salida por la corriente que circulara por la carga nos da los vatios que va a tener que soportar el integrado: