A fonte de alimentação recebida na extremidade da carga ou no final do consumidor tem flutuações nos níveis de tensão devido a cargas irregulares ou condições baseadas na rede elétrica local. Essas flutuações de tensão podem levar à redução da vida útil dos aparelhos elétricos e eletrônicos do consumidor ou danos às cargas. Então, é necessário proteger cargas de sobretensões e subtensões ou necessidade de fornecer uma tensão constante para as cargas e manter estabilidade na tensão do sistema usando a técnica de regulação. A regulação de tensão pode ser definida como manter a tensão constante ou manter o nível de tensão de um sistema dentro de limites aceitáveis em uma ampla gama de condições de carga e, portanto, os reguladores de tensão são usados para a regulação de tensão. Para regulação de tensão linear, e ocasionalmente regulador de tensão LM317 ajustável é usado onde a tensão não padrão é pretendida.
O que é o regulador de tensão?
A regulação de tensão em um sistema de alimentação pode ser alcançado usando um dispositivo elétrico ou eletrônico denominado regulador de tensão. Existem diferentes tipos de reguladores de tensão, como reguladores de tensão fixa e reguladores de tensão variável. Estes são novamente subdivididos em vários tipos, como reguladores eletrônicos de tensão,Eletromecânicareguladores, reguladores automáticos de tensão, reguladores lineares de tensão, reguladores de comutação, reguladores de tensão LM317, reguladores híbridos, reguladores SCR e assim por diante.
Regulador de voltagem
Regulador de tensão LM317
Regulador de tensão LM317
É um tipo de regulador de voltagem linear positivo usado para regulação de voltagem, que foi inventado por Robert C. Dobkin e Robert J. Widlar enquanto trabalhavam na National Semiconductor em 1970. É um regulador de voltagem ajustável de três terminais e é fácil de usar porque para definir a tensão de saída, são necessários apenas dois resistores externos no circuito regulador de tensão LM317. É usado principalmente para regulamentação local e no cartão. Se nos conectarmos um resistor fixo entre a saída e o ajuste do regulador LM317, então o circuito LM317 pode ser usado como um regulador de corrente de precisão.
Circuito regulador de tensão LM317
Os três terminais são pino de entrada, pino de saída e pino de ajuste. O circuito LM317 é mostrado na figura abaixo é um tYconfiguração típica do diagrama do circuito regulador de tensão LM317 incluindo os capacitores de desacoplamento. Este circuito LM317 é capaz de fornecer variáveis Fonte de alimentação DC com saída de 1A e pode ser ajustado em até 30V. O circuito consiste em um resistor de lado baixo e um resistor de lado alto conectados em série formando um divisor de tensão resistivo que é um circuito linear passivo usado para produzir uma tensão de saída que é uma fração de sua tensão de entrada.
Os capacitores de desacoplamento são usados para desacoplar ou evitar o acoplamento indesejado de uma parte de um circuito elétrico de outra parte. Para evitar o efeito do ruído causado por alguns elementos do circuito sobre os elementos restantes do circuito, o capacitores de desacoplamento no circuito são usados para lidar com o ruído de entrada e transientes de saída. Um dissipador de calor é usado com o circuito para evitar que os componentes fiquem superaquecidos devido à maior dissipação de energia.
Circuito regulador de tensão LM317
Recursos
Existem alguns recursos especiais do regulador LM317 e alguns são os seguintes:
- Ele é capaz de fornecer um excesso de corrente de 1,5A, portanto é conceitualmente considerado como um amplificador operacional com uma tensão de saída variando de 1,2 V a 37 V.
- O circuito regulador de tensão LM317 consiste internamente em proteção de sobrecarga térmica e constante de limitação de corrente de curto-circuito com a temperatura.
- Ele está disponível em dois pacotes como pacote de transistor de 3 derivações e D2PAK-3 de montagem em superfície.
- Armazenar muitas tensões fixas pode ser eliminado.
Funcionamento do circuito regulador de tensão LM317
O regulador LM317 pode fornecer corrente de saída em excesso e, portanto, com essa capacidade, é conceitualmente considerado como um amplificador operacional . O pino de ajuste é a entrada inversora do amplificador e para produzir uma tensão de referência estável de 1,25 V, uma tensão de referência de bandgap interna é usada para definir a entrada não inversora.
A tensão do pino de saída pode ser continuamente ajustada a um valor fixo usando um divisor de tensão resistivo entre a saída e o terra, que configurará o amplificador operacional como um amplificador não inversor.
Uma tensão de referência de bandgap é usada para produzir tensão de saída constante, independentemente das mudanças na alimentação de energia. É também chamada de tensão de referência independente da temperatura, freqüentemente usada em circuitos integrados.
A tensão de saída (idealmente) do circuito regulador de tensão LM317
Vout = Vref * (1+ (RL / RH))
Um termo de erro é adicionado porque alguma corrente quiescente flui do pino de ajuste do dispositivo.
Vout = Vref * (1+ (RL / RH)) + IQR
Para obter uma saída mais estável, o diagrama do circuito regulador de tensão LM317 é projetado de forma a tornar a corrente quiescente menor ou igual a 100 micro Amperes. Assim, em todos os casos práticos, o erro pode ser ignorado.
Se substituirmos o resistor do lado inferior do divisor do diagrama do circuito do regulador de tensão LM317 pela carga, a configuração resultante do regulador LM317 regulará a corrente para uma carga. Portanto, este circuito LM317 pode ser tratado como circuito regulador de corrente LM317.
Regulador de corrente LM317
A corrente de saída é a queda de tensão da tensão de referência através da resistência RH e é dada como
A corrente de saída no caso ideal é
Iout= Vref / RH
Considerando a corrente quiescente, a corrente de saída é dada como
Iout= (Vref / RH) + IQ
Esses reguladores de tensão linear LM317 e LM337 são freqüentemente usados em Conversor DC-DC formulários. Os reguladores lineares drenam naturalmente muita corrente conforme fornecem. A potência produzida devido à multiplicação desta corrente pela diferença de tensão entre a entrada e a saída será dissipada e desperdiçada na forma de calor.
Devido a isso, o calor deve ser considerado para um projeto significativo e leva à ineficiência. Se a diferença de tensão aumentar, a energia desperdiçada aumentará e, às vezes, essa energia residual dissipada será maior do que a energia fornecida.
Mesmo que isso seja insignificante, mas como os reguladores de tensão linear com alguns componentes adicionais são uma maneira simples de obter tensão estável, devemos aceitar esta compensação. Os reguladores de tensão de comutação são uma alternativa para esses reguladores lineares, pois esses reguladores de comutação são geralmente mais eficientes, mas exigem mais número de componentes para serem projetados e, portanto, precisam de mais espaço.
Espero que este artigo dê um breve resumo sobre o circuito regulador de tensão LM317 em funcionamento. Além disso, para quaisquer esclarecimentos sobre o reguladores de tensão e suas aplicações , você pode entrar em contato conosco postando seus comentários ou perguntas na seção de comentários abaixo.
