Reguladores de voltaje de la serie LM340

Un regulador de voltaje es uno de los circuitos electrónicos más utilizados en cualquier dispositivo. Un voltaje sincronizado (sin fluctuaciones ni niveles de ruido) es muy importante para el buen funcionamiento de muchos dispositivos electrónicos digitales. Como en el caso habitual de los microcontroladores, se debe suministrar un voltaje de entrada suave y regulado al microcontrolador para que funcione correctamente. Un regulador de voltaje se encuentra en dispositivos electrónicos; se consume para mantener el voltaje de la fuente de alimentación para garantizar que el voltaje permanezca dentro de los límites adecuados. Este artículo analiza los tipos de reguladores de voltaje y reguladores de voltaje de la serie Lm 340.

¿Qué es un regulador de voltaje?

Un regulador de voltaje es una máquina eléctrica o electrónica que mantiene el voltaje de una fuente de energía dentro de los límites apropiados. Se desea que el regulador de voltaje mantenga los voltajes dentro del rango prescrito que puede tolerar un dispositivo eléctrico que use ese voltaje. Tal dispositivo se usa comúnmente en vehículos de motor de todo tipo para garantizar un voltaje de salida igual desde el generador a la carga eléctrica y para cumplir con los requisitos de carga de la batería. Los reguladores de voltaje también se utilizan en dispositivos electrónicos donde las variaciones excesivas de voltaje pueden ser perjudiciales.

Regulador de voltaje serie LM340

El regulador de voltaje que utiliza el IC LM340 es el IC regulador de voltaje más utilizado. A continuación, se muestra un voltaje de referencia integrado en el diagrama de bloques del IC LM340.

Vref se impulsa desde la entrada no inversora del amplificador operacional. Hay diferentes etapas de ganancia de voltaje del amplificador operacional utilizado aquí. Esta alta ganancia ayuda al amplificador operacional a crear un voltaje de error entre los terminales inversor y no inversor hasta casi cero. Por lo tanto, el valor de la terminal de entrada inversora será similar al de la terminal no inversora, Vref. Por lo tanto, la corriente a través del divisor de potencial se puede escribir

Yo = Vref/R2

La resistencia R2, como se muestra en el diagrama, no es un componente externo conectado al IC, sino una resistencia interna, que el fabricante construye dentro del IC. Debido a las condiciones anteriores, la misma corriente fluye a través de R1. Entonces el voltaje de salida se puede escribir como

Vsal = Vref/R2 (R1 + R2)

Esto muestra que la salida del regulador también se puede controlar configurando los valores deseados para R1 y R2. El IC tiene un transistor de paso en serie, que es capaz de manejar más de 1,5 A de corriente de carga siempre que se proporcione suficiente disipación de calor.

Al igual que otros circuitos integrados, este circuito integrado también tiene apagado térmico y opciones de advertencia de corriente. El apagado térmico es una función que apaga el IC tan pronto como la temperatura dentro del IC excede su valor preestablecido. Este aumento de temperatura puede deberse principalmente a un voltaje externo excesivo, temperatura ambiente o incluso disipación de calor. El valor de temperatura de corte preestablecido para el LM340 IC es de 175 °C. Debido al apagado térmico y la limitación de corriente, los dispositivos de la serie LM 340 son casi indestructibles.

El diagrama anterior muestra la aplicación del LM340 IC como regulador de voltaje. Los pines 1, 2 y 3 son de entrada, salida y también tierra.

Si hay una cierta distancia (en cm) entre el IC y el condensador de filtro de la fuente de alimentación no regulada, puede haber un riesgo de oscilaciones no deseadas en el IC debido a los inductores de plomo en el circuito. Para suprimir esta oscilación innecesaria, el condensador C1 debe colocarse como se muestra en el circuito. El capacitor C2 a veces se usa para desarrollar la reacción transitoria del circuito.

Cualquier dispositivo de la serie LM 340 necesita un voltaje de entrada mínimo, que debe ser al menos 2-3 V más alto que el voltaje de salida regulado; de lo contrario, deja de regular. Además, hay una entrada de voltaje máximo debido a la disipación de energía excesiva.

Tipos de reguladores

Básicamente, existen dos tipos de reguladores de tensión: – Regulador de tensión lineal y regulador de tensión conmutable. En este artículo, solo se analiza el regulador de voltaje lineal. Los reguladores de voltaje lineal vienen en dos tipos: en serie y en derivación.

Regulador lineal

El regulador lineal actúa como un divisor de tensión. En la región óhmica, utiliza un FET. Las resistencias del regulador de voltaje varían con la carga, lo que da como resultado un voltaje de salida constante.

Ventajas del regulador de voltaje lineal

• Da baja tensión de ondulación de salida
• Rápido tiempo de respuesta de carga o cambios de línea
• Baja interferencia electromagnética y menos ruido.

Desventajas del regulador de voltaje lineal

• La eficiencia es muy baja
• Requiere un gran disipador de calor
• El voltaje por encima de la entrada no se puede aumentar

Regulador de voltaje en serie

Un regulador de voltaje en serie también se llama regulador de voltaje de paso en serie. Utiliza un elemento variable ubicado en serie con la carga. Debido a la falta de confiabilidad de las resistencias en el elemento en serie, la caída de voltaje en él se puede cambiar para garantizar que el voltaje en la carga permanezca constante.

La ventaja del regulador de voltaje en serie es que la cantidad de corriente consumida puede ser utilizada de manera eficiente por la carga, aunque parte de la corriente es consumida por cualquier circuito conectado al regulador. A diferencia del regulador de derivación, el regulador en serie no consume toda la corriente, incluso cuando la carga no necesita corriente. Como resultado, el regulador en serie es significativamente más eficiente.

Regulador de voltaje de derivación

Un regulador de voltaje de derivación funciona proporcionando un camino desde el voltaje de suministro a tierra a través de una resistencia variable. La corriente a través del regulador de derivación se desvía de la carga y luego fluye innecesariamente a tierra, lo que hace que esta forma sea generalmente menos eficiente que el regulador en serie. Sin embargo, es más simple y, a veces, consta de un diodo de referencia de voltaje; se usa en un circuito de muy baja potencia donde la corriente desperdiciada es demasiado baja para ser preocupante. Esta forma es muy general para circuitos de referencia de voltaje. Un regulador de derivación generalmente solo puede hundir (hundir) la corriente.

Aplicaciones de los reguladores de derivación

• Fuentes de alimentación conmutadas de bajo voltaje de salida
• Circuitos fuente y sumidero de corriente
• Amplificadores de error
• Fuentes de alimentación lineales y conmutadas adaptables en tensión o corriente
• Monitoreo de voltaje
• Circuitos analógicos y digitales que requieren referencias de precisión
• Limitadores de corriente de precisión

Estos son los reguladores de voltaje de la serie Lm340 y sus aplicaciones. Creemos que la información dada en este artículo es útil para comprender mejor este concepto. Los reguladores IC de segunda generación son dispositivos de tres terminales que pueden mantener constante el voltaje de salida. La serie LM340 es un caso típico de reguladores IC de segunda generación. Los voltajes regulados de la serie LM340 son de 5 a 24 V. Los dispositivos LM340 incluyen limitación de corriente y apagado térmico. Cuando un regulador IC está a más de unas pocas pulgadas del suministro, puede ser necesario conectar un condensador de derivación a través de la entrada del regulador. El voltaje de entrada de un dispositivo LM340 debe ser al menos 2 o 3 V mayor que la salida regulada.

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