Cada vez más los diseñadores de equipos electrónicos tienen que preocuparse por el consumo de energía, principalmente cuando la alimentación es hecha por pilas y baterías. Esto significa que existe una gran preocupación por los circuitos reguladores de tensión que deben presentar un mínimo de pérdidas. Estas pérdidas, normalmente son causadas por la caída de tensión en el dispositivo regulador. Esto significa que los diseños modernos deben utilizar reguladores que presenten bajas caídas de tensión o "low drop". Estos reguladores son los LDO o Low Drop Output y se pueden obtener en una infinidad de características e envolturas. En este artículo, seleccionamos algunos circuitos prácticos usando LDO.
Una gran cantidad de fabricantes tradicionales de circuitos integrados posee en su línea de productos LDO. Seleccionamos algunos circuitos de esos fabricantes, quedando por cuenta del lector navegar en los sitios de los mismos, para obtener mucha más información.
1. LT3080 1,2 V a 32 V con 1 A (Linear technology)
El primer circuito que destacamos hace uso del LT3080 de la Linear technology (www.linear.com) que consiste en un regulador de tres y cinco terminales disponible tanto en envoltura TO-220 como SOT-23 y que presenta una baja caída de tensión.
Su entrada puede llegar a los 40 V y la caída de tensión presentada en la conducción es de sólo 300 mV. En la figura 1 tenemos el circuito práctico de aplicación.
El resistor Rset tiene valores típicos en el rango de 100 k ohmios a 300 k ohms.
2. Fuente de Corriente Constante de 1,1 A (Linear Technology)
También utilizando el LT3080, tenemos en la figura 2 una fuente de corriente constante con una entrada de tensión de 10 V.
El ajuste de la corriente de salida depende de la resistencia de 1 ohm y se ajusta en un potenciómetro de 100 k ohms. Evidentemente, para los diversos tipos de envoltorios se deben proveer disipadores de calor apropiados. Es claro que serán menores que los de los equivalentes no LDOs, pues la caída de tensión y por lo tanto la disipación serán menores.
3. Regulador con Baja Resistencia de Ajuste (Linear Technology)
En la figura 3 tenemos un circuito regulador para tensiones de salida de 0,5 a 10 V con corrientes hasta 1,1 A, pero que hace uso de un resistor de ajuste de menor valor. Ver que es importante la baja tolerancia de los resistores para mantener la corriente de ajuste en 1 mA. La tensión de entrada para este circuito es de 12 V.
4. Regulador de 1,5 A (National Semiconductor)
El circuito integrado LP380502SD-ADJ consiste en un regulador de baja caída de tensión (LDO) con salida hasta 1,5 A suministrado en envoltura LLP-8. Los resistores R1 y R2 determinan la tensión de salida, teniendo como base el circuito de la figura 4.
La tensión de entrada puede quedar entre 3 y 5 V para una salida de 2,5 V obtenida con:
5. Regulador de 1,5 A con Alta Velocidad de Respuesta (National Semiconductor)
Diseñado para aplicaciones alimentadas por batería con tensiones de salida de 0,8 V a 1,2 V el regulador presentado se basa en el circuito integrado LP38855-x.x, donde el X.X determina la tensión de salida deseada para la aplicación. Esta tensión puede ser 0.8 o 1.2.
Las tensiones de polarización pueden oscilar entre 3,3 V y 5,5 V, lo que permite su utilización con microcontroladores. En la figura 5 tenemos el circuito típico de aplicación de ese regulador.
El circuito es estable con condensadores cerámicos de 10 uF y el circuito integrado está disponible en envoltorio TO-220 de 5 terminales o TO-263. La caída de tensión en el circuito integrado regulador es de sólo 130 mV con una corriente de carga de 1,5 A.
LP3855 Datasheet - ( https://br.mouser.com/_/?Keyword=LP38855&FS=True&utm_source=NewtonCBraga&utm_medium=display&utm_content=search )
6. Reguladores fijos y ajustables de 1 a (Fairchild)
Los circuitos integrados FAN1117A y FAN1117A-5 de Fairchild, consisten en reguladores fijos y ajustables para corrientes de hasta 1 A.
El FAN1117A-5 es un regulador fijo para una tensión de salida de 5 V que se suministra en envoltorio TO-220, SOT-223 y TO-252 de tres terminales. El FAN1117A puede tener su tensión de salida ajustada para tensiones de 9 V u otros valores a través de un divisor resistivo, como muestra la figura 6. Las tensiones pueden ser de 1,8 V, 2,5 V, 2,85 V, 3,3 V, 5 V hasta 9 V.
La regulación típica es de 0,05% (carga) y el dispositivo presenta una baja caída de tensión en la conducción. La limitación térmica de corriente es on-chip.
7. LDO para Circuitos de Ultra-Bajo Consumo (Texas Instruments)
La familia de circuitos integrados TPS797xx de Texas Instruments está destinada a la alimentación de circuitos de consumo muy bajo como los microcontroladores de la serie MSP430.
Estos circuitos integrados pueden suministrar una corriente de salida de 12 mA siendo estables con condensadores mayores que 0,47 uF y presentando una caída de tensión de sólo 0,125 V para una corriente de carga de 10 mA. En la figura 7 tenemos un circuito de aplicación típico de ese componente.
La corriente quiescente es de sólo 1,2 mA para una corriente de salida de 10 mA. La carcasa es el SC70 / SOT-323 de 5 pines y el dispositivo tiene una buena alimentación integrada. En la figura 8 tenemos una aplicación en la alimentación de un microcontrolador de bajo consumo como el MSP430 de Texas Instruments.
8. Reguladores fijos y ajustables de 5 A (ST Micro)
ST Microelectronics tiene en su línea de reguladores lineales de baja caída de tensión los tipos KD1084xx (fijo) y KD1084Axx, ajustables, con capacidad de suministrar corrientes hasta 5 A. Con 5 A de corriente de salida, la caída de tensión en estos dispositivos es de 1,3 V.
Las tensiones de salida disponibles en los fijos y ajustables son de 1,8 V, 2,5 V y 3,3 V con una tolerancia de salida del 1%. Los dispositivos se suministran en las envolturas TO-220, D2PAK y DPAK
En la figura 9 tenemos los circuitos de aplicación típicos para las versiones de tensión fija y de tensión ajustable. Para la versión de tensión ajustable tenemos la fórmula que permite calcular el divisor que determina la tensión de salida. La tensión máxima de entrada es de 12 V.
9. KFxxB - Regulador VLDO (ST Micro)
VLDO significa Very Low Dropout, consistente en un regulador con una caída de tensión muy baja. Los tipos de la serie KFxxB donde el XX determina la tensión de salida se suministran en envolturas SO-8 y DPAK con una caída de tensión de 0,4 V. La corriente de salida máxima que estos componentes pueden suministrar es de 500 mA.
En el modo de corriente quiescente muy baja, esta corriente es de sólo 50 uA. Las tensiones de salida disponibles son de 1,5, 2,5, 3, 3,3, 4,5, 5,2, 6 y 8 V.
Los dispositivos de esta serie, como muestra el circuito de la figura 10, necesitan un condensador de sólo 2,2 uF para operar con estabilidad. También tenemos el recurso del shutdown controlado por lógica externa y el rechazo de la tensión de alimentación es de 70 dB (tip).
10. ADP1706 / ADP1707 / ADP1708 - Reguladores CMOS (Analog Devices)
Los circuitos integrados ADP1706 / 7/8 de Analog Devices pueden suministrar corrientes hasta 1 A en configuración fija, mostrada en la figura 11 y en configuración variable, mostrada en la figura 12. El rango de tensiones de entrada va de 2,5 V a 5, 5 V y en la versión fija se pueden obtener16 tensiones fijas de 0,75 V a 3,3 V (para el ADP1706).
La caída de tensión es de 345 mV con una corriente de 1 A. en la versión de tensión de salida ajustable las tensiones posibles van de 0,8 V a 5,0 V para el ADP1708. La versión aDP1707 tiene la función de soft start.
El circuito es estable con condensadores cerámicos de 4,7 uF y cuenta con limitación de corriente y protección contra sobrecargas. Una habilitación controlada por lógica también está disponible. Las envolturas disponibles son el SOIC y el LFCSP de 3 x 3 mm con 8 terminales expuestos.
Conclusión:
Si bien tuvimos el cuidado de seleccionar componentes de los más modernos disponibles en los sitios de las empresas citadas, siempre ocurren nuevos lanzamientos. El artículo es de 2008.
Así, sugerimos al lector que antes de optar por uno de esos circuitos para un proyecto, busque en el sitio del fabricante correspondiente información sobre la posibilidad de que haya productos más modernos lanzados en los últimos días, los que pueden ser usados con ventajas.
En estos sitios, los lectores también pueden obtener documentación más completa sobre los componentes, como los propios datasheets y eventualmente las aplicaciones de aplicación.
