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segunda-feira, 29 de abril de 2019

Reguladores de Tensão Lineares. O que são e como funcionam!

Reguladores de Tensão Lineares. O que são e como funcionam!

Olá a Todos!!!!

O mundo da tecnologia está andando muito rápido, e novos dispositivos sendo lançado a cada dia, com o aumento da demanda e as inovações de diminuição do tamanho dos dispositivos, traz consigo um grande problema para os circuitos mais sensíveis, como os Microcontroladores, Circuitos Integrados, Microprocessadores, etc..., que precisam de uma tensão estável e contínuo. Nesses circuitos os reguladores de tensão são utilizados de forma abrangente atualmente, por serem pequenos precisos, e de baixo custo. 

O que é um Regulador Linear?

Um regulador linear é um Circuito Integrado que tem agregado internamente um circuito ativo (como um transistor de junção bipolar, transistor de efeito de campo ou uma válvula termiônica) que opera em sua região linear mantendo uma tensão constante na saída, independentemente da tensão de entrada. Os reguladores de baixa saída ou LDO são reguladores lineares de Corrente contínua DC que podem regular as tensões de saída mesmo quando a tensão de alimentação esteja próxima da tensão de saída, porém nunca menor. As tensões operacionais mais comuns utilizados são 3,3V, 5V e 12V e em alguns casos 1,4V, e isso torna os reguladores lineares componentes tão utilizado em uma grande gama de dispositivos, ou aplicações que requeiram baixa potência. 

Como Funcionam os Reguladores Lineares?

Os Reguladores Lineares funcionam como uma válvula reguladora que controla tensão de entrada Vin que sempre é maior que a tensão de saída Vout que se desejada. Para gerar uma tensão na saída constante em um circuito em resposta as variações da tensão de entrada os reguladores utilizam um comparador para fazer essa leitura e compensar o diferencial fazendo com que essa saída sempre esteja com os valores de tensão em acordo com o desejado, como podemos analisar na imagem tirada do datasheet na Figura 2

Fig. 2 - Datasheet interno do componente regulador de tensão
Regulador de Tensão é feito para agir como um resistor variável, com sua resistência interna que varia de acordo com a carga, tem-se um comparador que faz a leitura da tensão de entrada com a tensão de saída e regula segundo esse diferencial, ajustando continuamente uma rede divisora ​​de tensão para manter uma tensão de saída constante e continuamente dissipando a diferença entre a entrada e as tensões reguladas como calor residual, resultando em uma tensão de saída estabilizada.

Vantagens de utilização dos Reguladores de Tensão

Por ser versátil, e de fácil utilização, por ter suas configurações de apenas 3 Pinos; entrada, ajuste e saída,  além de um baixo custo e com encapsulamento pequeno, pequeno dropout, resposta transitória rápida, alta precisão, proteção de sobre-corrente, proteção de alta temperatura, proteção contra curto-circuito, esse tipo de componente são bastante utilizadas em uma margem grande de circuitos eletrônicos. 

Desvantagens de utilização dos Reguladores de Tensão

Mesmo sendo fáceis de usar, simples e baratos, os reguladores lineares não são dotados de uma boa eficiência, pois eles convertem toda a diferença entre a tensão de entrada e saída, em calor, além do mais, a potência dos reguladores são bastante limitadas. Como o seu funcionamento é equiparado com um resistor para estabilizar a tensão, ele acaba desperdiçando uma grande quantidade de energia convertendo a corrente resistida em calor. É por isso que os reguladores de tensão linear são ideais para aplicações em que os requisitos de energia são baixos e a diferença entre as tensões de entrada e saída é mínima.

Podemos entender esse balanceamento entre a eficiência seguindo uma equação simples de se aplicar:
Equação da potência dissipada em um regulador linear é:
De = Dissipação de energia
Vin = Tensão de entrada
Vout = Tensão de saída
Ac = Corrente da carga



De = (Vin - Vout) x Ac  

Para melhor entendimento faremos uma analise comparando as duas situações diferentes dos reguladores de tensão:
Com uma tensão de entrada de 10 volts que é reduzida para 5 volts com um regulador de tensão LM7805, cuja corrente é de 1 Amper, a potência dissipada é de 5 watts, e nesse caso temos a eficiência de 50% da carga reduzida.
E se utilizarmos o mesmo regulador com uma tensão entrada de 7 volts para ter a mesma saída de 5 volts,  teremos a potência dissipada de apenas 2 watts, isso nos dará 71% de eficiência.

Reguladores Lineares Fixos

Existem uma gama de reguladores lineares fixo, os mais conhecidos são os da linha LM78XX, pela qual XX será a tensão do regulador que variam entre: 5V, 9V, 12V, 15V, 18V, 24V... que são reguladores de voltagem linear mais populares atualmente, pela facilidade de operação e baixo custo.
Os reguladores de tensão também trabalham para proteger os circuitos eletrônicos de qualquer dano potencial. Assim como os reguladores variáveis, os fixos tem os mesmos parâmetros que os ajustáveis, eles são dotados de proteção contra Curto-Circuito, contra Sobre-Tensão, Sobre-Corrente, e proteção contra Sobre-Temperatura.

E por hoje é só, espero que tenham gostado!!!

Qualquer dúvida, digita nos comentários que logo estaremos respondendo.

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Forte abraço.

Deus vos Abençoe

Shalom


2 comentários:

  1. Respostas
    1. Olá
      Ficamos muito agradecidos pelo seu Feedback.
      Lhes convido também para se inscrever em nosso canal do youtube e nas nossas redes sociais, no menu superior tem nossas redes sociais e nosso canal do youtube.
      Forte abraço.

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