El documento describe la historia y uso de reguladores de voltaje lineales. En 1968, Fairchild lanzó el primer regulador de voltaje integrado en un solo circuito. Desde entonces, se han desarrollado reguladores de voltaje fijos y ajustables, incluidos los populares LM317 y series 7800. Los reguladores de voltaje proporcionan una salida estable de voltaje para alimentar circuitos electrónicos.

1. FUENTE REGULADA CON DISPLEY DE 7 SEGMENTOS
RESUMEN:
La historia de los reguladores de voltaje lineales empieza por la necesidad de
simplificar el proceso de entrega de un voltaje regulado, con el menor tiempo de
diseño posible.
En 1968 la empresa Fairchild logró integrar en un solo circuito integrado el uA 723,
un amplificador operacional, un diodo zener, unas resistencias y unos transistores,
logrando así el primer regulador monolítico que aún se utiliza ampliamente.
Este circuito viene con circuitos internos de protección. Su capacidad de entrega de
corriente es limitada por lo que el diseñador debe aumentarle transistores
externos para aumentar su capacidad.
También debe adicionar una resistencia para limitar la corriente a un valor aceptable
en caso de que haya un cortocircuito en la salida.
Es desde este momento se inicia la carrera para el diseño de un circuito regulador
de voltaje fijo de 3 terminales. Esta carrera fue ganada por la National
Semiconductor con el LM309.
Poco después la Fairchild sacó la serie7800 (comenzó con el 7805, que da una
salida de 5 voltios). En ambos casos sólo es necesario conectar a la entrada la
fuente de tensión no regulada y a la salida la carga. Se pone en la entrada y la salida
unos capacitores desacopladores para mejorar el rendimiento.
Aparecen los reguladores de voltaje fijos de 3 terminales de 6, 8, 9, 12, 15, 18 y 24
voltios.
La filosofía de diseño cambió de diseñar un regulador general para todo el sistema
(todas las tarjetas), sino que cada tarjeta tenía su propio regulador de
voltaje integrado.
El diseño se hacía mucho más sencillo y se evitaba la pérdida de energía.
El regulador ajustable positivo LM117
Con la popularidad que ya tenían los reguladores de voltaje fijo lo normal y la
necesidad del mercado hacían tomar el paso lógico de diseñar un regulador de
salida variable y de excelente rendimiento. Poco después de la salida del LM117,
salió al mercado el LM137 que tenía una salida variable negativa. Poco después
apareció el popular LM317.
Hoy en día se encuentran sin dificultad en el mercado ambos tipos de reguladores
tanto de la serie 78XX como de la serie LMXXX

2. En este proyecto comprenderemos el papel que cumple el regulador monolito de
Voltaje Servo Estabilizadores y Estáticos
La fuente de voltaje variable con el LM317T es una fuente de voltaje ideal para
personas que necesitan una salida de voltaje variable (1.5 V a 15.0 Voltios) con
capacidad de entrega de corriente continua de hasta de 1.5 Amperios.
Si se utiliza el LM317 solo se obtienen 500 mA a la salida, suficiente para
muchas aplicaciones, pero en este caso utilizamos elLM317T que porque puede
entregar más corriente.
Este dispositivo tiene protección contra sobre corrientes que evita el integrado se
queme accidentalmente debido a un corto circuito.
El voltaje de salida depende de la posición que tenga la patilla variable
del potenciómetro de 5 KΩ, patilla que se conecta a la patilla de AJUSTE del
integrado. (COM)
El LM317 es un regulador de tensión ajustable de tres terminales, capaz de
suministrar en condiciones normales 1.5 A, en un rango que va desde 1,2 hasta
37 Voltios. Es uno de los primeros reguladores ajustables de la historia; el primero
que salió fue el LM117, y más tarde el LM137 el cual tenía una salida negativa;
después le siguió el LM317 siendo notablemente popular
Para su empleo solo requiere dos resistores exteriores para conseguir el valor de
salida. De hecho la línea de carga y regulación es mejor que en los reguladores
fijos. Además de las mejores características respecto a los reguladores fijos,
dispone de protección por limitación de corriente y exceso de temperatura, siendo
funcional la protección por sobrecarga, incluso si el terminal de regulación está
desconectado. Normalmente no necesita condensadores mientras esté a menos de
15 centímetros de los filtros de alimentación. Dado que es un regulador flotante y

3. solo ve la entrada a la salida del voltaje diferencial, se puede utilizar para regular
altas tensiones mientras no se supere el diferencial de entrada/salida (40V).
La tensión entre la patilla ajuste y salida es siempre de 1,25 voltios (tensión
establecida internamente por el regulador), y en consecuencia la corriente que
circula por el resistor R1 es: IR1 = V / R1 = 1,25/R1
Esta misma corriente es la que circula por R2. Entonces la tensión en R2: VR2 =
IR1 x R2. Si se sustituye IR1 en la última fórmula se obtiene la siguiente ecuación:
VR2 = 1,25 x R2 / R1.
Como la tensión de salida es: Vout = VR1 + VR2, entonces: Vout = 1,25 [V] + (1,25
x R2 / R1)[V] simplificando (factor común) Vout = 1,25(1+R2 / R1) [V]
De esta última fórmula se ve claramente que si modifica R2 (resistencia variable),
se modifica la tensión Vout
En la fórmula anterior se ha despreciado la corriente (IADJ) que circula entre la
patilla de ajuste (ADJ) y la unión de R1 y R2. Esta corriente se puede despreciar,
tiene un valor máximo de 100 uA y permanece constante con la variación de la carga
y/o de la tensión de entrada.
Con el propósito de optimizar la regulación, el resistor R1 se debe colocar lo más
cercano posible al regulador, mientras que el terminal que se conecta a tierra del
resistor R2 debe estar lo más cercano posible a la conexión de tierra de la carga
El transformador debe de tener un secundario con un voltaje lo suficientemente alto
como para que la entrada al regulador IN se mantenga 3 voltios por encima de su
salida OUT a plena carga, esto debido a requisitos de diseño del circuito integrado.
En este caso se espera obtener, a la salida, un máximo de 15.0 voltios lo que
significa que a la entrada del integrado debe de haber por lo menos 18.0 Voltios.
Se puede poner un diodo entre los terminales de salida y entrada para proteger al
regulador de posibles voltajes en sentido opuesto.
Para obtener un voltaje de 18 voltios en la entrada IN se debe tener un
transformador con un voltaje de: 18 voltios /1.41 = 12.77 Voltios a.c..
Normalmente se encuentran transformadores con un voltaje en el secundario de
12.6 voltios, lo que significa que el voltaje final máximo que se puede obtener con
este regulador es el esperado.

4. Esto se hace debido a que cuando la fuente de voltaje se apaga, algunas veces el
voltaje de salida se mantiene alto por más tiempo que el voltaje de entrada. Se pone
el cátodo hacia la patita IN y el ánodo hacia la patita OUT
Un capacitor electrolítico de 100uF se coloca a la salida para mejorar la respuesta
transitoria, y un capacitor de 0.1uF (no se encuentra en el diagrama) se recomienda
colocar en la entrada del regulador si éste no se encuentra cerca del capacitor
electrolítico de 4,700uF.
Ver la configuración de patillas del LM317 en el diagrama.
La elevación de tensión con la serie 78XX
Recordemos que, cuando conectamos un grupo de resistencias en serie, cada una
provoca una caída de tensión que es proporcional al valor de la resistencia.
En el supuesto de que las resistencias sean iguales, la caída de tensión en cada
resistencia será la misma
Los circuitos integrados reguladores, no son más que una fuente de
alimentación estabilizada mediante un diodo zener, y este zener está colocado
entre las patillas In y Adj del integrado.

5. Para entender por qué realzamos la tensión de salida de un circuito integrado de
este tipo, cuando en su entrada "Adj" colocamos un diodo o una resistencia, vamos
a partir de un supuesto práctico, veamos el siguiente circuito
En el gráfico de la izquierda vemos una fuente de alimentación estabilizada
mediante diodo zener, a fines de entender el supuesto que nos ocupa, hemos
considerado un circuito en el que hay una línea común, los 0V, y dos positivas de
+10V y +25V referenciadas a esos 0V.
Si nosotros colocamos el zener entre la línea de +25V y la línea de 0V, tal y
como vemos en el gráfico, las salidasque obtendremos serán de +5V y +10V
(siempre referidas a la línea de 0V).
El circuito equivalente con un integrado regulador lo vemos en la figura de la
derecha.
Si, ahora, nosotros el zener lo disponemos entre la línea de 10V y la de 0V,
obtendremos en la salida +25V y +5V.
El esquema de este circuito y su equivalente con un integrado regulador
lo vemos en la figura de abajo.
Los reguladores de tensión monolíticos comprenden a una gran variedad de CIs. Contienen
una referencia de tensión, un amplificador-comparador de error, dispositivos de control y
circuitería de protección, todo ello en un simple circuito monolítico. Proporcionan una tensión
de salida fija positiva (reguladores detensión positivos), fija negativa (reguladores de tensión
negativos) o ajustable a través de potenciómetros.

6. I. FUNDAMENTO TEORICO:
Reguladores fijos
Los reguladores de tensión típicos de tres terminales tienen un terminal para la
entrada no regulada (IN), la salida regulada (OUT) y tierra (COMMON) y están
ajustados para proporcionar una tensión de salida constante tal como +5V o +15 o
–15V.
En la mayoría de las aplicaciones se requiere una tensión fija y estable de un
determinado valor. La línea de reguladores ideales para este tipo de necesidades
es la conocida como LM78XX. Las primeras letras y dos números corresponden a
la denominación, mientras que las dos últimas XX deben ser reemplazados por la
tensión de salida requerida. Las tensiones disponibles de observan en la siguiente
tabla:
Número
Tensión de
salida
LM7805 5 Voltios
LM7806 6 Voltios
LM7808 8 Voltios
LM7809 9 Voltios
LM7812 12 Voltios
LM7815 15 Voltios
LM7818 18 Voltios
LM7824 24 Voltios
LM7830 30 Voltios
Cada uno de estos dispositivos posee sólo tres terminales, una corresponde a la
entrada de tensión no regulada, otra es la salida regulada y la restante es la masa
común a ambas.

7. Reguladores de tensión variable
En ciertas ocasiones, sobre todo cuando realizamos alguna aplicación de
laboratorio, es necesario disponer de una fuente que posea una tensión de salida
regulable.
Como no podía ser de otra forma existen distintas formas muy simples de
realizarlas con reguladores integrados. La primera forma que veremos es a través
de la utilización de la, a esta altura conocida, serie LM78XX.
Este diseño sirve tanto para generar una fuente regulable, como para una fuente
fija que provea un valor de tensión no convencional. Por ejemplo, a través de este
circuito es factible el desarrollo de una fuente fija de 7,2V con todas las ventajas que
los reguladores integrados ofrecen. Un posible diseño es el siguiente:
El principio de funcionamiento de esta configuración no resulta para nada
complicado. Entre sus terminales GND y OUT del regulador se desarrolla una
tensión de XX voltios (recordar el significado de las equis). Esta tensión aparece
sobre los bornes de R1 desarrollándose así una corriente I de XX/R1 amperios.
Ahora bien, la tensión de salida es I*(R1+R2), ósea (XX/R1)*(R1+R2). Es decir que,
la tensión de salida es de XX*(R2/R1+1) voltios.
Si R2 es un potenciómetro, entonces disponemos de una fuente de tensión
regulable. Basta variar R2 para que la tensión de salida variara a un valor deseado.
Una vez fijado este valor, se mantiene casi constante ya que sólo depende XX
(salida del regulador) que es casi constante. Si, por el contrario, R2 es una
resistencia fija,
La tensión de salida se mantendrá casi constante en el valor prefijado creando así
una fuente de tensión de un valor no estándar.
Un detalle importante a resaltar, que surge de la observación del término entre
paréntesis de la expresión de salida, es que la tensión de salida mínima es la propia

8. tensión nominal del regulador, cualquiera sea la relación R2/R1 escogida. Es por
este motivo, y teniendo en cuenta que la mínima tensión nominal de la línea
78/79XX es de cinco voltios, que este diseño no es útil para el diseño de una fuente
de tensión versátil de laboratorio. Para ello recurriremos a otro tipo de regulador
integrado. Amplificaciónde la corriente de salida .Como ya comentamos, la corriente
de salida de un regulador integrado de este tipo es, en el mejor de los caso, de dos
amperios. Este valor puede resultar insuficiente para algunas aplicaciones de
potencia. Es por este motivo que, a través del agregado de algunos componentes,
amplificaremos la corriente de salida hasta casi cualquier valor. El principio básico
es el siguiente:
Observando con detenimiento el diseño, se notará que la corriente de salida circula
ahora también por RL. Al hacer esto provoca una caída de tensión sobre esta
resistencia que, es a su vez, la tensión VBE que se aplica al transistor T1. Cuando la
mencionada tensión que cae sobre RL sea levemente superior a 0,6 voltios T1
comenzará a conducir, evitando de esta forma el grueso de la corriente pase por el
regulador. De esta forma, y con el uso de uno o varios transistores adecuados, se
puede obtener a la salida del regulador casi cualquier corriente.
El cálculo de RL Resulta, según lo indicado arriba, muy sencillo. Entonces será:
RL=VBE/IL
Especificaciones de los reguladores de tensión
A continuación, se describen algunas especificaciones de los reguladores de
tensión que aparecen en las hojas de características:
 Regulación de línea ( regulation). La regulación de línea es una medida de
la capacidad del circuito para mantener la tensión de salida bajo condiciones
de variación de la entrada. En el caso de reguladores de tensión, la entrada
se obtiene generalmente a partir de la señal de la red y tiene un rizado
significativo. Si la tensión de entrada de baja calidad es Vi y la tensión de
salida estabilizada es Vo, la regulación de línea (Regline) se define como:

9.  Regulación de carga (load regulation). La regulación de carga es una
medida de la capacidad del circuito para mantener la tensión de salida
aunque cambie la corriente IL absorbida por la carga. Si el circuito fuera una
fuente de tensión ideal, su salida debería ser independiente de IL. Por tanto,
la regulación de la carga está directamente relacionada con la resistencia de
salida equivalente del circuito. La regulación de carga (Regload) se define
como:
donde VNL es la tensión de salida sin carga y VFL es la tensión de salida a
máxima carga.
 Tensión de referencia (reference voltage). Tensión de referencia del
regulador utilizada para ajustar la tensión de salida.
 Corriente de ajuste (ajustment pin current). Corriente de salida por el
terminal ADJUSTMENT.
 Corriente de salida mínima (miminum output current). Corriente mínima
de salida por el terminal OUT. Esta corriente ser asegurada para el correcto
funcionamiento del regulador de tensión.
 Corriente de salida máxima (current limit). Máxima corriente de salida que
puede proporcionar el regulador antes que se active el circuito de protección.
 Tensión “Dropout” (dropout voltage). El voltaje de “dropout” es la mínima
diferencia de tensión entre la entrada y la salida dentro de la cual el circuito
es todavía capaz de regular la salida dentro de las especificaciones.
Así, por ejemplo, para I=1A, el µA7805 tiene un voltaje de “dropout” de 2V
(typ), 2.5V (max). Esto significa que para una salida garantizada de 5V, Vi
debe ser mayor que 7.5V. Los siguientes reguladores tienen un “dropout” de

10. 0.6V: L487 y L4700 (SGS), LM2931 y LM2935 (National Semiconductor) y
LT1020 (Linear Technology).
Tensión máxima diferencial entrada-salida (Input-Output Voltage
Differential). Los reguladores de tensión tienen limitado el máximo de
tensiones de entrada y salida con que pueden operar.
Por ejemplo, el LM117 tiene una tensión diferencial entrada-salida (Input-
Output Voltage Differential) máxima Vi-Vo = 40V. Esto significa que si
Vo=1.25 V, la tensión de entrada Vi no debe superar los 41.25 V.
II. MATERIALES:
III. Resistenciasde 470 ohms
IV. Resistencias de 220 ohms
V. Resistencias de 0.22 ohms

11. VI. CONDENSADOR CERÁMICO DE 0.1p
VII. CONDENSADOR ELECTROLÍTICO DE 10uf, de 26v a 30v
VIII. CONDENSADOROES ELECTROLÍTICO DE 10000uf, 26v a 50v
IX. DIODO LED ROJO

12. I. DIODO LED VERDE
II. POTENCIOMETRO 1K
III. TIP 3055 y 2955

13. IV. BC 548 y 558
CONCLUCIONES
La función de la fuente de alimentación elaborada en el
proyecto es la de probar todos los circuitos que funcionen entre
12 y 220v brindándoles energía y así reemplazar a las pilas
comunes.
La fuente se utiliza de acuerdo con el uso final que va a tener.
Es decir, según los requerimientos de estabilidad y rendimiento
que tenga la carga a alimentar.
Todos los componentes desde el transformador hasta el filtro
tienen una función importante a la hora de elaborar una fuente
de alimentación.
El uso de placas o circuitos impresos nos facilita la tarea de
integrar los componentes del circuito además de asegurarlos
pues los mismos ya no son soldados a la placa, además de
que se pueden corregir simplemente extrayendo el
componente malogrado