Afinal o que é um regulador de tensão? Os reguladores de tensão são componentes, geralmente composto de semicondutores, como diodos e circuitos integrados, e sua finalidade é manter a tensão de saída do circuito. Sua principal função é manter a tensão gerada pelo gerador dentro da faixa exigida pela bateria ou pelo sistema de alimentação.
O Regulador de Tensão é em componente utilizado em circuitos onde é preciso assegurar uma tensão elétrica contínua ou até mesmo o controle de uma tensão menor em circuitos eletrônicos.
Por exemplo, se você tiver um regulador de tensão da série 78xx consegue fornecer tensões de saída de 5 a 24 volts, a partir de uma tensão de entrada de até 35 volts.
Escolher o tipo certo de regulador de tensão é muito importante, saiba que dependendo do seu projeto um modelo de regulador errado pode pôr tudo a perder e estragar os seus circuitos.
Os reguladores de tensão não podem gerar eletricidade. A tensão de entrada deve ser sempre superior à tensão nominal regulada. Dependendo do projeto, ele pode ser usado para regular uma ou mais tensões CA ou CC.
Os reguladores de tensão são uma característica comum em muitos circuitos para garantir que uma tensão constante e estável seja fornecida a componentes eletrônicos sensíveis. O modo como eles operam é típico de muitos circuitos analógicos, o uso criterioso e elegante do feedback para ajustar a saída ao nível desejado.
Visão geral
Antes de falarmos sobre os diferentes tipos de regulador de tensão vamos esclarecer melhor o que é esse dispositivo e como ele funciona.
Um regulador de tensão é um dispositivo, normalmente composto por semicondutores, tais como diodos e circuitos integrados, que tem por finalidade a manutenção da tensão de saída de um circuito elétrico.
A função principal de um regulador de tensão é manter a tensão produzida pelo gerador dentro dos limites exigidos pela bateria ou sistema elétrico que está alimentando.
Ou seja, você deve saber que um regulador de tensão é incapaz de gerar energia. A tensão de entrada deve ser sempre superior à sua tensão de regulagem nominal.
E dependendo do projeto que você esteja planejando um regulador de tensão pode ser aplicado para regular uma ou mais tensões AC ou DC.
Quanto ao seu funcionamento de um regulador de tensão, podemos destacar que são constituídos de três terminais: entrada, saída e terra. A sua função é basicamente diminuir o valor de entrada para uma tensão especifica na saída.
É importante que você entenda que essa tensão de saída já vem especificada da fábrica e cada modelo de regulador de tensão possui suas tensões de entrada e saída específicas, bem como a corrente.
Um regulador de tensão consegue manter a tensão de saída constante mesmo que ocorram mudanças na tensão de entrada ou na corrente de saída.
Portanto, o regulador de tensão pode ser projetado com componentes discretos ou podem ser adquiridos na forma de circuitos integrados (CI),os quais são bem mais precisos além de ocupar um menor espaço por serem mais compactos.
Quando uma tensão estável e confiável é necessária, os reguladores de tensão são os componentes principais.
Os reguladores de tensão absorvem uma tensão de entrada e criam uma tensão de saída regulada, independentemente da tensão de entrada em um nível de tensão fixo ou ajustável (selecionando os componentes externos corretos).
Essa regulação automática do nível de tensão de saída é tratada por várias técnicas de feedback, algumas tão simples quanto um diodo Zener, enquanto outras incluem topologias de feedback complexas que podem melhorar o desempenho, a confiabilidade, a eficiência e adicionar outros recursos, como aumentar a tensão de saída acima da tensão de entrada. o regulador de tensão.
Como funciona um regulador de tensão linear
Manter uma tensão fixa com uma entrada desconhecida e potencialmente barulhenta (ou pior) requer um sinal de feedback para saber quais ajustes precisam ser feitos.
Os reguladores lineares usam um transistor de potência (BJT ou MOSFET, dependendo do componente usado) como um resistor variável que se comporta como a primeira metade de uma rede divisora de tensão.
A saída do divisor de tensão é usada como feedback para acionar o transistor de potência adequadamente, para manter uma tensão de saída constante. Infelizmente, como o transistor se comporta como um resistor, ele desperdiça muita energia convertendo-o em calor, geralmente muito calor.
Como a energia total convertida em calor é igual à queda de tensão entre a tensão de entrada e a tensão de saída multiplicada pela corrente fornecida, a energia dissipada pode frequentemente ser muito alta e exigir bons dissipadores de calor.
Uma forma alternativa de um regulador linear é um regulador de derivação, como um diodo Zener. Em vez de agir como uma resistência em série variável, como o típico regulador linear, um regulador de derivação fornece um caminho para o terra para que a tensão (e a corrente) em excesso flua.
Infelizmente, esse tipo de regulador geralmente é ainda menos eficiente do que um regulador linear de série típico e só é prático quando é necessária e fornecida muito pouca energia.
Como funciona um regulador de tensão de comutação
OS reguladores de tensão de chaveamento trabalham com um princípio totalmente diferente dos reguladores de tensão lineares.
Em vez de atuar como um dissipador de tensão ou corrente para fornecer uma saída constante, um regulador de comutação armazena energia em um nível definido e usa feedback para garantir que o nível de carga seja mantido com o mínimo de ondulação de tensão.
Essa técnica permite que o regulador de comutação seja muito mais eficiente que o regulador linear, ativando um transistor totalmente (com resistência mínima) somente quando o circuito de armazenamento de energia precisar de uma explosão de energia.
Isso reduz a energia total desperdiçada no sistema à resistência do transistor durante a comutação, à medida que transita de condução (resistência muito baixa) para não-condução (resistência muito alta) e outras pequenas perdas de circuito.
Quanto mais rápido um regulador de comutação comuta, menor capacidade de armazenamento de energia é necessária para manter a tensão de saída desejada, o que significa que componentes menores podem ser usados.
No entanto, o custo de comutação mais rápida é uma perda de eficiência à medida que mais tempo é gasto na transição entre os estados condutor e não condutor, o que significa que mais energia é perdida devido ao aquecimento resistivo.
Outro efeito colateral da comutação mais rápida é o aumento do ruído eletrônico gerado pelo regulador de comutação.
Ao usar diferentes técnicas de comutação, um regulador de comutação pode reduzir a tensão de entrada (topologia buck), aumentar a tensão (topologia boost) ou ambos reduzir ou aumentar a tensão (boost buck) conforme necessário, manter a tensão de saída desejada o que torna os reguladores de comutação uma ótima opção para muitas aplicações alimentadas por bateria, uma vez que o regulador de comutação pode aumentar ou aumentar a tensão de entrada da bateria quando ela descarregar.
Isso permite que os componentes eletrônicos continuem funcionando muito além do ponto em que a bateria poderia fornecer diretamente a voltagem correta para o circuito funcionar.
Outros tipos
Também há os reguladores eletromecânicos, nos quais a mudança alternada da corrente é realizada através da abertura e o fechamento de um contato móvel, pressionado contra um contato fixo pela atuação de uma mola.
Ou seja, quando a tensão nominal for ultrapassada, um eletroímã, motivado pela tensão do alternador e agindo contra a força da mola, abre os contatos móveis.
Em seguida, um resistor é ligado ao circuito da corrente de excitação, o que diminui esta corrente permitindo que ocorra uma queda de tensão no alternador.
E quando a tensão do alternador diminuir além da tensão nominal, a força da mola sobrepõe a força do eletroímã e faz com que os contatos se fechem novamente.
É por toda essa intrincada mecânica de funcionamento que ele é um regulador de tensão eletromecânico.
E por fim, há o regulador de tensão eletrônico o qual não possui contatos móveis, o que minimiza o seu desgaste.
Neste regulador são empregados os diodos, transistores, resistores e capacitores instalados numa placa de circuito impresso para fazer a regulação da tensão de forma eletrônica.
QUAL A VANTAGEM DE TER UM REGULADOR DE TENSÃO ELETRÔNICO?
Com a utilização dos componentes eletrônicos, o regulador de tensão adquire um tamanho bem inferior ao regulador eletromecânico.
De forma resumida, podemos dizer que o seu funcionamento ocorre quando a tensão for inferior a um valor estipulado, a saída de corrente de excitação será energizada e quando a tensão for maior que o valor estipulado a saída de corrente de excitação será desenergizada.
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Perguntas Frequentes
Como funciona o regulador de tensão 7805?
O regulador de tensão 7805 pode ser usado em fontes de alimentação, carregadores e circuitos em geral, fornecendo uma tensão fixa de 5V na saída. O regulador é um componente de fácil aplicação nos mais variados circuitos, e regula a tensão de entrada, entre 7,5 e 20V, para uma tensão de saída estável de 5V.
O que faz um regulador de tensão?
Sua função principal é manter a tensão produzida pelo gerador dentro dos limites exigidos pela bateria ou sistema elétrico que está alimentando. Um regulador de tensão é incapaz de gerar energia. A tensão de entrada deve ser sempre superior à sua tensão de regulagem nominal.
Qual é a função do regulador de tensão?
Sua função principal é manter a tensão produzida pelo gerador dentro dos limites exigidos pela bateria ou sistema elétrico que está alimentando. Um regulador de tensão é incapaz de gerar energia. A tensão de entrada deve ser sempre superior à sua tensão de regulagem nominal.
Como medir um regulador de tensão?
Pressionar as ponteiras do multímetro em cada anel coletor do rotor, o valor encontrado pode variar entre 2,0 Ohms e 4,5 Ohms para linha 12V e entre 8,0 Ohms e 15 Ohms para linha 24V. Valores inferiores ao mínimo influenciarão na queima prematura do regulador de tensão.