Reguladores

Electrónica Industrial · CTP · Fuentes de alimentación

Reguladores fijos y variables, LDO, LDF/LDFM, LM317/LM350

Temario MEP: bloques de la fuente lineal, parámetros y datasheet, simbología, fuente ±, transistor de refuerzo, protecciones externas y detección de fallas. Teoría, esquemas y videos.

1. Fuentes de alimentación: fija y regulada linealmente

Una fuente de alimentación de CC convierte la red (120/240 V AC) en una o varias tensiones continuas para alimentar circuitos. Según cómo termine, se clasifica así:

TipoQué entregaEjemplo de taller
No regulada (bruta)Trafo + puente + capacitor. Varía con la red y la carga. Hay rizado.12 V “nominales” que en vacío son 16 V
Fija reguladaUn CI impone un valor comercial único: +5, +12, −12 V.7805, 7812, 7912, AMS1117-3.3
Variable reguladaEl técnico fija VOUT con dos resistencias o un potenciómetro.LM317, LM350, LM337
“Regulada linealmente” significa que el elemento de control (el chip) trabaja en zona lineal y quema la diferencia VIN−VOUT en calor. No conmuta. Es silenciosa, simple y poco eficiente a corriente alta.

2. Bloques funcionales de la fuente lineal

1. Trafo aislamiento 2. Rectificador puente 3. Filtro C electrolítico 4. Regulador 78 / 317 / LDO 5. Protección fusible, diodos 6. Carga VOUT estable Si falla un bloque, el síntoma cambia: rizado, VOUT = VIN, 0 V o chip caliente.

Características funcionales de cada bloque

BloqueFunciónQué medir
TransformadorBaja tensión y aísla de la red.VAC secundario en vacío y con carga
RectificadorAC → pulsante. Caída ≈ 1,4 V en puente.Diodos, continuidad, fugas
FiltroReduce rizado. Vpico ≈ VAC·√2 − VdiodosVDC y rizado en escala AC
ReguladorFija VOUT ante cambios de red y de carga.VIN, VOUT, dropout, temperatura
ProtecciónFusible, diodos de descarga, mica, disipador.Continuidad del fusible, polaridad

3. Reguladores fijos y variables de uso comercial

Positivos fijos — serie 78xx

El número es la tensión: 7805 = +5 V, 7809 = +9 V, 7812 = +12 V, 7815 = +15 V, 7824 = +24 V. TO-220 hasta 1 A. 78L = 100 mA, 78M = 500 mA.

Pines TO-220 (escritura al frente, pata 1 izquierda): 1 IN · 2 GND (aleta = GND) · 3 OUT. Dropout ≈ 2 V. VIN máx. típico 35 V.

Negativos fijos — serie 79xx

7905 = −5 V, 7912 = −12 V. Pines distintos: 1 GND · 2 IN (aleta = IN) · 3 OUT. No compartir disipador con un 78 sin mica.

Variables positivos — LM317 y LM350

Misma fórmula y mismos pines (1 ADJ · 2 OUT · 3 IN, aleta = OUT):

VOUT ≈ 1,25 · (1 + R2/R1)

LM317LM350
Corriente1,5 A3 A
VOUT1,25–37 V1,25–33 V
Dropout~2–3 V~2–3 V (no es LDO)
R1 típico240 Ω240 Ω (misma red)
CuándoBanco y prototipoMisma fuente, más corriente. Disipador grande

El LM337 es el espejo negativo del 317 (1,5 A). Pines: 1 ADJ · 2 IN · 3 OUT.

Simbología de taller

7805 IN GND OUT fijo + 7912 GND IN OUT fijo − LM317 ADJ OUT IN variable + AMS1117 GND OUT IN LDO LDF / LDFM EN PG ADJ muy baja caída

4. Regulador de baja caída — LDO

LDO (Low Dropout Regulator) es un lineal cuyo dropout es del orden de 0,8–1,3 V, no 2 V. Ejemplo de taller: AMS1117 / LM1117 (0,8–1 A), SOT-223, aleta = VOUT.

  • Sirve para 5 V USB → 3,3 V (un 7805 no puede: le faltan 2 V de holgura).
  • VIN máximo del 1117: ~15 V. No lo ponga a 24 V.
  • Cout de 10–22 µF con ESR controlado (electrolítico o tántalo). Un 100 nF solo puede oscilar.
  • Versión ADJ: misma fórmula VREF = 1,25 V. R1 = 120–240 Ω.

VIN,mín = VOUT + VDROPOUT

5. Muy baja caída — LDF y LDFM (ST)

En el programa aparecen como reguladores de tensión de muy baja caída. Son la familia ST:

LDFLDFM
Corriente1 A500 mA
Dropout máx.500 mV @ 1 A (típ. 200 mV)300 mV @ 500 mA
VIN2,6–16 V2,5–16 V
VOUTFijo o ADJ desde 0,8 VFijo o ADJ desde 0,8 V
ExtrasEnable y Power GoodEnable y Power Good
IQ~200 µA~200 µA
Jerarquía de caída: 78xx (~2 V) → LDO 1117 (~1,2 V) → LDF/LDFM (0,2–0,5 V). A menor dropout, menos calor para la misma corriente y se puede regular 3,3 V desde 3,7–4,2 V (batería), cosa que el 1117 ya no logra bien a 1 A.

Power Good (PG): salida digital que avisa cuando VOUT ya está dentro de tolerancia. Se usa para reset de microcontrolador. Enable (EN): apaga el regulador sin cortar la entrada.

Ventajas y desventajas del lineal

Ventajas
  • Pocos componentes, fácil de diagnosticar.
  • Poco ruido (útil en audio e instrumentación).
  • Respuesta rápida a cambios de carga.
  • Protección térmica y de corriente internas.
Desventajas
  • PD = (VIN−VOUT)·IOUT se va en calor.
  • Mala idea: 24 V → 5 V a 2 A (38 W).
  • Dropout obliga a una entrada “holgada”.
  • Rendimiento bajo frente a un buck.

6. Parámetros eléctricos e interpretación de la hoja de datos

En el datasheet no se memoriza todo. Se buscan estos renglones:

ParámetroSímboloQué decide en taller
Tensión de salidaVOUT / VOSi el chip es el correcto (5,000 V ±2 %)
Corriente máximaIOUT / IOSi aguanta la carga + margen
DropoutVDO / VDROPVIN mínimo real
VIN máximoVIN maxNo explotar el 1117 a 24 V
Regulación de líneaLine regulationCuánto cambia VOUT si cambia la red
Regulación de cargaLoad regulationCuánto cae VOUT al conectar la carga
Rechazo de rizadoPSRR / RRCuánto limpia el 120 Hz del filtro
Corriente quiescenteIQConsumo sin carga
IADJ50–100 µAError en la fórmula del 317
TérmicoTJ, RθJASi lleva disipador
PatillajePin configurationPrimera página que se mira
Orden al abrir un PDF: 1) portada (corriente y dropout), 2) figura de pines, 3) circuito típico de aplicación, 4) tabla Electrical characteristics, 5) capacitores recomendados. No empiece por las curvas si aún no sabe los pines.

7. Circuito de aplicación — fuente simétrica (+ / −)

Trafo con tap central → rectificación → 7812 en la rama + y 7912 en la rama −. El tap es GND. Cada chip pide ~2,5 V de holgura: un secundario 15-0-15 es más seguro que 12-0-12.

~15 V CT = GND ~15 V Puente + filtros 7812 7912 +12 V GND −12 V

Variable simétrica: LM317 arriba y LM337 abajo, cada uno con su R1/R2.

8. Etapa de ganancia de corriente por transistor

El 78 o el 317 limitan a 1–1,5 A. Si la carga pide más, se pone un transistor de paso (pass transistor) en paralelo: el CI sigue regulando la tensión; el transistor entrega la mayor parte de la corriente.

VIN Rsen 3–10 Ω Q1 PNP (TIP2955) 7812 / 317 VOUT GND

Con un 78xx positivo se usa PNP de potencia (TIP2955, 2N2955). Con un 79xx negativo, NPN (TIP3055). Rsen ~3–10 Ω define a partir de qué corriente entra el transistor (cuando la caída en Rsen ≈ 0,7 V).

El ca
Reguladores — videos e imágenes sugeridas
Electrónica Industrial · CTP · Material audiovisual

Reguladores y fuentes lineales: videos e imágenes sugeridas

Pulse la miniatura: se abre YouTube. Teoría completa: fuentes-reguladores.html.

En clase: abra el video, anote lo de Observe y vuelva a la guía. Si YouTube está bloqueado, copie el título de la tabla final. Las fotos locales están en la carpeta img-reguladores; si no cargan, búsquelas con el texto de cada pie.

1. Bloques de la fuente lineal

Diagrama de bloques fuente lineal

Imagen sugerida: bloques trafo → rectificador → filtro → regulador → VOUT DC. Busque también: linear regulated power supply block diagram.

Fuente lineal +12, −12 y +5 V

Jorge APC · 3:21 · YouTube

Observe: orden de bloques; 7812, 7912 y 7805 en la misma fuente; tap central = GND.

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4. LDO (AMS1117) y muy baja caída

AMS1117-3.3 SOT-223

Imagen sugerida: AMS1117-3.3 SOT-223. Pestaña = VOUT. Busque: AMS1117-3.3 pinout SOT-223. LDF/LDFM: busque ST LDF datasheet y ST LDFM datasheet (figura de pines y VDROP).

¿Cuál regulador usar? 6 en 3 minutos

PCB Central · 2:58

Observe: 7805 vs AMS1117 vs LM317 vs 7912. Cuándo el lineal se calienta de más.

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6. Transistor de refuerzo y calor

Imágenes sugeridas para buscar:

  • 78xx current boost PNP transistor circuit — Q1 PNP en paralelo con 7812
  • TIP2955 TO-220 — transistor de paso positivo
  • LM317 heatsink TO-220 — aleta con disipador (aleta = OUT)
  • LM317 protection diodes D1 D2 — diodos de descarga

LDO como filtro de ruido (AMS1117)

Electgpl · 24:53

Observe: el LDO no solo baja tensión: también rechaza rizado (PSRR). Nivel 11° avanzado.

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7. Datasheet y detección de fallas

Imágenes / PDF sugeridos: busque y descargue (no invente URL):

  • Hoja TI o ST: LM317 datasheet PDF — página de pines y circuito típico
  • LM350 datasheet PDF — IOUT = 3 A
  • L78xx datasheet ST — dropout y VIN máx.
  • AMS1117 datasheet — Cout 22 µF y VIN 15 V
  • LDF datasheet ST y LDFM datasheet ST — VDROP 200–500 mV, pines EN y PG

En el PDF mire en este orden: portada → pin configuration → typical application → electrical characteristics.

8. Lista de videos (si YouTube está bloqueado)

Título para buscarCanalPara qué
Fuente lineal +12v -12v y +5v DC Jorge APCJorge APCBloques y fuente ±
Regulación de voltaje con LM7805 Easy EelectronicsEasy Eelectronics78xx y protección
Regulación de voltaje negativo LM7912Easy Eelectronics79xx y pines
Fuente LM317 condensadores Aprendiendo ElectrónicaECO-EGMPines 317 / 337
fuente variable basica con lm317 editronikxeditronikxProtoboard
Cuál Regulador de Voltaje Usar PCB CentralPCB CentralElegir 78 / 317 / 1117
Cómo Diseñar una Fuente Simétrica ReguladaElectroLabEducativaDiseño
Reguladores de Tension Electrónica Básica Cap 09tutorial cap. 0978/79 y 317/337

Material de apoyo audiovisual para el temario MEP de reguladores fijos/variables, LDO, LDF/LDFM, LM317/LM350, fuente ± y fallas.