LM317 – Regulador de voltaje variable

El LM317 regulador monolítico de voltaje variable

Características del regulador de voltaje LM317 / LM117 / LM217

El LM317 es un regulador de voltaje variable positivo con solo 3 terminales y con un rango de voltajes de salida desde los 1.25 hasta 37 voltios. Las patillas son: Entrada (IN), Salida (OUT), Ajuste (ADJ).

Para lograr esta variación de voltaje / tensión solo se necesitan 2 resistencias externas (una de ellas es una resistencia variable). Entre sus principales características se encuentra la limitación de corriente y la protección térmica contra sobrecargas.

El voltaje entre las patillas ADJ y OUT es siempre de 1.25 voltios (voltaje establecido internamente por el regulador) y en consecuencia la corriente que circula por la resistencia R1 es: IR1 = V/R1 = 1.25/R1.

Esta misma corriente circula por la resistencia R2. Entonces el voltaje 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 V (1 + R2/R1) V.

De esta última fórmula se observa 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. Para mejorar 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

Optimización del funcionamiento del regulador de voltaje LM317

Con el propósito de mejorar el funcionamiento del regulador, se pueden incorporar al diseño algunos elementos adicionales. Ver el diagrama inferior.

Regulador de salida variable con LM117, LM217, LM317 con diodos de protección

• Se pone un condensador C1 de 0.1 uF en la patilla de entrada (IN) si el regulador se encuentra alejado del bloque que se encarga de la rectificación.
• Se pone un condensador C3 de 1 uF de tantalio o 25 uF electrolítico en la patilla de salida (OUT) con el propósito de mejorar la respuesta a transitorios.
• Se pone un condensador electrolítico de 10 uF (C2) en paralelo con R2 con el propósito de mejorar el rechazo del rizado.
• Se pone un diodo D1 (1N4001) para proteger el regulador contra posibles corto circuitos en la entrada del regulador.
• Se pone un diodo D2 (1N4001) para proteger al regulador contra posibles corto circuitos en la salida al dar camino a la descarga de los condensadores.

Nota: R1 = 240 ohmios y R2 = 5 Kiloohmios (potenciómetro)

¿Qué diferencia hay entre los reguladores LM117, LM217, LM317?

• LM117: soporta temperaturas de: -55 a 150 °C
• LM127: soporta temperaturas de: -25 a 150 °C
• LM317: soporta temperaturas de: 0 a 125 °C

Algunos reguladores de esta familia incluyen un sufijo adicional. (ejemplo: LM317K)

• Sufijo K, viene en encapsulado TO-3  disipa máximo 20 W a una corriente máxima de 1.5 A
• Sufijo H, viene en encapsulado TO-39  disipa máximo 2 W a una corriente máxima de 0.5 A
• Sufijo T, viene en encapsulado TO-220  disipa máximo 20 W a una corriente máxima de 1.5 A
• Sufijo E, viene en encapsulado LLC  disipa máximo 2 W a una corriente máxima de 0.5 A
• Sufijo S, viene en encapsulado TO-263  disipa máximo 4 W a una corriente máxima de 1.5 A

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