Utilizar un regulador fijo de tensión y obtener de el una tensión de salida superior.

Hola a todos.

En esta nueva y breve entrada, voy a explicar como utilizar un regulador fijo como por ejemplo un LM7805 como estabilizador para obtener 20 voltios.

No se si habréis visto el circuito de este articulo en algún esquema, pero en este artículo vamos a explicarlo en detalle.

Sea el siguiente esquema:

Figura 1. Esquema del regulador de 20 voltios.

Esta claro que si ponemos R1 fija y R2 ponemos un potenciómetro, no tendremos ningún problema en resolver el diseño.

Como observación para este tipo de reguladores de tensión (no para los de baja caída de tensión), hay que comentar que la tensión en la entrada debe de ser al menos de 2 voltios por encima de la de salida para que el regulador funcione bien.

También hay que comentar que según el datasheet, la tensión máxima absoluta es de 35 voltios para este regulador de 5 voltios. Ver tabla siguiente:

Tabla 1. Tensión máxima de entrada del 7805.

En este artículo veremos como calcular ambas resistencias y luego lo simularemos haciendo uso de LTspice.

Queremos obtener 20 voltios. Por R1 circulará la corriente de polarización del integrado, que según el datasheet es de 8 mili-amperios de máximo. Podemos verlo en la siguiente tabla:

Tabla 2. Corriente de polarización máxima.

Como adelanto de lo que después veremos, la corriente de polarización del modelo que usamos es de 5 mili-amperios (con otras corrientes no encajan los resultados).

Vamos a usar esta corriente para hacer los cálculos.

$R1 = \frac {Vreg}{5 mA} = \frac {5}{5 mA} = 1000 \Omega$

La tensión del regulador como vemos es de 5 voltios. ¿Cual será el valor de R2?

Para calcularlo deberíamos resolver la siguiente fórmula:

$Vsalida = Vreg + ( \frac {Vreg}{R1} + Ibias) \cdot R2 = 5 + ( \frac {5}{1000} + 5 mA) \cdot R2 = 20 \ voltios$

Despejando R2, nos queda un valor de 1500 ohmios. Si dibujamos el esquema y simulamos a continuación, obtendremos lo siguiente:

Vemos que todo concuerda con la teoría.

Así pues, podemos utilizar como hemos visto en este breve artículo reguladores fijos para obtener una tensión superior a la del mismo, o incluso una tensión variable.

Tenéis que tener en cuenta que la corriente de polarización del circuito regulador puede variar, con lo que es posible que para obtener una tensión dada sea necesario un ajuste manual con un potenciómetro.

Como nota final. añadir que también es posible añadir un zener al terminal central de la tensión que queremos añadir a la salida. Esta solución es mas precisa ya que el zener es mas estable en cuanto a su valor de tensión que la solución anteriormente propuesta.