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Departamento de Electrónica


          Electrónica Analógica


          Fontes de Alimentação - 5


- Circuitos Integrados Reguladores de Tensão -
FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                        Circuitos Integrados reguladores de tensão
       Incluem todos os elementos de um regulador em
      Série.
                       Reguladores de tensão positiva fixa.
                       Reguladores de tensão negativa fixa.
             Reguladores de tensão ajustáveis

                                                          Protecção térmica contra
                         IN         OUT                        sobrecargas:
                                                                Corrente máxima depende
                              GND
Ve                                               Vs        RL   do tipo de encapsulado.
               0,33µF                         0,1µF
                                                               Condensadores para
                                                               melhorar a estabilidade.

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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
           Reguladores de tensão fixa positiva
Positiva: Séries 78XX
    Serie 78XX. Os dígitos XX indicam a tensão de saída.
                 7805- tensão de saída positiva de 5v
  Negativa: Séries 79XX
           7905- tensão de saída negativa de 5v

                                     A tensão de entrada deve ser
                                      superior á da saída.
                                         • Pelo menos 2 a 3V.
                                         • Não deve ultrapassar os 35V
                                           (40Vpara o 7824).


                                      Tensões entre 5 e 24V.


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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                       Reguladores de tensão fixa positiva
  Exemplo                 Positiva: Séries 78XX
                               25,46Vpico

                                                                              +12V




                                                    IN          OUT
                                                         7812                is
                       18Vef                C            GND
                               Vin                                            Vo     RCARGA
      vrede   220Vef                        470µF                     10nF

                       18Vef




Calcular a relação de espiras do transformador mais adequada para
 minimizar a potência dissipada.
O condensador C deve assegurar que Vin nunca desce abaixo do valor
mínimo permitido.
     • A corrente de descarga é is.
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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
  Exemplo        Reguladores de tensão fixa
    Positiva: Séries 78XX / Negativa: Séries 79XX


      Positiva: 78S05        




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                 Circuitos integrados reguladores de tensão
   Reguladores de tensão
       fixa negativa

   Série 79XX.
        • Análogos aos reguladores positivos da serie 78XX.




                                                              RL
                                          GND

                                     IN         OUT


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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                 Circuitos Integrados reguladores de tensão
   Reguladores de tensão                                78XX
                                                         78XX   +

         simétrica                                  +


                                      N2
                          vred   N1

                                      N2            +



                                                        79XX
                                                         79XX   -




                          78XX             +                            79XX   -
                      +
          N2                                            N2
                                                                    +
 N1                                            N1

          N2                                            N2




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                       Circuitos Integrados reguladores de tensão
            Reguladores de tensão fixa Negativa/Positiva

 Facilitam a construção de fontes de alimentação simétricas.


 Podem-se      implementar
  fontes simétricas com os                                                   78XX        +


  78XX/79XX.                                                             +
                                                                                         +V
 Poderíamos    desenhar                     as                N2
  fontes completas...                             vrede   N1

                                                               N2
  Transfo    Rectif.    Filtro
                                 78XX   +                                +
                                                                                         -V

                                        0
                                 78XX                                        79XX        -
  Transfo    Rectif.    Filtro
                                        -

                                            Usando 79XX simplifica bastante o desenho.
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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
 Exemplo           Reguladores de tensão simétricos
                  Positiva: Séries 78XX / Negativa: Séries 79XX




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
      Circuitos Integrados Reguladores de tensão Ajustáveis
 Reguladores ajustáveis de terminais múltiplos.
       • Permitem montar uma fonte de alimentação completa.


                                                    Rcc



                                                              R1
   Ve
                                                                   Vs


                        REF
                                                              R2
                              723
        Podem adaptar-se para refª de qualquer tensão
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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
               Reguladores de tensão ajustável
   Séries LM317
                                                                            TO-3
Este   circuito Integrado, é um regulador de                                                         2




                                                                                LM K
voltagem programável com invólucros TO-220,




                                                                                  31
                                                                                    7
TO-92,TO-3,D-Micropackage, etc.
                                                                            1

Variação máxima da voltagem de saída - 1% (LM317A).                             3
                                                                                     TO-220
Máxima Regulação de linha 0.01%/V (LM317A).
Máxima regulação de carga 0.3% (LM117).                                                    LM
                                                                                              31
Garantida em excesso 1.5A de corrente de saída.                                                7T

Ajustamento de voltagem de 1,2V a 37V.
Limite de corrente constante com a temperatura.       TO-92
80 dB de Rejeição de Ripple.
Protecção de curtocircuito na saída.                   LM
                                                           31
                                                             7L
                                                                                TO-252
                                                                                  LM                      2
                                                                                     3   17
                                                                                            A   MD
                                                                                                  T

                                                                        1
                                                                                 3
                                                                    3
                                                              1 2



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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                     Reguladores de tensão ajustável
       Séries LM723
      Este circuito Integrado, de baixa potência, é um regulador de
      voltagem programável com invólucros DIP-14 (14-lead dual in-line
      plastic), TO-5 e SO-14 micropackage.
      O   CI tem limitação interna de corrente. Quando a corrente
      excede 150 mA.
       Voltagem de entrada até 4 a 40V
        Voltagem de saída ajustável de 2 a 37V.
       Regulação positiva ou negativa.
        Operação Série, paralelo, e de comutação ou flutuação
        Corrente de saída até 150 mA sem elemento externo.
        Limitação de corrente ajustável




    Circuito Equivalente
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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                     Reguladores de tensão ajustável
   Séries LM350
   Este circuito Integrado, idêntico ao LM317, é um regulador   de voltagem
    programável com invólucros TO-220,       TO-92,TO-3,D-Micropackage, etc.
    fornecendo ate 3A de corrente…
    Variação máxima da voltagem de saída - 1% (LM350A).
    Máxima Regulação de linha 0.01%/V (LM350A).
    Máxima regulação de carga 0.3% (LM350A).
    Garantida em excesso 3A de corrente de saída.
    Ajustamento de voltagem de 1,2V a 37V.
    Limite de corrente constante com a temperatura.
    86 dB de Rejeição de Ripple.
    Protecção de curtocircuito na saída.


     Fontes de Alimentação ajustáveis.
     Reguladores de corrente constante
     Carregadores de baterias.


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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                 Reguladores de tensão ajustável
    Séries LM317
        Voltagem de saída ajustável de 1,25 a 37V.
      Voltagem de entrada de 4 a 40V.




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                 Reguladores de tensão ajustável
   Exemplo                        TO-220

        Séries LM317              LM
                                     31
                                       7T




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                   Reguladores de tensão ajustável
   Exemplo
                    Séries LM723
          Voltagem de saída   ajustável de 2 a 37V 2A.




                                   Devido ao pino 2 (current Limit)
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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
         Reguladores de tensão ajustável
 Exemplo 
           Séries, LM350.
                   LM350




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
               Reguladores de tensão ajustável
    Séries, L200C.
    O L200C é um regulador de 5 pinos muito versátil pois
    oferece num único IC regulação de voltagem e corrente.
    Tem protecção térmica e de sobretensão na entrada até
    60VDC.




          Especificações:
          Voltagem de entrada:         40V max.
          Pico na voltagem de entrada:       60V max. por 10ms
          Voltagem da saída :                   2.85 a 36V
          Corrente de saída:                    0.1 a 2A
          Corrente quiescente :        4.2mA
          Regulação da carga :                  0,15% a 2A
          Regulação de rede:                    60 DB
          Queda de tensão típica:               2V



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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                 Reguladores de tensão ajustável
      Séries, L200C.



                                                          Vout = 2,77 * (1 + R 2 / R1)



                                                          R 2 = (Vout / 2,77 − 1) * R1



   C1 e C2 Amortecem as tensões de entrada e saída, afim de evitar oscilações.
   Rsc fixa a corrente máxima do circuito.
   R2 deve ser suficientemente elevado afim de permitir maior sensibilidade na
   variação da regulação.
02-04-12 12:48
FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                   Circuitos integrados reguladores de tensão
       Especificações

       Tensão de saída (Output Voltage).
            Valores típico, mínimo e máximo.
       Regulação de Carga (Load Regulation).
            Máxima variação de Vo.
       Regulação de Rede (Line Regulation).
            Máxima variação de Vin.
       Corrente de saída em curto-circuito (Short-Circuit Current).
            Quantidade de corrente que o regulador pode debitar.
       Corrente de saída de pico (Peak Output Current).
            Máxima corrente de pico [não repetitivo].
       Queda de tensão (Dropout Voltage)
            Mínimo valor de diferença de tensão entre a entrada e a saída.
       Rejeição de Ripple (Ripple Rejection).
                 Rejeição á frequência de ripple em dB’s.

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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
          Circuitos integrados reguladores de tensão
   Especificações




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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                      Reguladores de tensão Lineares (LDO’s)
Actualmente existem reguladores com técnicas que reduzem consideravelmente a queda de
tensão para menos de 1.0V chamados Low DropOut Regulators (LDO).
Como consequência aumenta consideravelmente o rendimento permitindo o uso de
Reguladores Lineares em aplicações de alta potência.
Aplicações usando Reguladores Lineares são mais simples e baratas, e requerem poucos
componentes externos.
Aplicações Lineares são consideravelmente mais “Silenciosas” uma vez que não há ruído de
comutação a alta Frequência.
Reguladores LDO Combinam baixa Dropout (130-mV) com alta corrente (150-mA) num
encapsulamento pequeníssimo (SC-70 Package)




   02-04-12 12:48
FONTES LINEARES
                      Reguladores de tensão Lineares
Os Reguladores Comutados e os Reguladores Lineares, usam técnicas bem diferentes, para
produzirem uma voltagem de saída regulada, a partir de uma tensão de entrada não regulada.
Cada uma das técnicas tem as suas vantagens e desvantagens, pelo que será a sua aplicação
a determinar qual a técnica mais acertada.
As Fontes de alimentação Lineares só podem baixar a tensão de entrada para produzir na
saída uma voltagem de saída mais baixa.
Isto é conseguido com transistores bipolares ou Mosfet’s em série operando em modo linear:
quer dizer, a condução de elemento Série, varia proporcionalmente de modo a manter constante
a voltagem de saída. Funcionando deste modo, significa que haverá sempre uma queda de
tensão (headroom voltage/Vdrop) entre a tensão de entrada e a de saída.
Consequentemente o regulador dissipa uma potência considerável, dada pela queda de
tensão vezes a corrente da carga.
É devido a esta perda de potência que os Reguladores Lineares apresentam Rendimentos na
ordem de 36 a 65%.
Por exemplo, se um regulador de 5.0 V tem uma entrada de 12 V para uma corrente de carga
de 100 mA o regulador tem que dissipar 700 mW, para fornecer uma potência útil na carga de
500 mW o que perfaz um Rendimento de 42%, muito baixo portanto.
Os custos de dissipação, fazem com que os Reguladores Lineares não sejam
economicamente rentáveis para aplicações superiores a 10W.
Abaixo dessa potência são contudo viáveis em aplicações de abaixamentos de tensão..


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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados
                            Reguladores de tensão Lineares




Actualmente existem reguladores modulares
de montagens SMD para usos militares e
comerciais, para uma variada gama de
tensões de entrada e saídas standards ou
seleccionadas de fábrica, ou pelo utilizador,
com técnicas lineares e comutadas.


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FONTES LINEARES - Reguladores Integrados




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Fontes de alimentação 5

  • 1. Departamento de Electrónica Electrónica Analógica Fontes de Alimentação - 5 - Circuitos Integrados Reguladores de Tensão -
  • 2. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos Integrados reguladores de tensão  Incluem todos os elementos de um regulador em Série.  Reguladores de tensão positiva fixa.  Reguladores de tensão negativa fixa. Reguladores de tensão ajustáveis Protecção térmica contra IN OUT sobrecargas: Corrente máxima depende GND Ve Vs RL do tipo de encapsulado. 0,33µF 0,1µF Condensadores para melhorar a estabilidade. 02-04-12 12:48
  • 3. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão fixa positiva Positiva: Séries 78XX Serie 78XX. Os dígitos XX indicam a tensão de saída. 7805- tensão de saída positiva de 5v  Negativa: Séries 79XX 7905- tensão de saída negativa de 5v A tensão de entrada deve ser superior á da saída. • Pelo menos 2 a 3V. • Não deve ultrapassar os 35V (40Vpara o 7824). Tensões entre 5 e 24V. 02-04-12 12:48
  • 4. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão fixa positiva Exemplo Positiva: Séries 78XX 25,46Vpico +12V IN OUT 7812 is 18Vef C GND Vin Vo RCARGA vrede 220Vef 470µF 10nF 18Vef Calcular a relação de espiras do transformador mais adequada para minimizar a potência dissipada. O condensador C deve assegurar que Vin nunca desce abaixo do valor mínimo permitido. • A corrente de descarga é is. 02-04-12 12:48
  • 5. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Exemplo Reguladores de tensão fixa  Positiva: Séries 78XX / Negativa: Séries 79XX  Positiva: 78S05   02-04-12 12:48
  • 6. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos integrados reguladores de tensão Reguladores de tensão fixa negativa  Série 79XX. • Análogos aos reguladores positivos da serie 78XX. RL GND IN OUT 02-04-12 12:48
  • 7. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos Integrados reguladores de tensão Reguladores de tensão 78XX 78XX + simétrica + N2 vred N1 N2 + 79XX 79XX - 78XX + 79XX - + N2 N2 + N1 N1 N2 N2 02-04-12 12:48
  • 8. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos Integrados reguladores de tensão Reguladores de tensão fixa Negativa/Positiva  Facilitam a construção de fontes de alimentação simétricas.  Podem-se implementar fontes simétricas com os 78XX + 78XX/79XX. + +V  Poderíamos desenhar as N2 fontes completas... vrede N1 N2 Transfo Rectif. Filtro 78XX + + -V 0 78XX 79XX - Transfo Rectif. Filtro - Usando 79XX simplifica bastante o desenho. 02-04-12 12:48
  • 9. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Exemplo Reguladores de tensão simétricos  Positiva: Séries 78XX / Negativa: Séries 79XX 02-04-12 12:48
  • 10. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos Integrados Reguladores de tensão Ajustáveis  Reguladores ajustáveis de terminais múltiplos. • Permitem montar uma fonte de alimentação completa. Rcc R1 Ve Vs REF R2 723  Podem adaptar-se para refª de qualquer tensão 02-04-12 12:48
  • 11. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável  Séries LM317 TO-3 Este circuito Integrado, é um regulador de 2 LM K voltagem programável com invólucros TO-220, 31 7 TO-92,TO-3,D-Micropackage, etc. 1 Variação máxima da voltagem de saída - 1% (LM317A). 3 TO-220 Máxima Regulação de linha 0.01%/V (LM317A). Máxima regulação de carga 0.3% (LM117). LM 31 Garantida em excesso 1.5A de corrente de saída. 7T Ajustamento de voltagem de 1,2V a 37V. Limite de corrente constante com a temperatura. TO-92 80 dB de Rejeição de Ripple. Protecção de curtocircuito na saída. LM 31 7L TO-252 LM 2 3 17 A MD T 1 3 3 1 2 02-04-12 12:48
  • 12. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável  Séries LM723 Este circuito Integrado, de baixa potência, é um regulador de voltagem programável com invólucros DIP-14 (14-lead dual in-line plastic), TO-5 e SO-14 micropackage. O CI tem limitação interna de corrente. Quando a corrente excede 150 mA. Voltagem de entrada até 4 a 40V Voltagem de saída ajustável de 2 a 37V. Regulação positiva ou negativa. Operação Série, paralelo, e de comutação ou flutuação Corrente de saída até 150 mA sem elemento externo. Limitação de corrente ajustável Circuito Equivalente 02-04-12 12:48
  • 13. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável  Séries LM350 Este circuito Integrado, idêntico ao LM317, é um regulador de voltagem programável com invólucros TO-220, TO-92,TO-3,D-Micropackage, etc. fornecendo ate 3A de corrente… Variação máxima da voltagem de saída - 1% (LM350A). Máxima Regulação de linha 0.01%/V (LM350A). Máxima regulação de carga 0.3% (LM350A). Garantida em excesso 3A de corrente de saída. Ajustamento de voltagem de 1,2V a 37V. Limite de corrente constante com a temperatura. 86 dB de Rejeição de Ripple. Protecção de curtocircuito na saída. Fontes de Alimentação ajustáveis. Reguladores de corrente constante Carregadores de baterias. 02-04-12 12:48
  • 14. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável  Séries LM317 Voltagem de saída ajustável de 1,25 a 37V. Voltagem de entrada de 4 a 40V. 02-04-12 12:48
  • 15. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável Exemplo TO-220  Séries LM317 LM 31 7T 02-04-12 12:48
  • 16. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável Exemplo  Séries LM723 Voltagem de saída ajustável de 2 a 37V 2A. Devido ao pino 2 (current Limit) 02-04-12 12:48
  • 17. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável Exemplo  Séries, LM350. LM350 02-04-12 12:48
  • 18. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável  Séries, L200C. O L200C é um regulador de 5 pinos muito versátil pois oferece num único IC regulação de voltagem e corrente. Tem protecção térmica e de sobretensão na entrada até 60VDC. Especificações: Voltagem de entrada:         40V max. Pico na voltagem de entrada:       60V max. por 10ms Voltagem da saída :  2.85 a 36V Corrente de saída: 0.1 a 2A Corrente quiescente :        4.2mA Regulação da carga : 0,15% a 2A Regulação de rede: 60 DB Queda de tensão típica: 2V 02-04-12 12:48
  • 19. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão ajustável Séries, L200C. Vout = 2,77 * (1 + R 2 / R1) R 2 = (Vout / 2,77 − 1) * R1 C1 e C2 Amortecem as tensões de entrada e saída, afim de evitar oscilações. Rsc fixa a corrente máxima do circuito. R2 deve ser suficientemente elevado afim de permitir maior sensibilidade na variação da regulação. 02-04-12 12:48
  • 20. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos integrados reguladores de tensão Especificações Tensão de saída (Output Voltage). Valores típico, mínimo e máximo. Regulação de Carga (Load Regulation). Máxima variação de Vo. Regulação de Rede (Line Regulation). Máxima variação de Vin. Corrente de saída em curto-circuito (Short-Circuit Current). Quantidade de corrente que o regulador pode debitar. Corrente de saída de pico (Peak Output Current). Máxima corrente de pico [não repetitivo]. Queda de tensão (Dropout Voltage) Mínimo valor de diferença de tensão entre a entrada e a saída. Rejeição de Ripple (Ripple Rejection). Rejeição á frequência de ripple em dB’s. 02-04-12 12:48
  • 21. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Circuitos integrados reguladores de tensão Especificações 02-04-12 12:48
  • 22. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão Lineares (LDO’s) Actualmente existem reguladores com técnicas que reduzem consideravelmente a queda de tensão para menos de 1.0V chamados Low DropOut Regulators (LDO). Como consequência aumenta consideravelmente o rendimento permitindo o uso de Reguladores Lineares em aplicações de alta potência. Aplicações usando Reguladores Lineares são mais simples e baratas, e requerem poucos componentes externos. Aplicações Lineares são consideravelmente mais “Silenciosas” uma vez que não há ruído de comutação a alta Frequência. Reguladores LDO Combinam baixa Dropout (130-mV) com alta corrente (150-mA) num encapsulamento pequeníssimo (SC-70 Package) 02-04-12 12:48
  • 23. FONTES LINEARES Reguladores de tensão Lineares Os Reguladores Comutados e os Reguladores Lineares, usam técnicas bem diferentes, para produzirem uma voltagem de saída regulada, a partir de uma tensão de entrada não regulada. Cada uma das técnicas tem as suas vantagens e desvantagens, pelo que será a sua aplicação a determinar qual a técnica mais acertada. As Fontes de alimentação Lineares só podem baixar a tensão de entrada para produzir na saída uma voltagem de saída mais baixa. Isto é conseguido com transistores bipolares ou Mosfet’s em série operando em modo linear: quer dizer, a condução de elemento Série, varia proporcionalmente de modo a manter constante a voltagem de saída. Funcionando deste modo, significa que haverá sempre uma queda de tensão (headroom voltage/Vdrop) entre a tensão de entrada e a de saída. Consequentemente o regulador dissipa uma potência considerável, dada pela queda de tensão vezes a corrente da carga. É devido a esta perda de potência que os Reguladores Lineares apresentam Rendimentos na ordem de 36 a 65%. Por exemplo, se um regulador de 5.0 V tem uma entrada de 12 V para uma corrente de carga de 100 mA o regulador tem que dissipar 700 mW, para fornecer uma potência útil na carga de 500 mW o que perfaz um Rendimento de 42%, muito baixo portanto. Os custos de dissipação, fazem com que os Reguladores Lineares não sejam economicamente rentáveis para aplicações superiores a 10W. Abaixo dessa potência são contudo viáveis em aplicações de abaixamentos de tensão.. 02-04-12 12:48
  • 24. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados Reguladores de tensão Lineares Actualmente existem reguladores modulares de montagens SMD para usos militares e comerciais, para uma variada gama de tensões de entrada e saídas standards ou seleccionadas de fábrica, ou pelo utilizador, com técnicas lineares e comutadas. 02-04-12 12:48
  • 25. FONTES LINEARES - Reguladores Integrados 02-04-12 12:48

Notes de l'éditeur

  1. 02-04-12 ETNA - DAE Bom dia