LM317: todo sobre el regulador de tensión lineal ajustable

LM317

Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un pequeño dispositivo electrónico para poder hacer que el voltaje sea constante en un circuito. Es frecuente verlo en componentes como las fuentes de alimentación y adaptadores de corriente. En este caso, el LM317 es un pequeño regulador de tensión lineal ajustable encapsulado en un protector similar al que vimos en el caso de los transistores.

Muchos electrónicos o makers suelen usar el LM317 con frecuencia para algunos proyectos donde se necesita trabajar con una tensión estable o donde se transforma de un tipo de tensión a otra, etc. En estos casos, la señal de tensión desestabilizada o los efectos sobre la señal cuando se pasa de corriente alterna a corriente contínua no es apta para alimentar a circuitos de corriente continua si no se trata previamente con este tipo de dispositivos.

LM317

LM317 diagrama del circuito interno

El LM317 es muy popular entre los reguladores de tensión lineal ajustables que existen. Uno de los fabricantes más conocidos de este dispositivo electŕonico es TI (Texas Instruments). Es un dispositivo bastante simple, pero muy práctico para los circuitos porque es capaz de obtener una tensión poco regular a su entrada y suministrar una tensión en unas condiciones mucho más regulares a su salida.

No es el primero de los reguladores ajustables de la historia, de hecho, es uno de los últimos de una serie de mejoras de una serie de reguladores. Todo comenzó con el LM117, el primero de todos. Luego vendría el LM337 del que hablo en el último párrafo de este apartado y después le seguiría el LM317 que se ha transformado en el más popular de todos ellos.

Por lo general, puede gestionar tensiones de 1,2 a 37 voltios, con intensidades de 1.5 A. Todo eso en un pequeñísimo tamaño y con solo tres pines o patillas. Una de ellas es la entrada marcada con las letras IN, otra la salida u OUT y por último el ajuste o ADJ. Si cogemos el LM317 de frente, el pin del centro es la salida. Los lados serán ADJ (izquierda) e IN (derecha).

Si buscas el complemento del LM317, es decir, un dispositivo regulador de tensión pero para tensiones negativas, ya que el LM317 solo trabaja con positivas, entonces puedes optar por el LM337. Esa saría la solución adecuada si quieres regular voltajes negativos.

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Detalles técnicos y datasheet

Datasheet del LM317 (captura)

El LM317 tiene una serie de características técnicas destacables como:

  • Tipo de regulador de tensión: ajustable
  • Voltajes: de 1.25 a 37v
  • Intensidad de salida: 1.5 A
  • Protección contra sobrecalentamiento
  • Package: dispone de distintos tipos de empaquetado, como el SOT-223, TO-220, y el TO-263.
  • Tolerancia del voltaje de salida 1%
  • La limitación de corriente no depende de la temperatura
  • Protección contra ruido de entrada (RR = 80dB)
  • Puede trabajar a temperaturas altas, de hasta 125ºC

Ya sabes que todos los detalles técnicos completos los puedes obtener en los datasheets que aportan los fabricantes. Puedes descargar el PDF para el LM317 de la web oficial de TI desde este enlace.

Ejemplo de uso

fuente de alimentación (circuito)

Hay multitud de circuitos prácticos usando un LM317, pero quizás uno de los más llamativos cuando estudias electrónica sea cuando te enseñan cómo funciona una fuente de alimentación estándar, ya que se ve muy bien todo el funcionamiento de una forma muy práctica e intuitiva.

Me gustaría que atiendas a la imagen de este apartado, se trata de un circuito básico de una fuente de alimentación. En él verás que hay una serie de etapas que ahora voy a ir detallando, y en cada una una pequeña gráfica insertada que muestra cómo pasa la señal de tensión por esa parte del circuito:

  1. Transformador: al inicio tenemos un transformador con dos espirales marcadas como N1 y N2. Lo que consigue el transformador es convertir una tensión de entrada, por ejemplo los 220v de alterna que tenemos en un enchufe al que conectamos la fuente de almentación. Y ese alto voltaje de alterna lo transforma en un voltaje algo menor, dependiendo de la aplicación. Por ejemplo, puede transformar esos 220v a 12v para alimentar un aparato electrónico. Puedes comprobar que a la entrada Ve es una señal alterna de alto voltaje y a la salida del transitor tienes una corriente alterna también pero de menor voltaje (V1).
  2. Puente de diodos: luego vemos cuatro diodos conectados de una forma particular. Se conoce como puente de diodos y esa tensión alterna de 12v entrará por el puente para salir rectificada. Si nos fijamos en la gráfica, hemos pasado de una señal sinusoidal de la alterna a unas curvas solo de tensión positiva, eliminando la parte negativa.
  3. Condensador: el condensador suaviza la salida de la señal del puente, es decir, esos saltitos representados en la gráfica serán absorbidos por la capacidad del condensador y luego irá soltando pogresivamente la tensión. El resultado es una línea con algunas curvas, pero mucho más suaves. Ya se va pareciendo más a una línea completamente recta, es decir, a una corriente continua.
  4. Estabilizador: es la última etapa, y aunque se llame así, se trata de un regulador de tensión como el LM317. Consiguiendo obtener una señal completamente corregida a su salida. Es decir, esos pequeños saltos de voltaje que daba el condensador o etapa anterior, ahora se han suavizado al completo y es una línea totalmente recta. Es decir, tenemos una tensión constante de 12v en nuestro caso. Por tanto, ahora sí que podemos decir que tenemos una corriente continua.

Así es como una fuente de alimentación consigue pasar de una AC a una DC, como la que puede tener un PC en su interior o como los cargadores de los teléfonos móviles, etc. Creo que era el ejemplo más gráfico para aprender sobre qué es lo que hace exáctamente el regulador de tensión, en vez de explicarlo de forma teórica que quizás sea algo más abstracto y complicado de entender.

Por tanto, en todos aquellos circuitos en los que se necesite estabilizar una tensión y corregir pequeños desperfectos en la señal, siempre puedes usar un regulador de tensión como el LM317. Si dispones en casa de un osciloscopio o simulador por software, podrías motar el mismo circuito de la imagen y hacer pruebas en los distintos puntos del circuito para ver cómo la señal pasa de un estado a otro.

Espero que te sirva de gran ayuda este post… y el LM317 no tenga ahora secretos para ti.

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