O consumo de energia dos equipamentos é uma preocupação constante em nossos dias, principalmente quando a alimentação é feita por pilhas e baterias. Isso significa que existe uma grande preocupação com os circuitos reguladores de tensão que devem apresentar um mínimo de perdas. Essas perdas, normalmente são causadas pela queda de tensão no dispositivo regulador. Isso significa que os projetos modernos devem usar reguladores que apresentem baixas quedas de tensão ou "low drop". Esses reguladores são os LDOs ou Low Drop Output e podem ser obtidos numa infinidade de características e invólucros. Nesse artigo, selecionamos alguns circuitos práticos usando LDOs. O artigo que apresentamos é de 2008, mas ainda se mantém atual. apenas devendo o leitor ter cuidado em verificar a disponibilidade dos componentes usados, caso pretenda fazer uma aplicação prática.
Uma grande quantidade de fabricantes tradicionais de circuitos integrados possui em sua linha de produtos LDOs. Selecionamos alguns circuitos desses fabricantes, ficando por conta do leitor navegar nos sites dos mesmos, de modo a obter muito mais informações.
1. LT3080 1,2 V a 32 V com 1 A (Linear technology)
O primeiro circuito que destacamos faz uso do LT3080 da Linear technology (www.linear.com) que consiste num regulador de três e cinco terminais disponível tanto em invólucro TO-220 como SOT-23 e que apresenta uma baixa queda de tensão.
Sua entrada pode chegar aos 40 V e a queda de tensão apresentada na condução é de apenas 300 mV. Na figura 1 temos o circuito prático de aplicação.
O resistor Rset tem valores típicos na faixa de 100 k? a 300 k?.
2. Fonte de Corrente Constante de 1,1 A (Linear Technology)
Também usando o LT3080, temos na figura 2 uma fonte de corrente constante com uma entrada de tensão de 10 V.
O ajuste da corrente de saída depende do resistor de 1 ohm e é ajustado num potenciômetro de 100 k ?. Evidentemente, para os diversos tipos de invólucros devem ser providenciados dissipadores de calor apropriados. É claro que serão menores que os dos equivalentes não LDOs, pois a queda de tensão e portanto a dissipação serão menores.
3. Regulador com Baixa Resistência de Ajuste (Linear Technology)
Na figura 3 temos um circuito regulador para tensões de saída de 0,5 a 10 V com correntes até 1,1 A, mas que faz uso de um resistor de ajuste de menor valor. Veja que é importante a baixa tolerância dos resistores de modo a manter a corrente de ajuste em 1 mA. A tensão de entrada para esse circuito é de 12 V.
4. Regulador de 1,5 A (National Semiconductor)
O circuito integrado LP380502SD-ADJ consiste num regulador de baixa queda de tensão (LDO) com saída até 1,5 A fornecido em invólucro LLP-8. Os resistores R1 e r2 determinam a tensão de saída, tendo por base o circuito da figura 4.
A tensão de entrada pode ficar entre 3 e 5 V para uma saída de 2,5 V obtida com:
R1 = 19.1 k?
R2 = 6,04 k?
5. Regulador de 1,5 A com Alta Velocidade de Resposta (National Semiconductor)
Projetado para aplicações alimentadas por bateria com tensões de saída de 0,8 V a 1,2 V o regulador apresentado se baseia no circuito integrado LP38855-x.x, onde o X.X determina a tensão de saída desejada para a aplicação. Essa tensão pode ser 0.8 ou 1.2.
As tensões de polarização podem ficar entre 3,3 V e 5,5 V o que permite sua utilização com microcontroladores. Na figura 5 temos o circuito típico de aplicação desse regulador.
O circuito é estável com capacitores cerâmicos de 10 µF e o circuito integrado está disponível em invólucro TO-220 de 5 terminais ou TO-263. A queda de tensão no circuito integrado regulador é de apenas 130 mV com uma corrente de carga de 1,5 A.
6. Reguladores fixos e Ajustáveis de 1 a (Fairchild)
Os circuitos integrados FAN1117A e FAN1117A-5 da Fairchild, consistem em reguladores fixo e ajustáveis para correntes até 1 A.
O FAN1117A-5 é um regulador fixo para uma tensão de saída de 5 V sendo fornecido em invólucro TO-220 , SOT-223 e TO-252 de três terminais. Já o FAN1117A pode ter sua tensão de saída ajustada para tensões de 9 V ou outros valores através de um divisor resistivo, conforme mostra a figura 6. As tensões podem ser de 1,8 V, 2,5 V, 2,85 V, 3,3 V, 5 V até 9 V.
A regulagem típica é de 0,05% (carga) e o dispositivo apresenta uma baixa queda de tensão na condução. A limitação térmica de corrente é on-chip.
7. LDO para Circuitos de Ultra-Baixo Consumo (Texas Instruments)
A família de circuitos integrados TPS797xx da Texas Instruments é destinada à alimentação de circuitos de consumo muito baixo como os microcontroladores da série MSP430.
Esses circuitos integrados podem fornecer uma corrente de saída de 12 mA sendo estáveis com capacitores maiores do que 0,47 µF e apresentando uma queda de tensão de apenas 0,125 V para uma corrente de carga de 10 mA. Na figura 7 temos um circuito de aplicação típico desse componente.
A corrente quiescente é de apenas 1,2 mA para uma corrente de saída de 10 mA. O invólucro é o SC70/SOT-323 de 5 pinos e o dispositivo possui power-good integrado. Na figura 8 temos uma aplicação na alimentação de um microcontrolador de baixo consumo como o MSP430 da Texas Instruments.
8. Reguladores Fixos e Ajustáveis de 5 A (ST Micro)
A ST Microelectronics possui em sua linha de reguladores lineares de baixa queda de tensão os tipos KD1084xx (fixo) e KD1084Axx, ajustáveis, com capacidade de fornecer correntes até 5 A. Com 5 A de corrente de saída, a queda de tensão nesses dispositivos é de 1,3 V.
As tensões de saída disponíveis nos fixos e ajustáveis são de 1,8 V, 2,5 V e 3,3 V com uma tolerância de saída de 1%. Os dispositivos são fornecidos em invólucros TO-220, D2PAK e DPAK
Na figura 9 temos os circuitos de aplicação típicos para as versões de tensão fixa e de tensão ajustável. Para a versão de tensão ajustável temos a fórmula que permite calcular o divisor que determina a tensão de saída. A tensão máxima de entrada é de 12 V.
9. KFxxB - Regulador VLDO (ST Micro)
VLDO significa Very Low Dropout, consistindo portanto num regulador com uma queda de tensão muito baixa. Os tipos da série KFxxB onde o XX determina a tensão de saída são fornecidos em invólucros SO-8 e DPAK com uma queda de tensão de 0,4 V. A corrente de saída máxima que esses componentes podem fornecer é de 500 mA.
No modo de corrente quiescente muito baixa, essa corrente é de apenas 50 uA. As tensões de saída disponíveis são de 1,5 , 2,5 , 3, 3,3, 4,5 , 5,2, 6 e 8 V.
Os dispositivos dessa série, conforme mostra o circuito da figura 10, precisam de um capacitor de apenas 2,2 µF para operar com estabilidade. Temos ainda o recurso do shutdown controlado por lógica externa e a rejeição da tensão de alimentação é de 70 dB (tip).
10. ADP1706/ADP1707/ADP1708 - Reguladores CMOS (Analog Devices)
Os circuitos integrados ADP1706/7/8 da Analog Devices podem fornecer correntes até 1 A em configuração fixa, mostrada na figura 11 e em configuração variável, mostrada na figura 12. A faixa de tensões de entrada vai de 2,5 V a 5,5 V e na versão fixa pode-se obter16 tensões fixas de 0,75 V a 3,3 V (para o ADP1706).
A queda de tensão é de 345 mV com uma corrente de 1 A. na versão de tensão de saída ajustável as tensões possíveis vão de 0,8 V a 5,0 V, para o ADP1708. A versão aDP1707 possui o recurso de soft start.
O circuito é estável com capacitores cerâmicos de 4,7 µF e ele conta com limitação de corrente e proteção contra sobrecargas.Uma habilitação controlada por lógica também é disponível. Os invólucros disponíveis são o SOIC e o LFCSP de 3 x 3 mm com 8 terminais expostos.
Conclusão
Se bem que tivemos o cuidado de selecionar componentes dos mais modernos disponiveis nos sites das empresas citadas, sempre ocorrem novos lançamentos. Assim, sugerimos ao leitor que antes de optar por um desses circuitos para um projeto, procure no site do fabricante corresponde informações sobre a possibilidade de haverem produtos mais modernos lançados nos últimos dias, os que podem ser usados com vantagens. Nesses sites, os leitores também podem obter documentação mais completa sobre os componentes, como os próprios datasheets e eventualmente application notes.