Regolatori Lineari 78xx
Quanta corrente può fornire un alimentatore lineare costituito da un integrato della serie 78xx, oppure regolabile costruito utilizzando un LM317 ? La risposta a questa domanda sembra semplice e scontata visto che questo parametro viene già riportato nelle specifiche tecniche fornite dal costruttore, però bisogna fare alcune considerazioni:
Dalle specifiche si capisce che posso richiedere una corrente superiore ad 1A e comunque non superiore ad 1,5A valore di intervento della protezione interna che limiterebbe la corrente in uscita.
Esempio, un L7805 può fornire per un brevissimo periodo una corrente di picco di 2A, solo se si trova nelle condizioni riportate nel grafico a fianco, altrimenti interviene il limitatore interno. Come visibile dal grafico la differenza tra la tensione di ingresso e di uscita deve essere di circa 5V e tutto poi dipende dalla temperatura di lavoro, l'aumento della temperatura limita il valore della corrente di picco erogabile.
Questi regolatori lineari riescono a stabilizzare la tensione di uscita partendo anche da un valore di VI molto elevato (oltre 30V), è ovvio che maggiore sarà il delta V (Vin-Vout) e maggiore sarà la potenza dissipata dal dispositivo e di conseguenza la temperatura di lavoro.
Anche in questo caso si potrebbe arrivare ad un intervento della protezione interna dovuto all'eccessivo aumento della temperatura, anche se in quel momento il valore della corrente di uscita richiesta è inferiore ad 1A.
L'inserimento di un dissipatore termico migliora le prestazioni del dispositivo, come visibile dal grafico a fianco.
Per evitare un eccessivo riscaldamento del regolatore ed ottenere così un elevato valore della corrente in uscita è bene mantenere un basso delta V (Vin - Vout) che comunque non potrà scendere sotto i 2Volt, altrimenti il regolatore non riesce a lavorare bene.
I 2 Volt sono riferiti al valore minimo considerando l'ondulazione della tensione di ripple.
Le simulazioni allegate alla fine della pagina, riferite ad un LM117 (stabilizzatore regolabile) permettono di capire molti dei concetti esposti.
Le simulazioni sono state eseguite con Microcap10 Evaluation Version.
L'inserimento di un dissipatore termico ( heat sink ) di circa 10°K/W permette di portare la massima potenza dissipabile dal regolatore da 2Watt a circa 7Watt (valori ricavabili dal grafico della potenza dissipabile riportato sopra).
Il valore della potenza dissipata si calcola moltiplicando delta V per la corrente di uscita Iout:
P=(Vin - Vout) * Iout > [Watt]
Questa simulazione riporta il funzionamento di un LM117 configurato per stabilizzare 12V in uscita.
La tensione a monte (traccia azzurra) non è sufficiente a garantire una tensione di uscita stabile (traccia rossa).
In questo caso il delta V garantisce una buona stabilizzazione della tensione di uscita (traccia rossa), però l'elevato delta V causa un aumento della potenza dissipata che richiede l'inserimento di un dissipatore termico adeguato.
