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STABILIZZATORI 78XX, ECCO COSA SONO E COME FUNZIONANO... tipo: livello:
una spiegazione per sapere cosa sono e come si usano gli stabilizzatori della serie 78XX
 
 



 

78XX / 79XX ecco cosa sono...


Salve a tutti, per chi non mi conoscesse sono Cavva23 e mi diletto all'elettronica per passione. Sono un perito industriale con una infarinatura scolastica di elettronica, ma l'elettronica è la mia passione e ho imparato e letto molto da riviste ed internet. Chi inizia le sue esperienze elettroniche, deve asolutamente conoscere anche gli stabilizzatori della famiglia 78XX & 79XX. Visto che negli schemi vedo spesso idee confuse, spero che con questo articolo di chiarirle a qualcuno.

Io li ho conosciuti tramite i libri di Nuova Elettronica e da questo libro (imparare l'elettronica partendo da zero vol.2) prenderò spunto e vi illustro brevemente cosa sono e come si usano gli stabilizzatori.

 


Nota: gli schemi sono realizzati a mano per non fotocopiare palesemente le foto del libro... E poi così spero che apprezziate il fatto che ci ho messo anche del mio. Le foto sono prese dalla rete. L'articolo è diretto a chi non li conosce e spero che chi gia li conosce si astenga dallo scrivere commenti quale banale, già saputo o robe del genere visto che "nessuno nasce imparato".

 


Breve Descrizione


Gli stabilizzatori sono integrati che riescono a livellare delle tensioni sia positive che negative. Il nome stabilizzatore viene appunto dato a questo integrato perchè stabilizza la tensione ad un valore fisso. I piu comuni li possiamo trovare in case TO-220 e in TO-92 ma ci sono anche in case molto piu grandi, in grado di sopportare correnti maggiori e quindi dissipare potenze più elevate. La differenza di case è collegata con la corrente massima erogata. Gli stabilizzatori con case TO-220 sono quelli che al massimo erogano 1 A e sono predisposti per essere muniti di dissipatore. In caso contrario una protezione interna limità la corrente erogata a 0,5 A , ma per poco perchè perseverando si arriva alla distruzione dell'integrato. Invece quelli in case TO-92 hanno una corrente massima erogara di 0,1 A e vengono utilizzati spesso per stabilizzare tensioni di riferimento in applicazioni con operazionali ad esempio. Anche se il loro collegamento esterno è semplice, all'interno sono costruiti in modo molto complesso infatti all'interno possiamo trovare 18 transistor, 22 resistenze e tre diodi zener.

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case TO-220
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case TO-92

Gli stabilizzatori di tensioni positive 1A sono chiamati 78XX. Il 78 sta per tensioni positive, il numero che segue (xx sta per indicare un numero ) è il valore della tensione di uscita espresso in volt ( V ). Ad esempio un 7812 è uno stabilizzatore da Max 1 A che stabilizza la tensione di uscita a 12 V. La versione da 100mA si chiama 78L12 .

Gli stabilizzatori di tensioni negative 1A sono chiamati 79XX. Il 79 sta per tensioni negative, il numero che segue (xx sta per indicare un numero ) è il valore della tensione di uscita espresso in volt ( V ). Ad esempio un 7912 è uno stabilizzatore da Max 1 A che stabilizza la tensione di uscita a 12 V negativi. La versione da 100mA si chiama 79L12.

Ricapitolando:

Tensioni positive: 78XX Max 1A, 78LXX Max 0,1A

Tensioni negative: 79XX Max 1A, 79LXX Max 0,1A

questa è la piedinatura di un 78XX                  questa è la piedinatura di un 79XX      

                                                          

questa è la piedinatura di un 78LXX               questa è la piedinatura di un 79LXX

                                                                        

ecco una foto del case TO-3 che pertette di erogare correnti fino a 5 A , è il 78H12...

qui allego lo schema semplificato del loro funzionamento

 




Vin e Vout: quello che entra e quello che esce...

Questi stabilizzatori di norma hanno un tensione d'ingresso massima ed un uscita con la sua relativa tolleranza. Premettendo che ogni produttore ha dei valori, anche se poi sono  quasi tutti simili, sono da rispettare per il funzionamento base del prodotto. Quindi quando sarete alle prese con un progetto di un piccolo alimentatore o chissà cos'altro, la prima cosa da fare è prendere il datasheet. Nei datasheet troverete tutte le informazioni del vostro componente, tutte, quindi prendeteli in considerazione.
Ecco un esempio: datasheet
Nell'alimentare gli integrati dobbiamo avere l'accortezza di fornigli una tensione almeno 1,4 volte di quella d'uscita. L'uscita ha una certa tolleranza, quindi una variazione di ± 200 mV è normale.
In ingresso allo stabilizzatore poniamo un condensatore grande elettrolitico ( C1 ) e un condensatore ceramico da 100nf ( C2). Il primo per livellare l'entrata, magari appena raddrizzata da un ponte di diodi, il secondo per eliminare le  autooscillazioni dell' integrato. In uscita la stroria è quasi la stessa. Applichiamo allo stabilizzatore un condensatore ceramico da 100nf ( C3 ) e un condensatore elettrolitico ( C4 ) la cui capacità sarà di 1/10 volte minore di C1. Vedi schema sotto.
 
Per calcolare il valore di C1 cito la formula del libro che dice:
Microfarad = 20.000 : (Volt : Ampere)
 
Dove microfarad è il valore minimo del condensatore che cerchiamo, 20.000 è un valore fisso da usare se usiamo un ponte di diodi, Volt sono i Volt di entrata e Ampere è la corrente massima assorbita dal circuito.
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qui mostro come viene disegnato negli schemi...
Per proteggerlo dalle tensioni del condensatore di uscita quando viene disalimentato il circutio, si applica un diodo al silicio nel modo come l'ho disegnato ( posto in antiparallelo con l'integrato).
 
Per chi vuole più tensione...
Questo è la parte per chi dallo stabilizzatore vuole piu tensione. Sì perchè da uno stabilizzatore si può ottenere più tensione di quella dichiarata. Questo viene comodo a chi ha bisogno di tensioni che non possiamo reperire con gli stabilizzatori.  Ci sono due metodi al riguardo, si usano dei diodi o delle resistenze.
Possiamo collegare dei diodi al silicio ( tipo 1N4007 ) tra il piedino M e la massa. Nei stabilizzatori positivi si collega l'anodo verso M e il catodo verso la massa. Al contrario nei 79XX si collega il catodo verso M e l'anodo verso massa.
Il valore che ritroviamo sull'uscita è uguale a Vstabilizzatore + 0,7V per ogni diodo aggiunto. Esempio integrato 7808 con un diodo diventa :  8V + 0,7V = 8,7 V.
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ecco la figura riguardante i diodi
questo è un diodo al silicio, A per anodo e K per catodo...
Altro modo è quello di realizzare un partitore di resistenze. Ecco la foto per rendere l'idea di cosa vado a spiegare:
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Guardando la prima delle due configuarzioni si vede la presenza di un condensatore da 10uF, R1 e R2...
Per calcolare il valore di R1 e R2 dobbiamo usare delle semplici formule:
R1 = V integrato : 0,025                                           V out = volt che vogliamo in uscita
R2 = (V out - V integrato ) : 0,025                            V integrato = è la tensione che stabilizza l'integrato
V out = [(R2 : R1) + 1] x V integrato                         0,025 = è la corrente che scorrè nelle resistenze
       
Se guardate la seconda configurazione raffigurata nel disegno c'è al posto di R2 un trimmer, questo serve per avere un range di controllo della tensione più ampio. Infatti ai suoi estremi abbiamo una resistenza R1 e la massa. Quindi ruotando il trimmer avremo o la minima tensione pari a quella normalmente stabilizzata dall'integrato (ad esempio 8V per un 7808) o avere qualche volt in più calcolati seguendo la formula di prima.                
                 
Per chi vuole più corrente...
I rete e in tanti schemi si trova spesso alimentatori fatti con questi integrati promettendo di erogare 1 o 2 Ampere utilizzando solo lo stabiliazzatore...Niente di più falso.
Se non usiamo gli stabilizzatori di tipo 78HXX che tengono anche fino a 5 ampere ( ma hanno un prezzo non paragonabile al 78XX ) non riusciamo a ottenere quelle correnti.
Il modo più appropriato è aggiungere un transistor che fa il lavoro più pesante. Nelle tensioni positive si usano dei PNP, nelle tensioni negative invece utilizzeremo degli NPN.
 
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configurazione del transistor...
 
Il concetto è questo, fare scorrere una minima corrente nel integrato e far fare il grande lavoro al transistor.
In particolare faremo scorrere 0,2A nello stabilizzatore, per far si che il resto lo conduca il transistor inseriamo una resistenza chiamata R1. Per fare i calcoli abbiamo bisongo di conosce l'Hfe del transistor di potenza che useremo.
Ecco la parte dei calcoli...
Per sapere il valore di R1 si calcola innanzitutto la corrente che deve scorrere nella base del transistor:
 
Ib = Ampere MAX : Hfe   Ib = corrente di base del transistor
 
poi si calcola la corrente che deve scorrere nella R1:
 
IR1 = 0,2 - Ib                   0,2 è la corrente che scorrerà nel 78XX
 
per ultimo si calcola il valore ohmico della resistenza R1
 
R1 = 0,7 : IR1                  0,7 è la tensione che serve per condurre al transistor
 
la potenza dissipata della resistenza si calcola con questa formula
 
Watt =  R x I2  per semplificarla a chi ha meno conoscenze si puo dire Watt = (ampere x ampere) x ohm
 
 Negli schemi qui disegnati non sono stati inseriti i condensatori per semplificare i disegni ma sono indispensabili come nel primo schema e  gli elettrolitici devono essere di adeguata capacità.
 
 Configurazione per corrente costante...
 

I 78XX possiamo anche configurarli come generatori di corrente costante.

Lo schema del generatore di corrente

il valore di R determina la corrente generata.

per calcolare la corrente si fa questo calcolo:

 V integrato : I = R   dove V integrato = è la tensione che stabilizza l'integrato (12 volt per un 7812)

                                          I è la corrente che vogliamo generare esperessa in Ampere

                                          R è il valore della resistenza in Ohm

Per correnti grandi si consiglia sempre la soluzione a transistor...

Configurazione switching

Questa configurazione è stata fornita dall'amico e utente Gianmagna quindi per domande sul funzionamento vi rimando a lui.

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Ecco il datasheet del transistor BDX54.

 


Con questo concludo l'articolo sperando di avere chiarito le idee a quelli che avevano qualche dubbio su questi stabilizzatori. Se avete domande al riguardo potete contattarmi o in messaggio privato o alla mia mail Cavva23@grix.it .

 

Se vi fossero inesattezze o errori non esitate a scrivere nei commeti.

 

Grazie dell'attenzione e per altro

www.cavva.it 

Cavva 23

 
 
 
 

 





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Questa pagina è stata creata da cavva23
il 01/09/2008 ore 09:44
ultima modifica del 12/03/2014 ore 19:35
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