El presente artículo habla sobre los reguladores de voltaje conmutados o también llamados de switcheo, se muestra cuál a nuestro gusto es uno de los mejores reguladores de voltaje del mercado el regulador de voltaje XL1509.
Nosotros ya lo incorporamos en prácticamente cualquier diseño donde se requiera regular a un voltaje fijo, ya sea de 12 Volts, 5 Volts o 3.3 Volts, la siguiente figura muestra al XL1509 para regular a 3.3 Volts con hasta 2 Ampere de corriente de salida.
También está la versión ajustable para obtener valores de voltaje entre 4 Volts a 37 Volts.
Antes de hablar de este regulador en la siguiente sección se muestran algunos reguladores lineales y la diferencia entre estos y los conmutados.
Reguladores lineales
En muchos de los proyectos electrónicos se requiere reducir el voltaje de DC para alimentar nuestros circuitos, comúnmente se requieren voltajes regulados de 12 Volts o 5 Volts y ya últimamente se usan más los de 3.3 Volts.
Un regulador de voltaje es un dispositivo que siempre mantiene constante el voltaje de salida, aunque cambie su voltaje de entrada.
Por ejemplo, el LM7805 puede recibir un voltaje de entrada de entre 7 volts hasta 25 volts y su salida siempre será 5 volts.
Cuando se tiene que tomar la decisión de usar reguladores de voltaje, siempre se piensa en la familia LM78XX, reguladores de voltaje lineales bastante económicos.
Cuando recién iniciamos en el diseño electrónico de tarjetas, siempre lo veíamos como primera opción, prueba de ello es la primera versión de nuestra tarjeta de entrenamiento para microcontroladores PICs, remarcado en amarillo está el 7805.
Esos reguladores son fáciles de usar, de tan solo tres terminales, de echo lo usamos en una de nuestras tarjetas como se ve en la imagen.
pero vimos un problema grave al usarlo en la tarjeta anterior, el 7805 se calentaba mucho
En la tarjeta el 7805 tenía que proveer el voltaje sobre todo hacía:
- La LCD.
- El display de 7 segmentos
- LEDs, y algunos otros periféricos.
El resultado cuando se conectaba la tarjeta de entrenamiento era un calentamiento del 7805 muy evidente y hasta peligroso.
La opción más viable para evitar lo anterior fue cambiarlo por un regulador de voltaje conmutado o regulador de switcheo.
En resumen, cuando tengas una aplicación donde el LM7805 o cualquier otro regulador lineal se calienta en demasía, justo ahí es buena opción cambiar por un regulador de voltaje conmutado, como el XL1509.
Reguladores de Voltaje Conmutados
Un regulador de voltaje conmutado hace exactamente lo mismo que el 7805 regular el voltaje de entrada a una salida de voltaje fija (aunque hay ajustables también) y constante, pero usa otra técnica.
El regulador tiene en su interior un transistor que funciona como un switch, por eso a estos reguladores conmutados se les llama también reguladores de “switcheo”.
El primer regulador conmutado que empezamos a usar en nuestras tarjetas fue el LM2596 de Texas Instrument.
La imagen siguiente muestra una imagen de este regulador y su diagrama de conexión
Observe el diagrama, estos reguladores requieren de un diodo y una bobina, y bueno sus capacitores externos, con estos elementos, basta para obtener un voltaje regulado y de mas amperaje que los reguladores lineales, este ejemplo muestra la conexión para proveer hasta 3 A en su voltaje de salida.
El problema de este regulador es su precio, el costo por ejemplo del LM2596 original, para 5 Volts es de aproximadamente $110 MXN, exageradamente caro para usarse en un proyecto que se busca sea económico, ese costo más el de la bobina que son los elementos más caros, hicieron que dejáramos de usarlo, en definitiva.
XL1509
Después de descartar el LM2596, por su precio, empezamos a usar el XL1509, si bien es de 2 Amperes, resultó ser un dispositivo excelente para nosotros, aparte de su bajo costo, $9 MXN, comprobamos su eficacia, pues lo usamos justo en una versión mejorada de la tarjeta de entrenamiento vista en la parte de arriba.
Algunas características sobresalientes del regulador son las siguientes.
- Número de parte del fabricante: XL1509
- Fabricante: XLSEMI
- Origen del fabricante: Asia
- Empaquetado: SOIC-8
- Voltaje de salida: varios, Ajustable, 12 volts, 5 Volts y 3.3 Volts
- Corriente de salida: 2 A
- Voltaje de entrada: 4.5 Volts a 37 Volts
- Tipo de convertidor: Buck
- Frecuencia de Switcheo fija: 150 KHz
La empresa que lo diseña esta en China, así que era de esperarse que el costo fuera bajo, Álamo Semiconductores pone a tu disposición este regulador dando clic aquí se pueden ver los detalles para su compra, esto con la finalidad de que se incorpore fácilmente en tus próximos proyectos electrónicos, pues ya está más que comprobada su eficacia.
La imagen siguiente muestra el diagrama esquemático recomendado para este regulador.
Observe los componentes principales del circuito anterior:
- El XL1509
- La bobina de 68 uH
- Un diodo Schottky
La imagen que esta a lado de este párrafo, muestra estos tres componentes principales
Esos tres componentes principales y los capacitores mostrados en la figura, es lo único que se requiere para regular el voltaje y hacerlo con mayor eficiencia que que cualquier regulador lineal.
Conclusión
El XL1509 es uno de los mejores reguladores de voltaje conmutado del mercado, pues su empaquetado SOIC, hace que ocupe poco espacio en la tarjeta, además su bajo costo y su comprobada eficacia hace que sea la mejor opción para usar en tu próximo proyecto.
Si bien quizá para un principiante, o estudiante, usarlo en sus proyectos derive en alguna complicación, pues usan tecnología de montaje superficial (SMD), pero realmente no es complicado.
Trabajar con componentes SMD, requiere un esfuerzo un poco más grande, pues implica diseñar una PCB, fabricarla nosotros mismos o mandarla fabricar, nosotros tenemos precios muy bajos, en la fabricación de circuitos impresos, desde $100 MXN por 5 piezas de hasta 5x5cm.
Así que la fabricación de la PCB ya no es impedimento, fácilmente se puede diseñar la PCB para el XL1509, y fabricarla con nosotros a un precio muy bajo.
Soldar el componente SMD, tampoco es muy difícil, el empaquetado del XL1509 llamado SOIC-8, tiene el espaciado lo suficientemente amplio para que cualquier persona con nociones de electrónica pueda soldarlo.
No dudes en usar este regulador en tus próximos proyectos, contáctanos si tienes alguna duda y nosotros con mucho gusto te ayudamos para que lo incorpores en tu próximo gran diseño.
