Calculadora de Tensão e Resistor do LM317
Calcule a tensão de saída do LM317 a partir dos resistores R1 e R2, ou encontre os valores dos resistores para uma tensão desejada. Insira as duas resistências para obter a saída regulada em volts.
Ferramenta de Saída de Regulador de Tensão Ajustável
Fórmula da Tensão de Saída do LM317
Onde:
- \(V_{out}\) — tensão de saída (V)
- \(V_{ref}\) — tensão de referência interna, \(1.25\text{ V}\) para o LM317
- \(R1\) — resistor entre os pinos de saída e de ajuste (Ω)
- \(R2\) — resistor entre o pino de ajuste e o terra (Ω)
- \(I_{adj}\) — corrente do pino de ajuste, tipicamente \(50\text{ µA}\)
O LM317 mantém \(1.25\text{ V}\) fixos sobre \(R1\), o que estabelece uma corrente constante no divisor resistivo; a tensão de saída é a tensão de referência mais a queda sobre \(R2\).
Tensão do LM317 – Exemplo de Cálculo
Exemplo: um regulador LM317 usa os valores padrão de resistor \(R1 = 240\ \Omega\) e \(R2 = 1200\ \Omega\).
\[ V_{out} = 1.25 \cdot \left(1 + \frac{1200}{240}\right) + 0.00005 \cdot 1200 \]
\[ V_{out} = 1.25 \cdot 6 + 0.06 = 7.5 + 0.06 = 7.56\ \text{V} \]
Resultado: a tensão de saída é de aproximadamente 7.56 V. Desprezando a pequena corrente do pino de ajuste, obtém-se \(7.5\text{ V}\), o valor que a maioria dos datasheets cita para esse par clássico de resistores.
Como Usar a Calculadora do LM317
- Insira o valor do Resistor R1 em ohms. Este é o resistor conectado entre os pinos de saída e de ajuste; 240 Ω é a recomendação do datasheet.
- Insira o valor do Resistor R2 em ohms. Este resistor fica entre o pino de ajuste e o terra.
- Leia a Tensão de Saída em volts, calculada com \(V_{ref} = 1.25\text{ V}\) e \(I_{adj} = 50\text{ µA}\).
Para encontrar um valor de \(R2\) para uma tensão de saída desejada, reorganize a fórmula e resolva para \(R2\); depois use a calculadora para verificar o resultado:
\[ R2 = R1 \cdot \frac{V_{out} - V_{ref}}{V_{ref} + I_{adj} \cdot R1} \]
Sobre o Regulador Ajustável LM317
O LM317 é um dos reguladores de tensão lineares mais populares já fabricados. Diferentemente dos reguladores fixos de 5 V ou 12 V, sua saída pode ser ajustada de \(1.25\text{ V}\) até cerca de \(37\text{ V}\) simplesmente escolhendo dois resistores. Ele exige uma tensão de entrada pelo menos \(2\text{ V}\) a \(3\text{ V}\) acima da saída desejada (a tensão de dropout) e pode fornecer até 1.5 A com dissipação de calor adequada.
O dispositivo funciona mantendo exatamente \(1.25\text{ V}\) entre seus pinos de saída e de ajuste. Essa tensão constante sobre \(R1\) conduz uma corrente fixa pelo divisor, e o regulador eleva sua saída até que a tensão no pino de ajuste corresponda ao que o divisor produz. Como o laço de realimentação fecha através do divisor, a saída é estável e previsível uma vez fixada a razão entre os resistores.
Na prática, o termo \(I_{adj} \cdot R2\) contribui com apenas algumas dezenas de milivolts e muitas vezes é desprezado em estimativas rápidas. No entanto, a corrente do pino de ajuste não é perfeitamente constante; portanto, quando a precisão importa — ou quando \(R2\) é grande — manter a fórmula completa evita surpresas. Para a maioria das fontes de uso geral e de hobby, a fórmula simplificada \(V_{out} \approx 1.25 (1 + R2/R1)\) é precisa dentro de cerca de 1%.
Aplicações típicas incluem fontes de bancada, carregadores de bateria, drivers de LED em configurações de limitação de corrente e fontes de polarização ajustáveis. Se você precisar de uma referência fixa ou de um regulador em derivação (shunt), uma calculadora de resistor para diodo Zener cobre uma abordagem de projeto diferente, porém relacionada.
Escolhendo os Valores dos Resistores — Dicas e Limitações
- Mantenha R1 próximo de 240 Ω. O datasheet recomenda \(R1 = 240\ \Omega\) para que a corrente do divisor (cerca de 5 mA) seja grande o suficiente para manter o regulador em operação estável; o LM317 exige uma corrente de carga mínima tipicamente de 3.5–10 mA.
- Use valores padrão. Como a tolerância dos resistores afeta diretamente a precisão da saída, resistores de filme metálico de 1% dão resultados visivelmente melhores que os tipos de carbono de 5%. Se precisar de um valor incomum, combine resistores e verifique o equivalente com uma calculadora de resistência em paralelo.
- Respeite a margem entre entrada e saída. A tensão de entrada deve exceder a saída em pelo menos a tensão de dropout (2–3 V). Acima disso, o regulador dissipa \((V_{in} - V_{out}) \cdot I_{load}\) na forma de calor — dimensione o dissipador adequadamente.
- Atenção à dissipação em R2. Em tensões de saída elevadas, \(R2\) pode dissipar potência considerável; verifique se sua classificação de potência em watts é adequada.
- Adicione capacitores de desacoplamento. Um capacitor de entrada (0.1 µF) e um de saída (1 µF de tântalo ou 10 µF eletrolítico) melhoram a resposta transitória e a estabilidade; um capacitor opcional de 10 µF sobre \(R2\) aumenta a rejeição de ripple.
- A corrente que flui para a carga também flui pela sua fiação. Para correntes maiores, verifique o dimensionamento dos condutores com uma calculadora de bitola de fio para limitar a queda de tensão e o aquecimento.
A calculadora assume os valores típicos do datasheet: \(V_{ref} = 1.25\text{ V}\) e \(I_{adj} = 50\text{ µA}\). Os dispositivos reais variam ligeiramente entre unidades; meça a tensão de saída real depois de montar o circuito e ajuste \(R2\) com um trimpot caso precise de maior precisão.
Combinações Comuns de R1/R2 (R1 = 240 Ω)
| R2 | Vout (aprox.) |
|---|---|
| 240 Ω | 2.5 V |
| 720 Ω | 5.0 V |
| 1.2 kΩ | 7.5 V |
| 2.16 kΩ | 12.5 V |
| 3.36 kΩ | 18.8 V |
Os valores são calculados com a fórmula simplificada; o cálculo completo adiciona aproximadamente \(I_{adj} \cdot R2\) a cada resultado.
Perguntas frequentes
Como calcular manualmente a tensão de saída do LM317?
Multiplique a tensão de referência pela razão entre os resistores e some o termo do pino de ajuste: \(V_{out} = 1.25 \cdot (1 + R2/R1) + I_{adj} \cdot R2\). Para uma estimativa rápida, despreze o último termo — com \(I_{adj} = 50\ \mu A\) ele acrescenta apenas algumas dezenas de milivolts. Exemplo: R1 = 240 Ω e R2 = 720 Ω resulta em \(1.25 \cdot 4 \approx 5\ V\). Use a calculadora para verificar suas contas.
O LM317 pode fornecer menos de 1.25 V?
Não — 1.25 V é o mínimo teórico, definido pela referência interna entre os pinos de saída e de ajuste. Mesmo com \(R2 = 0\) (pino de ajuste ligado diretamente ao terra), a saída permanece em cerca de 1.25 V. Para obter tensões menores, você precisa de um rail negativo no pino de ajuste ou de um regulador diferente, como um conversor buck ajustável, que também é muito mais eficiente em grandes diferenças entre entrada e saída.
Posso inserir valores de resistor em kΩ ou usar valores da série E?
A calculadora espera valores em ohms, então converta antes: 1 kΩ = 1000 Ω, 4.7 kΩ = 4700 Ω. Como o resultado depende da razão R2/R1, pequenos arredondamentos dos valores deslocam a saída proporcionalmente. Se você precisar usar valores padrão E12/E24, experimente combinações — por exemplo, 1.2 kΩ = 1 kΩ + 200 Ω em série, ou dois resistores em paralelo — e verifique a resistência equivalente antes de calcular.
Por que 240 Ω é recomendado para R1, e posso usar outro valor?
O LM317 precisa de uma corrente de carga mínima de aproximadamente 3.5–10 mA para regular adequadamente. Com \(R1 = 240\ \Omega\), o divisor consome cerca de 5 mA, satisfazendo essa exigência por si só. Se você aumentar R1 para economizar energia, a corrente do divisor pode cair abaixo do mínimo e a saída pode subir em cargas leves. Valores menores funcionam, mas desperdiçam corrente e aquecem o resistor; verifique sua classificação de potência.
Posso usar um potenciômetro como R2 para fazer uma fonte ajustável?
Sim, essa é a configuração clássica de fonte de bancada. Substitua R2 por um pot (ou um resistor fixo em série com um pot para definir a tensão mínima). Gire o pot e a saída varre de aproximadamente \(1.25 \cdot (1 + R_{min}/R1)\) até o máximo definido pela margem da sua tensão de entrada. Use um pot de conicidade linear e lembre-se de que a saída pode subir se o cursor entrar em circuito aberto — alguns projetos adicionam um resistor fixo em paralelo como proteção.
Quanta tensão e potência o LM317 desperdiça como calor?
O regulador mantém \(V_{in} - V_{out}\) sobre si mesmo, dissipando \((V_{in} - V_{out}) \cdot I_{load}\) watts. Exemplo: 12 V na entrada, 5 V na saída a 1 A significa 7 W de calor — é necessário um dissipador substancial. Como a entrada deve sempre estar pelo menos 2–3 V acima da saída, evite alimentá-lo com uma tensão muito maior do que o necessário. Sem refrigeração adequada, o LM317 desarma pelo limitador térmico.
Por que meu circuito montado mede uma tensão diferente da calculada?
A tolerância dos resistores (peças de 5% podem deslocar a saída visivelmente), a variação de \(V_{ref}\) entre unidades (1.2–1.3 V entre dispositivos) e a corrente não constante do pino de ajuste contribuem para isso. Verifique a saída real com um multímetro — mas tome cuidado ao sondar um circuito energizado. Se a precisão importa, substitua R2 por um trimpot em série com um resistor fixo e ajuste a saída após a montagem. Confirme também que a tensão de entrada excede a saída em pelo menos a tensão de dropout sob carga plena.