Um regulador de voltagem existe para resolver um problema básico: a fonte real não é perfeita. A tensão de entrada pode variar (bateria descarregando, fonte oscilando), e a carga pode mudar (o circuito “puxa” mais ou menos corrente). O regulador serve para entregar uma tensão de saída estável — por exemplo, 5V para um microcontrolador — mesmo quando o resto do sistema muda.
- Regulador linear (ex.: 7805, AMS1117): simples, barato, mas pode aquecer.
- Regulador chaveado (buck/boost): eficiente, ótimo para correntes maiores, mas é mais “barulhento” e complexo.
O que é “regular” tensão
“Regular” significa controlar. O regulador mede a saída e ajusta um “elemento de controle” para manter a tensão no valor-alvo:
- Se a entrada sobe, ele “segura” para a saída não subir junto.
- Se a carga puxa mais corrente e a saída tende a cair, ele “abre mais” para compensar.
Regulador linear (ex.: 7805): a ideia mais fácil de entender
Pense no regulador linear como uma válvula que “queima” o excesso. Ele transforma a diferença entre entrada e saída em calor. Por isso, o ponto crítico é a dissipação:
P ≈ (VIN − VOUT) × IOUT
Se VIN for muito maior que VOUT e a corrente for alta, ele esquenta muito.
Animação 1: Regulador linear mantendo 5V mesmo com entrada variando
Nesta animação, a entrada alterna entre “baixa” e “alta”. A saída fica em 5V, e o que muda é a perda em calor no regulador.
Dropout: quando o regulador “não consegue mais”
Todo regulador linear precisa de uma margem mínima entre entrada e saída. Essa margem é chamada de dropout.
- No 7805 clássico, costuma precisar de ~2V de folga (varia por modelo/datasheet).
- Em LDO (Low Dropout), essa folga é menor (às vezes 0,2V–0,5V, depende do componente).
Animação 2: “Queda” por falta de entrada (efeito do dropout)
Aqui a entrada cai abaixo do mínimo necessário. O regulador para de “regular” e a saída começa a cair. Isso explica resets em microcontroladores quando a bateria está fraca.
Regulador chaveado (Buck): mesma saída, muito mais eficiência
O buck (step-down) reduz tensão com alta eficiência, porque não “queima” a diferença como calor. Ele faz isso chaveando um transistor rapidamente (PWM) e usando indutor + capacitor para transformar pulsos em uma tensão DC estável.
- Transistor liga/desliga em alta frequência.
- Indutor “suaviza” a corrente (não deixa variar rápido).
- Capacitor “segura” a tensão.
- Controle (feedback) ajusta o duty-cycle para manter Vout.
Animação 3: Buck (PWM + indutor) “achatando” pulsos em DC
Na animação abaixo, você vê duas coisas: (1) os pulsos de chaveamento (PWM) e (2) a tensão na saída ficando “quase DC” por causa de L e C.
Como escolher: linear ou buck?
- Corrente baixa e simplicidade: linear (ex.: sensores, pequenos módulos).
- Corrente média/alta e eficiência: buck (ex.: 12V→5V para projetos com Wi-Fi/relés).
- Entrada próxima da saída: LDO pode ser melhor (bateria → 3,3V por exemplo).
Checklist de defeitos (manutenção)
- Saída baixa: fonte de entrada fraca, dropout, curto na saída, regulador danificado.
- Regulador aquecendo: VIn alto demais, corrente alta, curto parcial, dissipação insuficiente.
- Ruído/instabilidade: capacitor de saída ruim (ESR alto), layout ruim (buck), falta de capacitor adequado.
Conclusão
Reguladores de tensão são “os guardiões” da eletrônica: protegem e estabilizam o que alimenta microcontroladores, sensores e circuitos inteiros. Se você entender dissipação (linear), dropout e a lógica do buck (PWM + filtro LC), você resolve muitos problemas na bancada com muito mais rapidez.