Esta placa transforma um transformador de 15 V + 15 V com derivação central em duas tensões reguladas e espelhadas, +12 V e −12 V, com o terra no meio — a fonte que amplificador operacional e quase todo circuito analógico de revista pede. Usa o par clássico 7812 (positivo) e 7912 (negativo) com dois LEDs de presença, e entrega até 500 mA por saída com dissipador. Nível: iniciante a intermediário — sem ajuste, mas com tensão de rede no primário.
O circuito não é invenção nossa: o núcleo é a Figure 10, “Operational Amplifier Supply”, página 9 do datasheet MC7900/D Rev. 21 (outubro de 2021) da onsemi, fabricante do CI, complementada pela Figure 11 (diodos de proteção), página 10. O original da onsemi usa 7815/7915 para ±15 V; aqui trocamos pelos 7812/7912 da mesma família, com os números da tabela do MC7812C (datasheet MC7800/D Rev. 29, página 9) e do MC7912C (MC7900/D, página 5). Datas e números conferidos em 13 de outubro de 2026.
O que você vai precisar
| Ref. | Componente | Especificação | Qtd. |
|---|---|---|---|
| T1 | Transformador | primário 127/220 V; secundário 15 V + 15 V, 1 A, com derivação central (fica fora da placa) | 1 |
| F1 | Fusível + porta-fusível | no primário, retardo; para um transformador de 30 VA: 500 mA em 127 V ou 250 mA em 220 V | 1 |
| D1–D8 | Diodo 1N4007 | 1 A, 1000 V | 8 |
| C1, C2 | Eletrolítico | 2200 µF, 35 V, 16 mm de diâmetro, passo 7,5 mm | 2 |
| C3, C4 | Poliéster ou cerâmico | 330 nF, 63 V | 2 |
| C5, C6 | Eletrolítico | 1 µF, 25 V ou mais | 2 |
| U1 | Regulador positivo | MC7812CT (ou L7812CV, LM7812), TO-220 | 1 |
| U2 | Regulador negativo | MC7912CT (ou L7912CV, LM7912), TO-220 | 1 |
| R1, R2 | Resistor | 1 kΩ, 5%, 1/4 W | 2 |
| LED1, LED2 | LED vermelho 5 mm | 1,9 V a 10 mA | 2 |
| J1, J2 | Borne de parafuso | 3 vias, passo 5,08 mm | 2 |
| — | Dissipador TO-220 + kit de isolação | 15 °C/W ou melhor, cada; mica (ou silicone) e bucha isolante | 2 |
Como funciona
Retificação. A derivação central vira o terra. D1 e D2 levam os picos positivos ao C1; D3 e D4, os negativos ao C2. O pico de 15 V eficazes é 21,2 V; tirando diodo e enrolamento, a simulação dá 17,7 V médios em cada capacitor com 500 mA de carga, e 20,2 V sem carga.
Filtro. Entre dois picos da rede quem segura a carga é o capacitor. A conta de bolso é ΔV = I / (2·f·C) = 0,514 A / (2 × 60 × 0,0022 F) = 1,95 V de ondulação. A simulação mostrou 1,35 V: a conta supõe descarga durante o meio ciclo inteiro, então serve como pior caso.
Regulação. No fundo da ondulação, o capacitor tem de ficar acima da saída somada à queda mínima do regulador. Pelo datasheet, o 7812 precisa de 2,0 V (entrada mínima 14 V) e o 7912 de 1,3 V (−13,3 V). Com 17,0 V no vale, sobram 3 V. Em cada saída, a onsemi especifica 60 dB (7812) e 61 dB (7912) de rejeição de ondulação a 120 Hz — os 1,35 Vpp do capacitor viram cerca de 1,4 mVpp na saída.
Os quatro diodos extras. D7 e D8 são os clamp diodes da Figure 10: quando o circuito alimentado liga carga entre +12 e −12 V (caso de todo amplificador operacional), o lado negativo pode subir antes e arrastar a saída do 7812 para baixo de zero. A onsemi avisa que isso pode travar o 7812 (latch-up) com mais de 200 mA; o diodo segura a saída em −0,7 V. D5 e D6 vêm da Figure 11: se a entrada for curto-circuitada ou desligada de repente, o capacitor de saída descarrega pelo diodo, e não por dentro do CI. Com C5 e C6 de 1 µF são seguro barato (o datasheet diz que abaixo de 10 µF “geralmente” não precisa), mas já ficam prontos se você aumentar a saída.
LEDs. R = (12 − 1,9) / 0,010 ≈ 1 kΩ, ou 10 mA em cada LED. O LED2 vai invertido de propósito: o anodo fica no terra, porque o “positivo” dele é o 0 V.
A placa de circuito impresso
A placa foi desenhada no KiCad a partir do mesmo esquema, com os encapsulamentos reais da lista, em face única (70 × 60 mm), trilhas de 0,8 mm e folga de 0,4 mm, medidas que aguentam a transferência térmica caseira. As ligações foram conferidas pino a pino contra os dois datasheets e o roteamento fechou com 138 trilhas, nenhuma via, nenhum jumper e nenhuma ligação pendente. Os reguladores ficam na borda, com a aba para fora, por causa do dissipador.
Arquivos da placa:
- PDF do cobre em escala 1:1 — imprima a 100%, sem “ajustar à página”.
- Gerber + furação (ZIP) — para mandar fabricar.
- Projeto KiCad — para mudar tamanho ou roteamento.
Montagem
Circuito do fabricante, conferido em simulação. Ainda não montamos esta placa na bancada; se você montar, mande a foto para a Saber.
- Diodos primeiro (D1–D8), conferindo a faixa de cada um com o “K” da serigrafia. Depois resistores, C3/C4, bornes.
- Eletrolíticos: no C1 o positivo vai para o lado do 7812; no C2 e no C6 o positivo vai para o terra. É o erro número um em fonte simétrica.
- Reguladores por último, cada um no seu lugar. A pinagem é diferente: no 7812 é entrada–terra–saída; no 7912 é terra–entrada–saída (de frente para as letras, da esquerda para a direita).
- Primeiro teste sem carga e sem os dissipadores aparafusados, com o primário do transformador protegido por fusível. Isole todas as ligações de rede com espaguete termocontrátil antes de ligar na tomada.
Tensões esperadas
| Ponto | Sem carga | 500 mA em cada saída |
|---|---|---|
| J1, entre cada ponta e o CT (multímetro em AC) | ~15 V eficazes | ~15 V eficazes |
| C1 (+) em relação ao terra | +20,2 V | +17,7 V (17,0 a 18,4) |
| C2 (−) em relação ao terra | −20,2 V | −17,7 V (−17,0 a −18,4) |
| Saída +12 V (J2-1) | +12,00 V | +12,00 V, ondulação 1,4 mVpp |
| Saída −12 V (J2-3) | −12,00 V | −11,98 V, ondulação 1,2 mVpp |
| Corrente em cada LED | 10 mA | 10 mA |
| Potência em cada regulador | 0,15 W | 3,0 W (exige dissipador) |
Medido em simulação (ngspice, rede de 127 V e 60 Hz, transformador com 1 Ω por meio enrolamento — valor típico que adotamos); na bancada aceite ±10%. O próprio datasheet garante a saída entre 11,5 e 12,5 V. A onsemi não publica modelo SPICE do 7812 nem do 7912; usamos um modelo comportamental nosso, conferido contra a tabela (corrente quiescente 3,4 e 4,4 mA, regulação de carga 8,1 e 46 mV, rejeição 60 e 61 dB, limite 2,2 e 2,1 A).
Onde costuma dar errado
- Componente invertido: trocar o 7812 pelo 7912 (as pinagens não são espelho uma da outra) ou montar o C2 com o positivo no −17 V. Capacitor invertido esquenta e estufa.
- Dissipador em curto: a aba metálica do 7812 é o terra; a do 7912 é a entrada (−17 V), segundo os dois datasheets. Os dois no mesmo dissipador, ou o 7912 encostado no chassi aterrado, é curto direto. Use mica e bucha isolante pelo menos no 7912.
- Aquecimento: sem dissipador o TO-220 aguenta só (150 − 25) / 65 = 1,9 W a 25 °C; com 300 mA a simulação já dá 2,1 W. Sem dissipador, fique em 250 mA por saída. Para 500 mA, dissipador de 15 °C/W ou melhor em cada um.
- Transformador fraco ou de 12 + 12 V: o lado positivo é o primeiro a sair de regulação, porque o 7812 pede 2,0 V de folga e o 7912 só 1,3 V. Com um transformador “mole” (2 Ω por enrolamento) e a rede 10% abaixo, o vale cai para 13,7 V e aparecem 270 mVpp de zumbido no +12 V.
- Capacitor de 25 V no filtro: sem carga e com a rede 10% acima, o C1 vai a 22,3 V. Com 25 V nominais a margem fica pequena demais. Use 35 V.
Variações
- C1 e C2 de 1000 µF: a ondulação sobe para 2,9 Vpp. Funciona com a rede normal (vale de 15,9 V), mas com a rede 10% baixa o 7812 começa a deixar passar ondulação (56 mVpp). Se for usar 1000 µF, limite a carga a 300 mA.
- C1 e C2 de 4700 µF: a ondulação cai para 0,63 Vpp, mas o pico de corrente ao ligar sobe de 9,4 A para 12,9 A nos diodos (o 1N4007 aguenta 30 A de surto); a saída quase não muda.
- ±15 V: é o circuito original da onsemi, com 7815/7915 e ±20 V na entrada. Exige transformador de 18 V + 18 V. Essa versão nós não simulamos.
Veja também
- Fonte regulada de 5 V com o 7805 — o irmão de saída única, com a conta de quanto ele entrega sem dissipador.
- Pré-amplificador de microfone com TL071 — um circuito que fica mais simples com fonte simétrica.
- Amplificador operacional: como funciona — por que o operacional quer +V e −V.
Se você quiser aprender a achar essas mesmas tensões de +12 V e −12 V dentro de um aparelho de verdade — onde elas nascem e onde somem quando a placa morre —, é disso que trata o Mapa da Placa.
