Come selezionare i condensatori e la capacità corretti per i regolatori di tensione LM78xx?

Voglio usare i regolatori di tensione LM78xx per vari progetti. Voglio sapere in generale, come dovrei scegliere un valore corretto per i condensatori di ingresso e uscita della famiglia LM78xx quando voglio cambiare DC in DC (senza la necessità di pensare al tappo del serbatoio nelle applicazioni AC-DC)?

Ho fatto una ricerca veloce e ho scoperto che vari venditori e persone raccomandano valori diversi:

       C1(uF) C2(uF)

Fairchild 0.33 0.1

KEC 0,33 0,1

Nazionale 0.22 0.1

Texas 0,33 0,1

ST 0,33 0,1

MCC 0,33 0,1

Web1 10.0 1.0

Web2 100 10.0

Web3 100 0.1

Web4 10.0 10

1. Quali sono le conseguenze della scelta di grandi condensatori di ingresso e uscita?

2. Ho visto alcune persone dire che un condensatore troppo grande in uscita ha un effetto dannoso sulla risposta ai transitori. Ma come e quando?

3. Ho anche visto che le persone dicono che un ingresso troppo grande non è in grado di smorzare l'oscillazione se l'impedenza ad alta frequenza del cappuccio è troppo alta. Ma cosa succede se utilizzo un elettrolita ESR grande (3300uf) basso o ultra basso parallelo a un condensatore a film metallizzato come 473j100? Il condensatore a film metallizzato con ESR ultra basso non si occupa delle oscillazioni ad alta frequenza? Mentre il grande tappo 3300uf fornisce un serbatoio?

4. Se va bene usare più di 100nf per i cappucci di uscita e 330nf per i cappucci di ingresso, pensi che l'aggiunta di più cappucci a disco metallizzati ESR in parallelo che abbassa ulteriormente il valore ESR lo renderà più robusto contro le oscillazioni ad alta frequenza? Supponendo che non mi dispiaccia sprecare diversi dollari per i tappi!

5. Ho sentito che i regolatori di dropout basso sono sensibili a ESR troppo bassi o troppo alti. LM78xx è considerato un LDO? Penso di no. Ma ho visto che alcuni siti web li elencano come LDO.

Tieni presente che non mi dispiace per le alte perdite, i problemi di calore e altri tipi di problemi. Voglio solo conoscere il valore dei tappi.

Le sarei grato se potessi approfondire il più possibile queste domande.

Grazie in anticipo.

1. Entro limiti ragionevoli, non è un problema troppo grande. Inoltre, in genere questo tipo di regolatore funzionerà perfettamente senza condensatori (pubblicizzato come tale su alcuni fogli dati) in alcune condizioni, ma non lo consiglio (forse se stai solo alimentando un LED). Altre parti (ad es. LM7905, molti LDO) sono quasi in grado di oscillare senza il cappuccio di uscita adeguato. La maggior parte dei progetti commerciali utilizzerà valori leggermente più elevati rispetto all'esempio del foglio dati (non proprio "consigliato") perché non vi è alcuna penalità sui costi e 0,33 uF non sono molto comuni. Non credo di aver mai visto la 330nF al di fuori degli hack di hobby / internet. Allo stesso modo, al giorno d'oggi 1uF è forse più comune sull'output: c'è poca penalità sui costi ed è un po 'meglio. D'altro canto,

2. Un condensatore troppo grande sull'uscita potrebbe influire sull'avvio perché il regolatore può fornire solo ~ 1,5 A per caricare il condensatore, altrimenti più grande è leggermente migliore a parità di altre condizioni. Se l'ESR è più grande, un grande tappo di uscita potrebbe non essere di grande aiuto. L'ESR basso non è un problema. Una ceramica da 1uF (o 0.1uF) funziona bene ed è quasi gratuita. Ecco un grafico dell'uscita Z rispetto alla frequenza: a poche centinaia di kHz il limite di uscita inizia a produrre effetti. Al di sotto di questo, nessun condensatore è in genere buono!

3. Il 3300uF è probabilmente lì come filtro di rete, non ha nulla a che fare direttamente con il regolatore. Se la tensione di ingresso scende troppo in basso, il regolatore non può regolare, quindi il condensatore del serbatoio di ingresso deve essere adeguato per la tensione di rete in ingresso più bassa, il carico più elevato e il valore di capacità di fine vita. L'increspatura dell'input viene anche in qualche modo trasmessa all'output (da -54 a -80dB - vedere la scheda tecnica). Ai fini della stabilità del regolatore, va bene un piccolo condensatore ceramico o elettrolitico vicino al regolatore (entro un paio di cm). Un elettrolitico 47uF / 50V 105 ° C per foro passante o un'altra ceramica 1uF funziona bene. Se la tensione di ingresso si avvicina troppo al punto in cui si abbassa, le prestazioni tenderanno a risentirne anche prima che cali di regolazione - 3 V è buono.

4. Un basso ESR sui cappucci di uscita non rende il regolatore più immune alle oscillazioni HF. Generalmente migliorerà la risposta transitoria alle variazioni del carico ad alta frequenza. Non è insolito avere diversi tappi in ceramica a basso ESR distribuiti attorno a una scheda vicino a vari chip. Diversi dollari? $ 2,61 compreranno 1.000 condensatori X5R da 0,1uF 10 V su Digikey se non ti dispiace per le parti compatte 0402.

5. Sì, sia alcuni regolatori negativi che la maggior parte dei LDO sono sensibili alla gamma ESR: troppo alti o troppo bassi e alcuni potrebbero o potrebbero oscillare in alcune condizioni. LM780x non è un regolatore LDO, in realtà è abbastanza difficile convincerlo ad oscillare. L'LM790x, nonostante il nome simile e il fatto che non sia un LDO, è molto facile far oscillare (soprattutto perché l'uscita è presa dal collettore di un transistor NPN piuttosto che dall'emettitore di un PNP come sarebbe se fosse un vero parte complementare).

La mia esperienza è che la scelta di questi condensatori non è critica in 99 casi su 100. A meno che tu non abbia richieste molto specifiche (e se così non fosse, non faresti questa domanda!), Segui semplicemente le raccomandazioni del foglio dati 7805. L'esatto condensatore di marca e modello non ha molta importanza. lo sapevate che la maggior parte dei produttori utilizza solo il più economico disponibile (da una rispettiva marca ovviamente) ?!

Puoi concentrarti su tutti i dettagli che coinvolgono il disaccoppiamento del regolatore 7805 ma probabilmente non ti porterà nulla! Cosa alimenterà questo circuito 7805? Qualche micro controller forse? Scommetto che non noterai mai alcuna differenza nella risposta ai transitori.

Condensatori ESR bassi: sono necessari solo per i regolatori a modalità commutata. Il 7805 è un regolatore lineare, quindi qualsiasi condensatore a basso costo funzionerà perfettamente.

No, il 7805 non è un LDO, ha bisogno di troppa differenza di tensione tra ingresso e uscita (2 Volt fuori dalla mia testa). Un LDO adeguato può funzionare con 0,2 V o giù di lì.

Quindi non preoccuparti troppo di questo, prendi solo dei condensatori economici dei valori suggeriti nel foglio dati e andrà tutto bene, nessuna preoccupazione :-)

Oh, e se si apre un dispositivo di consumo contenente un regolatore serie LM78XX, quali saranno i condensatori di disaccoppiamento? Sì, procurati solo condensatori economici dei valori suggeriti nella scheda tecnica!

Chiaramente ciò dipende dalle caratteristiche del carico e dalla stabilità dell'alimentazione. Collegato a una batteria da 12 V e fornendo un carico resistivo costante, è possibile eliminarli completamente. Ciò ha più a che fare con l'ondulazione (a monte) e la reattività (a valle).
Ecco a cosa servono gli oscilloscopi. Concordo con l'analisi della frequenza se interessata.

C dal lato dell'alimentazione non dovrebbe essere abbastanza grande da attivare la protezione all'avvio. Ma potresti andare a 1F con uno starter e un diodo se c'è un lungo periodo nel circuito del regolatore.