I condensatori al tantalio sono completamente inutili in questa applicazione.
L'unico motivo per scegliere il tantalio potrebbe essere la vita, e questo può essere progettato con tappi elettrolitici bagnati in alluminio. Si presume da qui in poi che la vita sia stata progettata correttamente per e non sia un problema.
L'uso di un condensatore al tantalio come condensatore di ingresso invita la morte del condensatore in qualsiasi momento se la barra di alimentazione in ingresso può avere picchi di tensione da qualsiasi sorgente. Un picco più di una piccola frazione al di sopra del valore nominale di un condensatore al tantalio rischia la sua distruzione totale in un circuito ad alta energia, come questo.
Il condensatore di ingresso è un tipico condensatore di serbatoio, il suo valore è relativamente non critico. Il tantalio non ha scopo tecnico qui. Se si desidera un'impedenza ultra bassa, viene indicato l'uso di una ceramica parallela più piccola.
Il condensatore di uscita NON è un condensatore di filtro in alcun senso tradizionale. Il suo ruolo principale è fornire stabilità del circuito per il regolatore. (Ad esempio, una resistenza da 10 ohm potrebbe essere posizionata in serie con il condensatore senza impedirne la funzionalità. Nessun normale tappo del filtro lo tollererebbe senza funzionalità compromessa).
Le caratteristiche dei condensatori elettrolitici in alluminio a umido con capacità e tensione corrette si adattano perfettamente al ruolo del condensatore di uscita. Non c'è motivo di non usarli lì. Questo prezzo dei condensatori da 7 cent /
dati generali / scheda tecnica sarebbe una scelta accettabile in molte applicazioni. (Le applicazioni a più lunga durata possono indicare 1 parte da 2000 ore / 105 ° C).
La scheda tecnica LM1117 fornisce una guida chiara sulle caratteristiche essenziali e desiderabili dei condensatori di ingresso e uscita. Qualsiasi condensatore che soddisfi queste specifiche è adatto. Il tantalio è una scelta OK ma non è la scelta migliore. Ci sono vari fattori e il costo è uno. Il tantalio offre un buon costo per capacità a capacità da circa 10 uF in su. Il condensatore di uscita è "sicuro" contro i picchi nella maggior parte dei casi. Il condensatore di ingresso è a rischio di "cattivo comportamento" da altre parti del sistema. I picchi al di sopra del valore nominale producono uno scioglimento (letteralmente) fiammeggiante. (Fumo, fiamma, rumore, cattivo odore ed esplosione tutto opzionale -
ho visto un tappo di tantalio fare tutto questo a turno :-))
Condensatore di ingresso
Il condensatore di ingresso non è eccessivamente critico quando il regolatore viene alimentato da un bus di sistema già ben disaccoppiato. Sotto lo schema in prima pagina riportano "Richiesto se il regolatore si trova lontano dal filtro di alimentazione" - al quale è possibile aggiungere "o un'altra porzione ben scollegata dell'alimentazione". cioè i condensatori usati per il disaccoppiamento in generale possono renderne un altro ridondante. Il condensatore di uscita è più cruciale.
Condensatore di uscita
Molti regolatori moderni ad alte prestazioni a bassa caduta sono incondizionatamente instabili come forniti. Per fornire stabilità del circuito richiedono un condensatore di uscita che abbia capacità e ESR in intervalli selezionati. Soddisfare queste condizioni è essenziale per la stabilità in tutte le condizioni di carico.
Capacità di uscita richiesta per stabilità: la stabilità richiede che il condensatore di carico in uscita sia> = 10 uF quando il pin Cadj non ha un condensatore aggiunto a terra e> = 20 uF quando Cadj ha un condensatore di bypass aggiunto. Anche le capacità più elevate sono stabili. Questo requisito potrebbe essere soddisfatto da un cappuccio elettrolitico in alluminio bagnato o da un tappo in ceramica. Poiché gli elettrolitici a umido hanno generalmente un'ampia tolleranza (fino a +100% / - 50% se non specificato diversamente), un elettrolitico a umido in alluminio da 47 uF fornirebbe un'adeguata capacità anche quando Cadj era bypassato. MA può soddisfare o meno le specifiche ESR.
Condensatore di uscita ESR richiesto per stabilità:
ESR è un "requisito di riccioli d'oro" :-) - non troppo e non troppo poco.
L'ESR richiesto è indicato come
0.3 ohm <= ESR <= 22 ohm.
Questo è un requisito estremamente ampio e insolito. Anche le correnti di ondulazione abbastanza modeste in questo condensatore indurrebbero variazioni di tensione molto maggiori di quelle accettabili. È chiaro che non si aspettano alte correnti di ondulazione e che il ruolo del condensatore è principalmente legato alla stabilità del loop piuttosto che al controllo del rumore in sé. Si noti che regolatori di "vecchia scuola" come ad esempio LM340 / LM7805 spesso non hanno specificato un condensatore di uscita o forse un 0,1 uF. Ad esempio, il foglio dati LM340 dice "** Sebbene non sia necessario alcun condensatore di uscita per la stabilità, aiuta la risposta ai transitori. (Se necessario, utilizzare 0,1 µF, disco ceramico)".
Non è necessario un condensatore al tantalio per soddisfare questa specifica.
Un condensatore in alluminio bagnato soddisferà facilmente queste specifiche. Ecco alcuni nuovi tipici ESR massimi per i nuovi condensatori elettrolitici in alluminio a umido. Il primo gruppo sono condensatori che potrebbero essere utilizzati in pratica in questa applicazione nella fascia bassa della gamma di capacità. Il 10 uF, 10 V è circa la metà dell'ESr consentito, forse un po 'vicino per il comfort per tutta la vita. Il secondo gruppo è quello che verrebbe utilizzato con Cadj bypassato e potrebbe comunque essere utilizzato: gli ESR sono molto lontani dai limiti in entrambe le direzioni. Il terzo gruppo sono condensatori scelti per avvicinarsi al limite inferiore (e otterranno una resistenza maggiore = migliore con l'età). Il 100 uF 63 V spinge il limite inferiore, ma non sarebbe necessario utilizzare una parte 63 V qui e diventerà più alta (= migliore) con l'età. .
10 uF, 10 V - 10 ohm 10 uF, 25 V - 5,3 ohm
47uF, 10 V - 2,2 ohm
47 uF, 16 V - 1,6 ohm 47 uF, 25 V, 1,2 ohm
470 uF, 10 V - 024
ohm 220 uF, 25 V - 0,23 ohm
100 uF, 63 V - 0,3 ohm
Dicono nel foglio dati LM1117
1.3 Condensatore di uscita
Il condensatore di uscita è fondamentale per mantenere la stabilità del regolatore e deve soddisfare le condizioni richieste sia per la quantità minima di capacità che per ESR (resistenza serie equivalente).
La capacità di uscita minima richiesta dall'LM1117 è 10µF, se si utilizza un condensatore al tantalio. Qualsiasi aumento della capacità di uscita migliorerà semplicemente la stabilità del circuito e la risposta ai transitori.
L'ESR del condensatore di uscita dovrebbe variare tra 0,3 Ω - 22 Ω. Nel caso del regolatore regolabile, quando si utilizza CADJ, è richiesta una capacità di uscita maggiore (22µf di tantalio)
ESR è fondamentale
AGGIUNTO - note
SBCasked:
L'ho letto tante volte: "mantieni la stabilità del regolatore".
Quale sarebbe un esempio di regolatore instabile?
L'uscita oscillerebbe con un'ondulazione elevata o sarebbe indefinita o cosa succederebbe esattamente?
L'instabilità del regolatore, secondo la mia esperienza (e come ci si aspetterebbe) provoca l'oscillazione del regolatore, con segnale di livello elevato e spesso ad alta frequenza in uscita e una tensione CC misurata con un misuratore non RMS che sembra essere CC stabile a un valore errato.
Quello che segue è un commento su ciò che potresti vedere in circostanze tipiche: i risultati effettivi variano ampiamente ma questa è una guida.
Guarda l'uscita con un oscilloscopio e potresti vedere ad esempio un'onda semi-sinusoidale da 100 kHz di 100's di mV ad alcuni Volt di ampiezza su un'uscita nominale di 5VDC.
A seconda dei parametri di feedback si potrebbe ottenere un'oscillazione a bassa frequenza, abbastanza lenta da vedere come variazioni su un misuratore "DC" e si potrebbero ottenere più segnali MHz.
Mi aspetterei:
(a) cambiamenti molto lenti siano più suscettibili di essere di ampiezza elevata (poiché suggerisce che il sistema sta inseguendo la coda in modo tale da essere quasi in regola e che il feedback correttivo non lo sta portando rapidamente in linea e
(b) oscillazione a livello di MHz per essere più suscettibile di essere inferiore all'ampiezza normale in quanto suggerisce che la velocità di risposta del percorso di guadagno è un fattore importante nella velocità di risposta, ma può succedere di tutto.
Inoltre, come entra in gioco esattamente l'ESR?
Un passante ingenuo come me si aspetterebbe che la resistenza in serie inferiore fosse migliore.
L'intuitivo e il logico non sempre corrispondono.
Un regolatore è essenzialmente un amplificatore di potenza controllato in retroazione.
Se il feedback è complessivamente negativo, il sistema è stabile e l'uscita è DC.
Se il feedback del loop di rete è positivo, si ottiene l'oscillazione.
Il feedback complessivo è descritto da una funzione di trasferimento che coinvolge i componenti coinvolti. Puoi guardare la stabilità dal punto di vista, ad esempio, dei criteri di stabilità di Nyquist o (correlati) nessun polo sul semipiano destro e tutti i poli all'interno del cerchio dell'unità o ... agh !. È adeguato dire che il feedback dall'output all'input non rinforza l'oscillazione e che una resistenza troppo grande o troppo piccola può portare a un rinforzo globale se considerato come parte del sistema complessivo.
Semplice, utile . Scambio di stack
solo leggermente più complesso - buono
Sueful
Utile
Molte immagini correlate
E un'ultima nota, hai riferito che la tensione di ondulazione sul cappuccio è grande (anche per le piccole correnti) come un problema intrinseco a causa delle piccole dimensioni? (cioè Vc = integrale di corrente oltre la capacità?)
Dicono "... 0,3 ohm <= ESR <= 22 ohm ..."
Se si ha un ESR di 10 Ohm, allora ogni mA di corrente di ondulazione causerà 10 mV di variazione di tensione attraverso il condensatore. 10 mA di corrente di ripple = 100 mV di variazione di tensione e saresti molto insoddisfatto del tuo regolatore. Il regolatore attivo può funzionare per ridurre questa ondulazione, ma è bello non avere il condensatore del filtro che si aggiunge al problema che si desidera risolvere.