Perché c'è sempre un condensatore in ingresso e in uscita di un regolatore di tensione?

Guardando la scheda tecnica posso vedere che i regolatori di tensione non sono solo un diodo zenner all'interno, ma sono dispositivi complessi. Ho notato che c'è sempre un condensatore in ingresso e un altro in uscita. Un esempio sono i regolatori di tensione fissa serie uA7800.

Ho letto che uno di questi è "stabilizzare il funzionamento del circuito" mentre l'altro è "ridurre l'ondulazione sull'uscita". Guardando la scheda tecnica, perché hanno questo valore fisso? E se hanno un valore fisso, allora perché non fabbricarli nel regolatore di tensione stesso? ad es. per la serie uA7800 è 0,33 uF all'ingresso e 0,1 uF all'uscita. Non è spiegato perché abbiano questi valori.

voltage-regulator 7805

— quantum231
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per favore fornisci lo schema elettrico

— Sempre confuso

La scheda tecnica di uA7800 funzionerà

— quantum231

Risposte:

La maggior parte dei regolatori di tensione (in particolare i tipi LDO) richiedono un condensatore sull'uscita per stabilità e di solito migliorerà la risposta ai transitori anche per regolatori come il 7800 che potrebbero non richiederlo rigorosamente. Di solito è necessario un condensatore di ingresso per ridurre l'impedenza della sorgente.

Non è pratico realizzare condensatori più di decine di pF (o giù di lì) su un chip economico: occupano un'area di silicio troppo costosa e i condensatori esterni in ceramica o elettrolitici sono molto economici in quantità. Questo non è nelle carte. E i condensatori in realtà forniscono accumulo di energia, quindi non è qualcosa che i circuiti intelligenti possono sostituire.

I valori sono compromessi che hanno senso in base al comportamento di stabilità del truciolo a diverse correnti di carico, e anche quali limiti erano comuni quando è stata composta la scheda tecnica (che potrebbe essere 35 o 40 anni fa per la serie 7800). È quasi sempre accettabile utilizzare una capacità maggiore sull'ingresso e di solito accettabile sull'uscita, tuttavia potrebbero esserci valori minimi / massimi sull'ESR del condensatore, la resistenza in serie equivalente. In alcuni casi un condensatore troppo ideale può far oscillare il regolatore.

La maggior parte dei regolatori moderni indicherà quali valori e tipi di condensatore sono accettabili, quindi leggere e comprendere il foglio dati è tutto ciò che devi fare.

— Spehro Pefhany
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Come può un condensatore di ingresso ridurre l'impedenza della sorgente, per sorgente si intende l'uscita del regolatore di tensione?

— quantum231,

Ingresso al regolatore di tensione. Il condensatore è in parallelo con la sorgente al regolatore. Alle alte frequenze il condensatore avrà una bassa impedenza. Xc = 1 / (j w C)

— Spehro Pefhany,

L'ingresso a un regolatore di tensione è CC ma una tensione più alta dell'uscita. L'input non è AC. In che modo aiuta questa bassa impedenza? Oppure, stai parlando dell'uscita da un raddrizzatore a ponte collegato a un condensatore deviato a terra e l'uscita da quella che va nel regolatore di tensione, dal momento che sarebbe un condensatore di livellamento proprio come quello all'uscita del regolatore di tensione (Vout) . Per condensatore di ingresso suppongo che intendi condensatore su Vin?

— quantum231,

Immagina di caricare l'uscita con un'onda quadra a pochi MHz - la corrente di ingresso avrà un componente AC.

— Spehro Pefhany,

@ quantum231 "L'ingresso a un regolatore di tensione è CC ma con una tensione superiore rispetto all'uscita." Questo è vero solo in una situazione ideale. Le fonti di alimentazione reali hanno una resistenza finita, quindi qualsiasi variazione nella corrente assorbita dal regolatore cambierà la tensione di ingresso. Potrebbero esserci altre fonti di rumore nella tensione di ingresso, come la linea di alimentazione che funge da antenna e che rileva interferenze in radiofrequenza o picchi di tensione quando altre apparecchiature si accendono e si spengono - o persino un fulmine che colpisce il sistema di distribuzione dell'alimentazione di rete .

— alephzero,

Ho pensato di costruire il mio ultimo circuito un componente alla volta in modo da poter "eseguire il debug" e imparare cosa stava realmente accadendo ad ogni passaggio. Quindi ho collegato la mia alimentazione a 12V a Input e Ground e ho aspettato con impazienza l'uscita regolata a 5V. Quello che ho ottenuto sono stati 10 secondi in cerca di un'uscita a 5 V seguita da fumo! Questo è ciò che accade se non si hanno i condensatori nel circuito. Auto-oscillazione, enorme calore e fumo. Per favore, credimi sulla parola e non provarci a casa. Ti insegna a leggere correttamente la scheda tecnica da una copertina all'altra.

— TeamMAL
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La risposta a questa domanda risiede nell'esperienza pratica.

Ometti il condensatore di ingresso e, prima o poi, lo stabilizzatore entra in auto-oscillazione, surriscalda ed esplode (letteralmente).

Questi chip sono, di fatto, accordi controllati da shunt stabilizzati in serie con un enorme guadagno nella catena laterale. Quel condensatore di ingresso controlla gli spostamenti di fase.

Come indicato, il condensatore di uscita è normale con qualsiasi circuito regolatore / fornitore.

Per i dettagli completi: http://www.clovellydonkeys.co.uk/kengreen_website/index.htm

— Ken Green
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