Wie wähle ich die richtigen Kondensatoren und Kapazitäten für die Spannungsregler LM78xx aus?

Ich möchte LM78xx Spannungsregler für verschiedene Projekte verwenden. Ich möchte allgemein wissen, wie ich einen korrekten Wert für Eingangs- und Ausgangskondensatoren der LM78xx-Familie wählen soll, wenn ich DC in DC ändern möchte (ohne über den Reservoirdeckel in AC / DC-Anwendungen nachdenken zu müssen).

Ich habe schnell recherchiert und festgestellt, dass verschiedene Anbieter und Personen unterschiedliche Werte empfehlen:

       C1(uF) C2(uF)

Fairchild 0,33 0,1

KEC 0,33 0,1

National 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. Welche Konsequenzen hat die Auswahl großer Eingangs- und Ausgangskondensatoren?

2. Ich habe einige Leute gesehen, die sagten, ein zu großer Kondensator am Ausgang habe nachteilige Auswirkungen auf das Einschwingverhalten. Aber wie und wann?

3. Ich habe auch gesehen, dass Leute sagen, dass ein zu großer Eingang die Schwingung nicht dämpfen kann, wenn die Hochfrequenzimpedanz der Kappe zu hoch ist. Aber was ist, wenn ich einen großen (3300uf) Elektrolyten mit niedrigem oder extrem niedrigem ESR parallel zu einem metallisierten Filmkondensator wie 473j100 verwende? Kümmert sich der metallisierte Filmkondensator mit extrem niedrigem ESR nicht um hochfrequente Schwingungen? Während die große 3300uf-Kappe ein Reservoir bietet?

4. Wenn es in Ordnung ist, mehr als 100 nf für Ausgangskappen und 330 nf für Eingangskappen zu verwenden, denken Sie, dass das parallele Hinzufügen mehrerer metallisierter Plattenkappen mit niedrigem ESR, die den ESR-Wert weiter senken, die Robustheit gegenüber hochfrequenten Schwingungen erhöht? Vorausgesetzt, es macht mir nichts aus, mehrere Dollar für Kappen zu verschwenden!

5. Ich habe gehört, dass Low Dropout-Regler empfindlich auf zu niedrige oder zu hohe ESR reagieren. Wird LM78xx als LDO betrachtet? Ich denke es ist nicht. Aber ich habe gesehen, dass einige Websites sie als LDOs auflisten.

Bitte denken Sie daran, dass mir die hohen Verluste, Hitzeprobleme und andere Probleme nichts ausmachen. Ich möchte nur den Caps-Wert kennen.

Ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie diese Fragen so gut wie möglich erläutern könnten.

Vielen Dank im Voraus.

1. Innerhalb der Vernunft ist zu groß kein Problem. Normalerweise funktioniert diese Art von Regler unter bestimmten Bedingungen auch ohne Kondensatoren (auf einigen Datenblättern als solche angegeben), aber ich empfehle ihn nicht (möglicherweise, wenn Sie nur eine LED mit Strom versorgen). Andere Teile (z. B. LM7905, viele LDOs) schwingen garantiert ohne die richtige Ausgangskappe. Die meisten kommerziellen Designs verwenden etwas höhere Werte als das Datenblatt-Beispiel (nicht wirklich "empfohlen"), da es keine Kostenstrafe gibt und 0,33 uF nicht sehr häufig sind. Ich glaube nicht, dass ich den 330nF jemals außerhalb von Hobby- / Internet-Hacks gesehen habe. In ähnlicher Weise ist 1uF heutzutage bei der Ausgabe vielleicht häufiger - es gibt nur geringe Kosten und es ist ein bisschen besser. Auf der anderen Seite,

2. Ein zu großer Kondensator am Ausgang kann den Start beeinträchtigen, da der Regler nur ~ 1,5 A zum Laden des Kondensators liefern kann. Andernfalls ist ein größerer Kondensator etwas besser, wenn alle anderen Faktoren gleich sind. Wenn der ESR größer ist, kann eine große Ausgabekappe nicht so hilfreich sein. Ein niedriger ESR ist kein Problem. Eine 1uF Keramik (oder 0,1uF) funktioniert gut und ist fast kostenlos. Hier ist eine grafische Darstellung des Ausgangs Z gegen die Frequenz - bei einigen hundert kHz beginnt die Ausgangskappe zu wirken. Darunter ist normalerweise kein Kondensator so gut!

3. Der 3300uF ist wahrscheinlich als Netzfilter vorhanden, was nichts direkt mit dem Regler zu tun hat. Wenn die Eingangsspannung zu niedrig abfällt, kann der Regler nicht regeln, sodass der Kondensator des Eingangsreservoirs für die niedrigste Eingangsnetzspannung, die höchste Last und den Kapazitätswert am Ende der Lebensdauer geeignet sein muss. Die Eingangswelligkeit wird bis zu einem gewissen Grad auch an den Ausgang übergeben (-54 bis -80 dB - siehe Datenblatt). Für die Stabilitätszwecke des Reglers ist ein kleiner Keramik- oder Elektrolytkondensator in der Nähe des Reglers (innerhalb weniger cm) in Ordnung. Ein Elektrolyt mit 47 uF / 50 V und 105 ° C für ein Durchgangsloch oder eine andere 1 uF-Keramik funktioniert einwandfrei. Wenn die Eingangsspannung zu nahe an den Punkt kommt, an dem sie abfällt, leidet die Leistung tendenziell, noch bevor sie außerhalb der Regelung abfällt - 3 V sind gut.

4. Ein niedriger ESR-Wert an den Ausgangskappen macht den Regler nicht immuner gegen HF-Schwingungen. Dies verbessert im Allgemeinen das Einschwingverhalten bei hochfrequenten Laständerungen. Es ist nicht ungewöhnlich, dass mehrere uF Keramikkappen mit niedrigem ESR auf einer Platine in der Nähe verschiedener Chips verteilt sind. Mehrere Dollar? Für 2,61 US-Dollar werden bei Digikey 1.000 0,1-uF-10-V-X5R-Kondensatoren gekauft, wenn Ihnen kompakte 0402-Teile nichts ausmachen.

5. Ja, sowohl einige negative als auch die meisten LDO-Regler reagieren empfindlich auf den ESR-Bereich - zu hoch oder zu niedrig, und einige schwingen oder können unter bestimmten Bedingungen schwingen. Der LM780x ist kein LDO-Regler - es ist eigentlich ziemlich schwierig, ihn zum Schwingen zu überreden. Der LM790x ist trotz des ähnlichen Namens und der Tatsache, dass es sich nicht um einen LDO handelt, sehr einfach zu oszillieren (hauptsächlich, weil der Ausgang vom Kollektor eines NPN-Transistors und nicht vom Emitter eines PNP stammt, wie es wäre, wenn es wahr wäre ergänzender Teil).

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass die Wahl dieser Kondensatoren in 99 von 100 Fällen unkritisch ist. Befolgen Sie einfach die Empfehlungen des 7805-Datenblattes, es sei denn, Sie haben ganz bestimmte Anforderungen (und wenn ja, würden Sie diese Frage nicht stellen!). Die genaue Marke und das Modell des Kondensators spielen keine große Rolle. Wussten Sie, dass die meisten Hersteller nur die billigsten verfügbaren verwenden (natürlich von einer jeweiligen Marke) ?!

Sie können sich auf alle Details konzentrieren, die die Entkopplung des 7805-Reglers betreffen, aber es wird Ihnen wahrscheinlich nichts bringen! Was wird diese 7805-Schaltung speisen? Ein Mikrocontroller vielleicht? Ich wette, Sie werden nie einen Unterschied in der Einschwingzeit bemerken.

Kondensatoren mit niedrigem ESR: Sie benötigen diese nur für Schaltregler. Der 7805 ist ein Linearregler, sodass jeder billige Kondensator einwandfrei funktioniert.

Nein, der 7805 ist kein LDO, dafür benötigt er zu viel Spannungsdifferenz zwischen Eingang und Ausgang (2 Volt aus meinem Kopf). Ein ordnungsgemäßer LDO kann mit etwa 0,2 V arbeiten.

Also mach dir darüber keine Sorgen, hol dir einfach ein paar billige Kondensatoren mit den im Datenblatt vorgeschlagenen Werten und das wird in Ordnung sein, keine Sorge :-)

Oh, und wenn Sie ein Verbrauchergerät öffnen, das einen Regler der Serie LM78XX enthält, welche Entkopplungskondensatoren gibt es dann? Ja, besorgen Sie sich einfach ein paar billige Kondensatoren mit den im Datenblatt vorgeschlagenen Werten!

Dies hängt natürlich von den Belastungseigenschaften und der Stabilität der Versorgung ab. Wenn Sie eine 12-V-Batterie anschließen und eine konstante ohmsche Last liefern, können Sie auf diese vollständig verzichten. Dies hat mehr mit Welligkeit (stromaufwärts) und Reaktivität (stromabwärts) zu tun.
Dafür sind Oszilloskope da. Ich stimme der Frequenzanalyse zu, wenn es darum geht.

C auf der Angebotsseite sollte nicht groß genug sein, um den Schutz beim Start auszulösen. Sie können jedoch mit einer Drossel und einer Diode zu 1F wechseln, wenn der Reglerkreis lange läuft.