respuesta de frecuencia - para regulador lineal

Ningún regulador lineal real es perfecto. En el caso ideal, podría variar el voltaje de entrada del regulador arbitrariamente en su rango de voltaje de entrada sin ningún cambio en absoluto en el voltaje de salida. Las piezas reales que realmente puede obtener pasarán algunos de los cambios en el voltaje de entrada al voltaje de salida.

Por ejemplo, acabo de buscar una hoja de datos para un regulador 7805. Tiene una especificación de regulación de línea de 10 mV a 500 mA de salida y de 7.5 a 20 voltios.

La especificación de regulación de línea está en DC, lo que significa que el contenido de frecuencia no se tiene en cuenta. Para frecuencias de voltaje de entrada más altas, más de la variación del voltaje de entrada se pasará a la salida. Por lo general, esto no está muy bien especificado, en todo caso. En la hoja de datos de 7805 que estaba buscando, esto no se especificó explícitamente, solo se muestra en una gráfica:

Para la parte de salida de 5 V, parece coincidir con la caja de CC hasta solo 300 Hz. En ese rango, el rechazo de ondulación es de 80 dB. Esto significa que las variaciones de entrada se atenuarán en 80 dB a la salida. Por ejemplo, si la entrada contiene un seno a 300 Hz con una amplitud de 1 Vpp, obtendría 100 µVpp en la salida.

Después de 300 Hz, el rechazo de ondulación disminuye, lo que significa que se pasan más variaciones de entrada a la salida. A 20 kHz ya está bajando 20 dB desde el caso de DC. Un seno de 20 kHz 1 Vpp en la entrada daría como resultado 1 mVpp en la salida. Y, se empeora progresivamente a frecuencias más altas, hasta el punto de que ni siquiera quieren mostrarle lo malo que ha pasado a 100 kHz.

Esta es una razón para poner un buen límite de alta frecuencia en la entrada. La impedancia de esta tapa disminuirá con la frecuencia, atenuando así esas frecuencias antes de que lleguen al regulador. Dicho de otra manera, la electrónica activa se ocupa de las bajas frecuencias, y el límite se ocupa de las altas frecuencias. Juntos, te dan un buen rechazo en un rango de frecuencia significativo.

Los reguladores LDO (baja de deserción) usualmente tienen peor rechazo de ondulación. A menudo coloco un inductor de chip de ferrita de aproximadamente 1 µH y unos 100 mΩ en serie con la entrada LDO, seguido de una tapa de cerámica de 20 µF a tierra justo en la entrada del regulador.

Un regulador de voltaje es no solo que trata con un voltaje de CC.

Hay siempre pequeñas perturbaciones superpuestas a (agregadas encima de) esa tensión de CC. Estas perturbaciones pueden ser ondulaciones, ruidos, señales acopladas desde relojes.

El comportamiento del regulador con respecto a estas perturbaciones es lo que a veces se denomina comportamiento "AC".

Este comportamiento de CA es especialmente importante en relación con el regulador de voltaje que usa un circuito de retroalimentación para controlar el voltaje de salida (esto incluye casi cualquier regulador que pueda encontrar). Si el comportamiento de CA no está bien diseñado, el circuito de retroalimentación puede hacer que el regulador oscile , ¡por lo que comienza a generar su propia señal! Quieres evitar eso como cualquier cosa. Ahí es donde entra en juego el análisis del comportamiento de la CA.

También puede interesarle cuánto un regulador puede suprimir las variaciones de voltaje en la entrada que termina en la salida. Ese es también el comportamiento de AC.

Para dar un ejemplo específico:

Digamos que está ejecutando un microcontrolador y está alternando una salida o dos.

Cada vez que la salida cambia, se produce un 'parpadeo' de corriente adicional (en una dirección u otra) extraída a través de los pines de la fuente de alimentación del microcontrolador.

Esa corriente debe provenir en última instancia del regulador de voltaje (sí, hay desacoplamiento para transitorios rápidos, pero esto aún debe recargarse).

Un blip no es estado estable y, por lo tanto, debe analizarse utilizando métodos transitorios. un transitorio es, por definición , un evento de ac.

Como señala FakeMoustache, el regulador debe poder lidiar con el evento transitorio y, por lo tanto, verá gráficos dependientes de la frecuencia en las hojas de datos del regulador de voltaje.