Inestabilidad del regulador LDO LM2940, fluctuaciones de alta frecuencia

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Estoy encontrando algunas inestabilidades en mi suministro de voltaje regulado. En resumen, el sistema consta de un dispositivo de CA de alta potencia y un subsistema MCU utilizado para la automatización. El transformador está produciendo la salida esperada y se trata de una onda completa rectificada y amp; suavizado (etc, etc ...) según muchos de mis diseños anteriores. Sin embargo, he encontrado que las fluctuaciones de mayor frecuencia en el voltaje no están debidamente reguladas por el LM2940, lo que causa un apagón intermitente de la MCU.

Una lectura de alcance muestra que estas fluctuaciones son de aproximadamente ± 0.7V a cada lado de los 5V deseados, y a una frecuencia de alrededor de 18MHz:

¿Alguientienealgunaideadecómopodríaestabilizarestasalida?Oofrezcaunreguladoralternativoqueseamáslinealaaltafrecuencia(comosesugiere en esta respuesta )?

Para referencia, esta es la hoja de datos LM2940 .

¡Cualquier consejo o puntero será muy apreciado!

EDITAR: Esquema del circuito de regulación. El registro de 3.3V se puede ignorar ya que he probado la salida de 5V con & sin el registro de 3.3V ... con la misma salida resultante.

EDITAR: el condensador de salida C3 es un Vishay SMD Tantalum 100uF, número de referencia TR3C107K010C0100, con un ESR máximo de 0.1Ω

    
pregunta Tom Wilson

2 respuestas

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¿Ha seguido su consejo obligatorio sobre el condensador de salida?

(1) COUT debe tener al menos 22 μF para mantener la estabilidad. Puede incrementarse sin necesidad de mantener la regulación durante transitorios Ubique lo más cerca posible del regulador. Este condensador debe estar clasificado en el mismo rango de temperatura de funcionamiento que el regulador y

(2) la ESR es crítica: vea la curva.

Agregado:

  

C3-100uFesunproveedordeSMD:farnell.com/datasheets/1923401.pdfconESRmáximo(@100kHz)=0.225Ω.

Atarloquerealmentequierendecirlosfabricantespuedeserundesafío.
Losúnicoscondensadorescon225miliOhmESRenesepdfnoparecenser100uF,exceptounode4V,PEROelsitiowebdeFranelltieneunnúmeroqueparececoincidir.

Nota:enelpdfquecitan,dicen:

  

"... Los condensadores de chip de tantalio sólido de baja ESR permiten un ESR delta de 1.25 veces el límite de la hoja de datos después del montaje".

es decir, el ESR después de la soldadura puede tener un " delta ESR" (su término) de 125% sobre el valor de la hoja de datos; NO dicen 125% del valor de ds sino DELTA - lo que implica el valor final puede ser < = 2.25 el valor de la hoja de datos después de la soldadura. Se desconoce si esto es realmente lo que pretenden.

Citas el ESR a 100 kHz. La hoja de datos de vishay muestra el cambio de ESR con la frecuencia. Puede ser 2x a 4x más alto a 2x frecuencia de red. Sus oscilaciones son de 18 Mhz, donde se espera que la ESR sea muy baja. Si la ESR de 120 o 100 Hz es relevante es tbd BUT, ya que tiene una ondulación de entrada de red de 2 x que el regulador está tratando con esto puede ser el desencadenante de inestabilidad.

Como, en todo caso, su ESR puede ser demasiado alta (parece) probaría otra tapa en paralelo.

Y también por separado una resistencia en serie para la cobertura de correas y tirantes :-)

La operación de un suministro de CC puro para pruebas PUEDE mostrarle si el rizado de la red es el disparador (y puede que no).

    
respondido por el Russell McMahon
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Esa tapa TR3C107K010C0100 es básicamente tu problema. Si mira la página 18 en su hoja de datos el ESR (para el 330uF, 6.3V variante) cae a 0.03 ohmios a 200 kHz, lo suficiente como para estar fuera de (debajo) de la banda segura para este LDO. Es posible que su 100uF (6.3V también) tome frecuencias más altas antes de que eso suceda, pero para el momento en que llegue a MHz, probablemente también lo haga. Por desgracia, los datos sobre la ESR mínima son bastante incompletos (nada para el caso "C", por ejemplo), por lo que debe calcularse simplemente a partir de estos dos gráficos (u obtener un medidor de ESR y medirlo, o incluso solo con su alcance y una función gen que puede alcanzar esas frecuencias de MHz en las que usted ve oscilación.)

    
respondido por el Fizz

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