¿Cómo seleccionar los capacitores y la capacitancia adecuados para los reguladores de voltaje LM78xx?

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Quiero usar reguladores de voltaje LM78xx para varios proyectos. Quiero saber en general, ¿cómo debo elegir un valor correcto para los capacitores de entrada y salida de la familia LM78xx cuando quiero cambiar de CC a CC (sin tener que pensar en la tapa del depósito en aplicaciones de CA a CC)?

He investigado rápidamente y descubrí que varios proveedores y personas recomiendan diferentes valores: 

       C1(uF) C2(uF)

Fairchild 0.33 0.1

KEC 0.33 0.1

Nacional 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. ¿Cuáles son las consecuencias de elegir grandes capacitores de entrada y salida?

  2. He visto a algunas personas decir que un condensador demasiado grande en la salida tiene un efecto perjudicial en la respuesta transitoria. Pero, ¿cómo y cuándo?

  3. También he visto que la gente dice que una entrada demasiado grande no puede amortiguar la oscilación si la impedancia de alta frecuencia de la tapa es demasiado alta. Pero, ¿qué sucede si uso un electrolito ESR grande (3300uf) bajo o ultra bajo paralelo a un capacitor de película metalizada como 473j100? ¿No es el condensador de película metalizada con ESR ultra bajo el cuidado de la oscilación de alta frecuencia? Mientras que la gran tapa 3300uf proporciona un depósito?

  4. Si está bien usar más de 100 nf para las tapas de salida, y 330 nf para las tapas de entrada, ¿cree que agregar varias tapas de disco metalizadas de baja ESR en paralelo, lo que reduce aún más el valor de la ESR? ¿Contra la oscilación de alta frecuencia? ¡Suponiendo que no me moleste gastar varios dólares en gorras!

  5. He escuchado que los reguladores de caída baja son sensibles a una ESR demasiado baja o demasiado alta. ¿Se considera LM78xx un LDO? Creo que no lo es. Pero he visto que algunos sitios web los enumeran como LDOs.

Tenga en cuenta que no me importan las altas pérdidas, los problemas de calor y otros problemas. Solo quiero saber sobre el valor de los límites.

Le agradecería que pudiera explicar estas preguntas tanto como pudiera.

Gracias de antemano.

    
pregunta arudino.tyro

3 respuestas

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  1. Dentro de lo razonable, demasiado grande no es un problema. Por lo general, este tipo de regulador realmente funcionará bien sin condensadores (como se anuncia en algunas hojas de datos) bajo ciertas condiciones, pero no lo recomiendo (tal vez si solo está alimentando un LED). Otras partes (por ejemplo, LM7905, muchos LDO) están garantizadas para oscilar sin la tapa de salida adecuada. La mayoría de los diseños comerciales usarán valores un poco más altos que el ejemplo de la hoja de datos (en realidad no es "recomendado") porque no hay penalización de costo y 0.33uF no es muy común. No creo que haya visto el 330nF fuera de los hacks de hobby / internet. De manera similar, 1uF es quizás más común en la producción en estos días: hay poca penalización de costos y es un poco mejor. Por otro lado, estas partes se usan principalmente con una corriente relativamente baja en estos días porque las partes de conmutación se adaptan mejor una vez que llega a cientos de mA o más, por lo que 0.1uF tiene tanto efecto como 1uF a una corriente mucho más alta.

  2. Un capacitor demasiado grande en la salida podría afectar el inicio porque el regulador solo puede suministrar ~ 1.5A para cargar el capacitor, de lo contrario, más grande es algo mejor si todas las demás cosas son iguales. Si el ESR es más grande, un límite de salida grande puede no ser de mucha ayuda. Baja ESR no es un problema. Una cerámica de 1uF (o 0.1uF) funciona bien y es casi gratis. Aquí hay un gráfico de la salida Z contra la frecuencia: a unos pocos cientos de kHz, el límite de salida comienza a tener un efecto. ¡Por debajo de eso, ningún condensador suele ser tan bueno!

  • El 3300uF probablemente esté allí como un filtro de red, no tiene nada que ver directamente con el regulador. Si la tensión de entrada es demasiado baja, el regulador no puede regular, por lo que el condensador del reservorio de entrada debe ser adecuado para la tensión de entrada más baja, la carga más alta y el valor de capacitancia al final de su vida útil. La ondulación de entrada también se pasa a la salida en cierta medida (-54 a -80dB - ver hoja de datos). Para los propósitos de estabilidad del regulador, un pequeño capacitor cerámico o electrolítico cerca del regulador (dentro de un par de centímetros) está bien. Un electrolítico de 47uF / 50V 105 ° C para orificio pasante u otra cerámica de 1uF funciona bien. Si la tensión de entrada se acerca demasiado al punto en que se cae, el rendimiento tenderá a sufrir incluso antes de que se caiga la regulación: 3V es bueno.

  • La baja ESR en las tapas de salida no hace que el regulador sea más inmune a la oscilación de alta frecuencia. En general, mejorará la respuesta transitoria a los cambios de carga de alta frecuencia. No es inusual tener varias UF de tapas cerámicas de bajo ESR distribuidas alrededor de una tabla cerca de varios chips. Varios dolares $ 2.61 comprará 1,000 condensadores 0.1uF 10V X5R en Digikey si no le importa las piezas compactas 0402.

  • Sí, tanto algunos reguladores negativos como LDO son sensibles al rango de ESR: demasiado alto o demasiado bajo y algunos oscilarán o pueden oscilar en algunas condiciones. El LM780x no es un regulador LDO, en realidad es bastante difícil convencerlo de que oscile. El LM790x, a pesar del nombre similar y el hecho de que no es un LDO, es muy fácil de hacer oscilar (sobre todo porque la salida se toma del colector de un transistor NPN en lugar del emisor de una PNP como lo sería si fuera un verdadero parte complementaria).

    • respondido por el Spehro Pefhany
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    Mi experiencia es que la elección de estos capacitores no es crítica en 99 de cada 100 casos. A menos que tenga demandas muy específicas (y si tuviera, ¡no haría esta pregunta!), Simplemente siga las recomendaciones de la hoja de datos 7805. La marca exacta y el modelo de condensador no importan mucho. ¿Sabía que la mayoría de los fabricantes solo usan el más barato disponible (de una marca respectiva, por supuesto)?!

    Puede concentrarse en todos los detalles que involucran el desacoplamiento del regulador 7805, ¡pero probablemente no le traerá nada! ¿Qué alimentará este circuito 7805? ¿Algún microcontrolador quizás? Apuesto a que nunca notará ninguna diferencia en la respuesta transitoria.

    Condensadores de ESR bajo: solo los necesita para los reguladores de modo conmutado. El 7805 es un regulador lineal, por lo que cualquier condensador barato funcionará bien.

    No, el 7805 no es un LDO, necesita demasiada diferencia de voltaje entre la entrada y la salida para eso (2 voltios de mi cabeza). Un LDO adecuado puede funcionar con 0.2 V o aproximadamente.

    No se preocupe demasiado por esto, solo obtenga algunos condensadores baratos de los valores sugeridos en la hoja de datos y eso estará bien, no se preocupe :-)

    Ah, y si abre cualquier dispositivo de consumo que contenga algún regulador de la serie LM78XX, ¿cuáles serán los condensadores de desacoplamiento? Sí, ¡solo obtenga unos condensadores baratos de los valores sugeridos en la hoja de datos!

        
    respondido por el Bimpelrekkie
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    Claramente, esto depende de las características de carga y la estabilidad del suministro. Conectado a una batería de 12 voltios y suministrando una carga resistiva constante que puede prescindir de estos por completo. Esto tiene más que ver con la ondulación (ascendente) y la reactividad (descendente).
    Para eso están los osciloscopios. Estoy de acuerdo con el análisis de frecuencia si está relacionado.

    C en el lado de la fuente no debe ser lo suficientemente grande como para que se active la protección en el arranque. Pero podría ir a 1F con un estrangulador y un diodo si hay un largo recorrido hacia el circuito regulador.

        
    respondido por el mckenzm

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