¿Por qué siempre hay un capacitor en la entrada y salida de un regulador de voltaje?

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Mirando la hoja de datos puedo ver que los reguladores de voltaje no son solo un diodo zenner en su interior, son dispositivos complejos. He notado que siempre hay un capacitor en la entrada y otro en la salida. Un ejemplo son los reguladores de voltaje fijo de la serie uA7800.

He leído que uno de ellos es "estabilizar el funcionamiento del circuito", mientras que el otro es "reducir la ondulación en la salida". En cuanto a la hoja de datos, ¿por qué tienen este valor fijo? Y si tienen un valor fijo, ¿por qué no fabricarlos en el propio regulador de voltaje? por ejemplo, para la serie uA7800 es 0.33uF en la entrada y 0.1uF en la salida. No se explica por qué tienen estos valores.

    
pregunta quantum231

3 respuestas

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La mayoría de los reguladores de voltaje (especialmente los tipos LDO) requieren un condensador en la salida para la estabilidad, y generalmente mejorará la respuesta transitoria incluso para reguladores como el 7800 que pueden no requerirlo estrictamente. Normalmente se requiere un capacitor de entrada para reducir la impedancia de la fuente.

No es práctico hacer que los condensadores superen las decenas de pF (más o menos) en un chip económico: ocupan un área de silicio demasiado costosa, y los condensadores cerámicos o electrolíticos externos son muy baratos en cantidad. Eso no está en las cartas. Y los condensadores en realidad proporcionan almacenamiento de energía, por lo que no es algo que los circuitos inteligentes puedan sustituir.

Los valores son compromisos que tienen sentido en función del comportamiento de estabilidad del chip en diferentes corrientes de carga, y también qué límites eran comunes cuando se compuso la hoja de datos (que podría ser hace 35 o 40 años para la serie 7800). Casi siempre es aceptable usar una capacitancia mayor en la entrada, y generalmente aceptable en la salida, sin embargo, puede haber valores mínimos / máximos en el ESR del capacitor, la resistencia de la serie equivalente. En algunos casos, un condensador que es demasiado ideal puede hacer que el regulador oscile.

La mayoría de los reguladores modernos indicarán qué valores y tipos de capacitores son aceptables, por lo que leer y comprender la hoja de datos es todo lo que necesita hacer.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Pensé que construiría mi último circuito un componente a la vez para poder "depurar" y aprender lo que realmente estaba sucediendo en cada paso. Así que conecté mi suministro de 12V a mi entrada y tierra y esperé ansiosamente la salida regulada de 5V. ¡Lo que obtuve fueron 10 segundos de buscar una salida de 5 V seguida de humo! Eso es lo que pasa si no tienes los condensadores en el circuito. Auto-oscilación, enorme calor y humo. Por favor, tome mi palabra y no intente esto en casa. Le enseña a leer la hoja de datos correctamente de principio a fin.

    
respondido por el TeamMAL
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La respuesta a esta pregunta está en la experiencia práctica.

Omita el capacitor de entrada y, tarde o temprano, el estabilizador entra en auto-oscilación, sobrecalienta y (literalmente) explota.

Estos chips son, de hecho, arreglos controlados en serie estabilizados en serie con una enorme ganancia en la cadena lateral. Ese capacitor de entrada controla los cambios de fase.

Como se indicó, el condensador de salida es normal con cualquier circuito regulador / proveedor.

Ver detalles completos: http // www.clovellydonkeys.co.uk / ken_green.website.index.htm

    
respondido por el Ken Green

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