Bagaimana cara memilih kapasitor dan kapasitansi yang tepat untuk regulator tegangan LM78xx?

Saya ingin menggunakan regulator tegangan LM78xx untuk berbagai proyek. Saya ingin tahu secara umum, bagaimana saya harus memilih nilai yang benar untuk input dan output kapasitor keluarga LM78xx ketika saya ingin mengubah DC ke DC (tanpa perlu memikirkan tutup reservoir dalam aplikasi AC ke DC)?

Saya telah melakukan penelitian cepat dan saya menemukan bahwa berbagai vendor dan orang merekomendasikan nilai yang berbeda:

       C1(uF) C2(uF)

Fairchild 0,33 0,1

KEC 0,33 0,1

Nasional 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. Apa konsekuensi dari memilih kapasitor input dan output yang besar?

2. Saya telah melihat beberapa orang mengatakan kapasitor yang terlalu besar pada output memiliki efek yang merugikan pada respon sementara. Tetapi bagaimana dan kapan?

3. Saya juga telah melihat bahwa orang mengatakan input terlalu besar tidak dapat meredam osilasi jika impedansi frekuensi tinggi dari cap terlalu tinggi. Tetapi bagaimana jika saya menggunakan paralel elektrolit ESR besar (3300 uF) rendah atau ultra rendah ke kapasitor film metalized seperti 473j100? Bukankah kapasitor film metalized dengan ESR ultra rendah menjaga osilasi frekuensi tinggi? Sementara topi 3300uf besar menyediakan reservoir?

4. Jika boleh menggunakan lebih dari 100nf untuk tutup keluaran, dan 330nf untuk tutup masukan menurut Anda menambahkan beberapa tutup disk metalized ESR rendah secara paralel yang menurunkan nilai ESR selanjutnya akan membuatnya lebih kuat terhadap osilasi frekuensi tinggi? Dengan asumsi saya tidak keberatan menyia-nyiakan beberapa dolar untuk topi!

5. Saya telah mendengar bahwa regulator Dropout Rendah sensitif terhadap ESR terlalu rendah atau terlalu tinggi. Apakah LM78xx dianggap sebagai LDO? Saya pikir tidak. Tetapi saya telah melihat beberapa situs web mencantumkannya sebagai LDO.

Harap diingat bahwa saya tidak keberatan dengan kerugian tinggi, masalah panas, dan masalah lainnya. Saya hanya ingin tahu tentang nilai topi.

Saya akan berterima kasih jika Anda bisa menguraikan pertanyaan-pertanyaan ini sebanyak yang Anda bisa.

Terima kasih sebelumnya.

1. Dalam alasan, terlalu besar tidak menjadi masalah. Juga biasanya regulator semacam ini akan benar-benar berfungsi dengan baik tanpa kapasitor (diiklankan seperti itu pada beberapa lembar data) dalam beberapa kondisi, tetapi saya tidak merekomendasikannya (mungkin jika Anda hanya menyalakan LED). Bagian lain (mis. LM7905, banyak LDO) akan dijamin terombang-ambing tanpa batas keluaran yang tepat. Sebagian besar desain komersial akan menggunakan nilai yang agak lebih tinggi daripada contoh lembar data (tidak benar-benar 'direkomendasikan') karena tidak ada penalti biaya dan 0,33 uF tidak terlalu umum. Saya tidak berpikir saya pernah melihat peretasan hobi / internet 330nF. Demikian pula 1uF mungkin lebih umum pada output hari ini-ada sedikit biaya penalti dan itu sedikit lebih baik. Di samping itu,

2. Kapasitor yang terlalu besar pada output mungkin mempengaruhi startup karena regulator hanya dapat memasok ~ 1.5A untuk mengisi kapasitor, jika tidak, lebih besar agak lebih baik semua hal lain dianggap sama. Jika ESR lebih besar, tutup keluaran besar mungkin tidak banyak membantu. ESR rendah bukan masalah. Keramik 1uF (atau 0.1uF) berfungsi dengan baik dan hampir gratis. Berikut adalah plot output Z vs frekuensi - pada beberapa ratus kHz tutup output mulai berpengaruh. Di bawah itu, tidak ada kapasitor yang sebaik ini!

3. The 3300uF mungkin ada di sana sebagai filter listrik, tidak ada hubungannya dengan regulator secara langsung. Jika tegangan input turun terlalu rendah, regulator tidak dapat mengatur sehingga kapasitor reservoir input harus memadai untuk tegangan listrik input terendah, beban tertinggi, dan nilai kapasitansi akhir umur. Riak input juga akan diteruskan ke output ke tingkat tertentu (-54 hingga -80dB - lihat lembar data). Untuk tujuan stabilitas regulator, kapasitor keramik atau elektrolitik kecil yang dekat dengan regulator (dalam beberapa cm) baik-baik saja. Elektrolit 47uF / 50V 105 ° C untuk lubang atau keramik 1uF lainnya berfungsi dengan baik. Jika tegangan input terlalu dekat ke titik di mana ia turun maka kinerja akan cenderung menderita bahkan sebelum jatuh dari regulasi-3V baik.

4. ESR yang rendah pada tutup keluaran tidak membuat regulator lebih kebal terhadap osilasi HF. Ini umumnya akan meningkatkan respons transien terhadap perubahan beban frekuensi tinggi. Sudah lazim untuk memiliki beberapa tutup keramik ESR rendah didistribusikan di sekitar papan dekat berbagai chip. Beberapa dolar? $ 2,61 akan membeli 1.000 0,1uF 10V X5R kapasitor di Digikey jika Anda tidak keberatan 0402 bagian kompak.

5. Ya, beberapa regulator negatif dan LDO paling sensitif terhadap kisaran ESR - terlalu tinggi atau terlalu rendah dan beberapa akan atau mungkin terombang-ambing dalam beberapa kondisi. LM780x bukan regulator LDO - sebenarnya cukup sulit untuk meyakinkannya untuk berosilasi. The LM790x, meskipun nama yang sama dan fakta itu bukan LDO sangat mudah untuk membuat terombang-ambing (sebagian besar karena output diambil dari kolektor transistor NPN daripada emitor PNP seperti jika itu benar. bagian pelengkap).

Pengalaman saya adalah bahwa pilihan kapasitor ini tidak kritis dalam 99 dari 100 kasus. Kecuali jika Anda memiliki permintaan yang sangat spesifik (dan jika ada, Anda tidak akan mengajukan pertanyaan ini!), Cukup ikuti rekomendasi lembar data 7805. Kapasitor merek dan model yang tepat tidak terlalu menjadi masalah. Tahukah Anda sebagian besar produsen hanya menggunakan termurah yang tersedia (dari merek masing-masing tentu saja ?!)!

Anda dapat fokus pada semua detail yang melibatkan decoupling regulator 7805 tetapi mungkin tidak akan memberi Anda apa-apa! Apa yang akan diberi makan rangkaian 7805 ini? Beberapa pengontrol mikro mungkin? Saya yakin Anda tidak akan pernah melihat perbedaan dalam tanggapan sementara.

Kapasitor ESR rendah: Anda hanya memerlukan ini untuk regulator mode aktif. 7805 adalah regulator linier sehingga kapasitor keledai mana pun akan bekerja dengan baik.

Tidak, 7805 bukan LDO, perlu terlalu banyak perbedaan tegangan antara input dan output untuk itu (2 Volt dari kepala saya). LDO yang tepat dapat bekerja dengan 0,2 V atau sekitar itu.

Jadi jangan terlalu khawatir tentang hal ini, dapatkan saja kapasitor murah dari nilai yang disarankan dalam datasheet dan itu akan baik-baik saja, jangan khawatir :-)

Oh dan jika Anda membuka perangkat konsumen yang mengandung beberapa regulator seri LM78XX, apa yang akan menjadi kapasitor decoupling? Ya, dapatkan beberapa kapasitor murah dari nilai yang disarankan di lembar data!

Jelas ini tergantung pada karakteristik muatan dan stabilitas pasokan. Terhubung ke baterai 12v dan memasok beban resistif konstan yang dapat Anda habiskan seluruhnya. Ini lebih berkaitan dengan riak (hulu) dan reaktivitas (hilir).
Inilah gunanya osiloskop. Saya setuju dengan analisis frekuensi jika terkait.

C di sisi penawaran tidak boleh cukup besar untuk membuat trip proteksi saat startup. Tetapi Anda bisa pergi ke 1F dengan choke dan diode jika ada jangka panjang ke rangkaian regulator.