Apa yang kapasitor masuk dan keluar dari regulator tegangan LM7805?


8

Harap mengerti bahwa saya sebenarnya pemula dalam bidang elektronik.

Saya menemukan topik yang sangat bagus tentang cara membuat DC 5V dari catu daya 9V. Semua baik - baik saja. Tetapi untuk memuluskan riak, penulis menggunakan dua kapasitor untuk memperlancar nilai sebelum regulator tegangan, dan menambahkan yang lain setelah pin output tegangan.

Apa yang saya tidak mengerti adalah bahwa kapasitor tampaknya diletakkan sejajar dengan regulator tegangan. Tidak secara serial seperti yang kuharapkan. Jadi saya benar-benar tidak mengerti bagaimana Anda dapat menggunakan nilai-nilai output yang dihaluskan, karena dalam diagram sirkuit, tampaknya output langsung menuju ke tanah.

Saya tahu bahwa ketika kapasitor berseri, Anda menambahkan nilainya. Tetapi pin input dari regulator tegangan tampaknya berada di satu terminal sementara kapasitor berada di terminal lain. Bagaimana manfaat regulator tegangan dari kapasitor?

Saya tahu bahwa apa yang saya katakan adalah banyak salah, dan diagram rangkaiannya benar. Tapi saya bisa mencari tahu bagaimana sirkuit ini berfungsi?

Berikut adalah skematisnya.

skema

Omong-omong, apakah Anda tahu di mana saya dapat menemukan tutorial yang menjelaskan cara membaca skema? Ada banyak topik yang menjelaskan elektronik tetapi saya belum menemukan tautan berharga untuk penjelasan sirkuit elektronik.


Ini skema, bukan skema.
Adam Lawrence

Jawaban:


12

Saya khawatir Anda perlu meninjau kapasitor.

Saya tahu bahwa ketika kapasitor bersambung, Anda menambahkan nilainya.

Ketika kapasitor paralel , nilainya bertambah

Tidak secara serial seperti yang kuharapkan.

Secara longgar, kapasitor memiliki impedansi "tak terbatas" di DC. Jadi, jika kapasitor seri dengan output regulator, hanya ada arus AC. Dengan demikian, beban tidak akan memiliki tegangan DC, hanya tegangan AC. Ini kebalikan dari yang kita inginkan.

Ketika kapasitor ditempatkan di (paralel dengan) output regulator dan arde, kapasitor menyajikan (semoga) impedansi rendah untuk arus AC melalui kapasitor dan arde, "mendorong" arus riak di sekitar beban sehingga mengurangi tegangan AC melintasi muatan.

Tetapi, untuk DC, kapasitor secara efektif terbuka sehingga tegangan DC penuh muncul melintasi beban. Ini adalah hanya apa yang kita inginkan.


Saya baru saja akan mengirim posting pada jawaban saya, jawaban Anda sangat mirip, dan jauh lebih fasih.
Jeff Langemeier

Hai Alfred, terima kasih atas tanggapan Anda. Jika saya mengerti dengan jelas, sebuah blok kapasitor arus DC ketika ditempatkan dalam serial (ini adalah sesuatu yang Anda ingat saya). Tetapi jika kapasitor pada satu cabang, dan saya menguji tegangan ke cabang lain (seperti dengan regulator), maka itu akan dihaluskan pula? Saya pikir output yang dihaluskan akan berada di ujung simpul cabang.
Tuan Bonjour

5

Pertama-tama, kapasitor ini tidak ada untuk memperlancar riak, tetapi untuk menjaga stabilitas regulator. Anda bilang Anda pemula di bidang elektronik, jadi (untuk sekarang), anggap saja, bahwa mereka harus ada di sana. :-)

Regulator 78xx bekerja secara kasar dengan cara ini. Ada transistor bipolar yang ditempatkan antara pin IN dan OUT di regulator, Anda bisa bayangkan itu sebagai resistor variabel. Anda bisa menempatkan resistor tetap di sana sebagai gantinya (membiarkan pin GND terbuka) dan menghitung resistansi sebagai R = (VIn-VOut) / IOut. Sayang sekali bahwa Anda umumnya tidak mengenal IOut atau VIn, karena keduanya dapat bervariasi sesuai dengan sirkuit yang digunakan. Jadi, Anda membutuhkan mekanisme yang akan mengatur resistensi sesuai dengan perubahan variabel-variabel ini. Mekanisme ini disebut umpan balik tegangan negatif. Ada sirkuit kompleks di IC regulator yang mengukur tegangan output (tegangan antara pin OUT dan GND) dan membandingkannya dengan sumber tegangan stabil internal (sekali lagi, untuk saat ini, tidak peduli dari mana tegangan ini berasal). Jika regulator mendeteksi penurunan tegangan pada output (mis Anda menghubungkan LED lain pada output), itu membuka lebih banyak transistor, menurunkan resistansi dan memberikan lebih banyak arus ke beban. Ketika Anda meletakkan beban tambahan, tegangan akan naik dan regulator menutup transistor, memotong tegangan lebih jauh.

Regulator yang ideal tidak memerlukan kapasitor, tetapi ada beberapa sifat dari desain rangkaian nyata yang membuatnya tidak stabil (osilasi tegangan akan muncul pada output). Itu sebabnya Anda perlu menempatkan batasan yang benar pada input dan output; cukup ikuti datasheet dan (penting!) letakkan kapasitor sedekat mungkin dengan IC.

Semoga ini membantu. :)


these capacitors aren't there for smoothing the ripple, but to maintain stability of the regulatorBukankah itu hal yang sama, terutama dalam hal ini?
Pejalan kaki

Saya percaya tidak. Pada "smoothing the ripple" Saya membayangkan pekerjaan kapasitor tidak dalam penyearah 50-Hz biasa dengan dioda (menahan tegangan output sementara tegangan input kurang atau bahkan negatif). Ini adalah IMO tujuan yang sebenarnya dimaksudkan oleh OA oleh istilah ini. Di sisi lain, terutama kapasitor keluaran 7805 lebih terkait dengan frekuensi dan sifat fase dari loop umpan balik. The 7805 tidak dimaksudkan untuk menghasilkan AC pada output, berbeda dengan transformator. Tapi mungkin itu hanya masalah terminologi.
Ladislav

Terima kasih balasannya. Saya benar-benar melihat kekurangan saya pada elektronik! Sepertinya saya akan membutuhkan lebih dari 10 tahun untuk memahami semua komponen itu berfungsi ...;)
Mr Bonjour

1

Ladislav benar. Ada situasi di mana regulator dapat berosilasi, dan itu kurang berkaitan dengan kebisingan ditambah (mis. Dari kabel panjang) dan lebih berkaitan dengan stabilitas loop kontrol di dalam regulator.

Jika Anda menggunakan regulator yang menggunakan elemen lulus NPN (gaya lama / klasik) maka Anda mungkin bisa lolos dengan banyak hal karena itu adalah topologi yang cukup stabil. Namun, regulator linier putus sekolah rendah (LDO) menjadi lebih populer karena alasan yang baik dan ini menggunakan elemen lulus PNP. Topologi dengan elemen pass PNP atau PMOS memerlukan lebih banyak kompensasi untuk membuatnya stabil. Anda kemungkinan besar akan melihat osilasi dengan regulator LDO jika Anda tidak hati-hati.

Berikut ini adalah catatan aplikasi yang bagus: http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snoa842


-3

Saya menemukan jawaban di atas tidak sesuai.

Inilah yang saya pikirkan:

  1. Kapasitor pada input: Digunakan untuk menghilangkan kebisingan listrik jika sub unit yang mengandung IC regulator ini berada pada jarak dari trafo utama dalam sistem. Panjang kawat yang bertindak seperti antena menarik kebisingan switching, kebisingan motor dll. Kapasitansi input ini membantu menghilangkannya.

  2. Kapasitor pada sisi keluaran: Digunakan untuk menghilangkan transien yang disebabkan oleh pergantian pada keluaran Totem Pole pada IC digital yang dapat dihubungkan pada keluaran. Ketahuilah bahwa jika dalam output tiang Totem, jika kedua transistor secara berurutan pada tiang totem AKTIF secara bersamaan bahkan untuk sekejap kecil, itu menciptakan aksi singkat sesaat seperti pulsa transien negatif (tetapi bukan negatif) yang secara efektif menarik tegangan regulator ke nol. Misalkan banyak ICS seperti itu terhubung ke o / p. Dalam kasus seperti itu, ada perambatan sementara dari sinyal yang tidak diinginkan ini. Kapasitor pada sisi keluaran digunakan untuk menghilangkan transien yang disebabkan oleh pergantian pada keluaran Totem Pole pada IC digital


Jawaban lain sepenuhnya benar. Tanpa kapasitor keluaran, regulator dapat berosilasi walaupun tidak ada transien yang diperkenalkan oleh beban. Transien beban lebih baik ditangani oleh kapasitor bypass di dekat beban yang menghasilkannya. Juga, Anda gagal mengatasi kesalahpahaman OP tentang kapasitor paralel dan seri.
The Photon

Saya akan sangat menghargai jika Anda memberi tahu saya mengapa regulator berosilasi?
Manjunath Pai H

Baca jawaban Ladislav, dia menjelaskan loop kontrol dengan baik. Seperti halnya loop kontrol, jika fase naik ke 180 derajat sebelum gain loop terbuka di bawah 1, itu akan berosilasi. Banyak regulator linier dirancang sehingga kapasitor output eksternal diperlukan untuk menghindari kondisi ini.
The Photon

Maaf untuk mengatakan bahwa jawaban Anda tidak jelas
Manjunath Pai H

Cobalah sendiri. Pergi membuat regulator linier di simulator favorit Anda dan periksa kondisi stabilitas. Kemudian tambahkan kapasitor output dan lihat bagaimana mereka berubah.
The Photon
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.