Como selecionar capacitores e capacitância adequados para os reguladores de tensão LM78xx?

Eu quero usar reguladores de tensão LM78xx para vários projetos. Quero saber em geral, como devo escolher um valor correto para os capacitores de entrada e saída da família LM78xx quando quero mudar CC para CC (sem a necessidade de pensar na tampa do reservatório nas aplicações CA para CC)?

Fiz uma pesquisa rápida e descobri que vários fornecedores e pessoas recomendam valores diferentes:

       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. Quais são as consequências de escolher grandes capacitores de entrada e saída?

2. Eu já vi algumas pessoas dizerem que um capacitor muito grande na saída tem efeito prejudicial na resposta transitória. Mas como e quando?

3. Também vi que as pessoas dizem que uma entrada muito grande não é capaz de amortecer a oscilação se a impedância de alta frequência da tampa for muito alta. Mas e se eu usar um eletrólito ESR grande (3300uf) baixo ou ultra baixo paralelo a um capacitor de filme metalizado como 473j100? O capacitor de filme metalizado com ESR ultra baixo não está cuidando da oscilação de alta frequência? Enquanto a grande tampa de 3300uf fornece um reservatório?

4. Se não há problema em usar mais de 100nf para os limites de saída e 330nf para os limites de entrada, você acha que adicionar várias tampas de disco metalizadas com baixa ESR em paralelo, o que reduz ainda mais o valor da ESR, o tornará mais robusto contra oscilações de alta frequência? Supondo que eu não me importo de desperdiçar vários dólares por bonés!

5. Ouvi dizer que os reguladores de baixa evasão são sensíveis a ESR muito baixa ou muito alta. O LM78xx é considerado um LDO? Eu acho que não é. Mas eu vi alguns sites listando-os como LDOs.

Por favor, tenha em mente que eu não me importo com as altas perdas, problemas de calor e outros tipos de problemas. Eu só quero saber sobre o valor dos limites.

Ficaria muito grato se você pudesse elaborar essas perguntas o máximo possível.

Agradeço antecipadamente.

1. Dentro da razão, muito grande não é um problema. Além disso, geralmente esse tipo de regulador realmente funciona bem sem capacitores (anunciados como tal em algumas folhas de dados) sob algumas condições, mas eu não o recomendo (talvez se você estiver apenas ligando um LED). Outras partes (por exemplo, LM7905, muitos LDOs) têm quase a garantia de oscilar sem a tampa de saída adequada. A maioria dos projetos comerciais usa valores um pouco mais altos que o exemplo da folha de dados (não é realmente 'recomendado') porque não há multa de custo e 0,33 uF não é muito comum. Acho que nunca vi o 330nF fora dos hackers de hobby / internet. Da mesma forma, 1uF é talvez mais comum na produção atualmente - há pouca penalidade de custo e é um pouco melhor. Por outro lado,

2. Um capacitor muito grande na saída pode afetar a inicialização, porque o regulador pode fornecer apenas ~ 1.5A para carregar o capacitor; caso contrário, maior é um pouco melhor e todas as outras coisas são iguais. Se o ESR for maior, um grande limite de saída pode não ser de muita ajuda. Baixa ESR não é um problema. Uma cerâmica de 1uF (ou 0,1uF) funciona bem e é quase gratuita. Aqui está um gráfico da saída Z vs frequência - a algumas centenas de kHz, o limite de saída começa a ter um efeito. Abaixo disso, nenhum capacitor é tão bom!

3. O 3300uF provavelmente está lá como filtro de rede, nada a ver diretamente com o regulador. Se a tensão de entrada cair muito baixo, o regulador não pode regular, portanto o capacitor do reservatório de entrada deve ser adequado para a menor tensão de entrada, a carga mais alta e o valor da capacitância em fim de vida útil. A ondulação de entrada também é passada para a saída em algum grau (-54 a -80dB - consulte a folha de dados). Para fins de estabilidade do regulador, um pequeno capacitor cerâmico ou eletrolítico próximo ao regulador (dentro de alguns centímetros) é bom. Um eletrolítico de 47uF / 50V 105 ° C para orifício passante ou outra cerâmica de 1uF funciona bem. Se a tensão de entrada chegar muito perto do ponto em que ela cair, o desempenho tenderá a sofrer mesmo antes de cair na regulação - 3V é bom.

4. Uma baixa VHS nas tampas de saída não torna o regulador mais imune à oscilação da IC. Geralmente, melhora a resposta transitória às mudanças de carga de alta frequência. Não é incomum ter vários uF de tampas de cerâmica com baixo ESR distribuídos em torno de uma placa perto de vários chips. Vários dolares? $ 2,61 comprarão 1.000 capacitores de 0,1uF 10V X5R na Digikey se você não se importar com peças 0402 compactas.

5. Sim, alguns reguladores negativos e a maioria dos reguladores de LDO são sensíveis à faixa ESR - muito alta ou muito baixa e alguns irão ou poderão oscilar em algumas condições. O LM780x não é um regulador LDO - é realmente muito difícil convencê-lo a oscilar. O LM790x, apesar do nome semelhante e do fato de não ser um LDO, é muito fácil de oscilar (principalmente porque a saída é obtida do coletor de um transistor NPN em vez do emissor de um PNP, como seria se fosse um verdadeiro parte complementar).

Minha experiência é que a escolha desses capacitores não é crítica em 99 de 100 casos. A menos que você tenha demandas muito específicas (e se você tivesse, não faria essa pergunta!), Basta seguir as recomendações da folha de dados do 7805. O capacitor exato da marca e modelo não importa muito. você sabia que a maioria dos fabricantes usa apenas o mais barato disponível (de uma marca respectiva, é claro) ?!

Você pode se concentrar em todos os detalhes que envolvem a dissociação do regulador 7805, mas provavelmente não trará nada para você! O que esse circuito 7805 alimentará? Algum micro controlador, talvez? Aposto que você nunca notará nenhuma diferença na resposta transitória.

Capacitores com baixa ESR: você só precisa deles para reguladores de modo comutado. O 7805 é um regulador linear, portanto, qualquer capacitor barato funciona perfeitamente.

Não, o 7805 não é um LDO, ele precisa de muita diferença de tensão entre a entrada e a saída para isso (2 volts fora da minha cabeça). Um LDO adequado pode funcionar com 0,2 V ou mais.

Portanto, não se preocupe muito, basta obter alguns capacitores baratos dos valores sugeridos na folha de dados e tudo ficará bem, não se preocupe :-)

Ah, e se você abrir qualquer dispositivo consumidor que contenha algum regulador da série LM78XX, quais serão os capacitores de desacoplamento? Sim, basta obter alguns capacitores baratos com os valores sugeridos na folha de dados!

Claramente, isso depende das características da carga e da estabilidade do suprimento. Conectado a uma bateria de 12V e fornecendo uma carga resistiva constante, você pode dispensá-lo totalmente. Isso tem mais a ver com ondulação (a montante) e reatividade (a jusante).
É para isso que servem os osciloscópios. Concordo com a análise de frequência, se for o caso.

C no lado da fonte não deve ser grande o suficiente para desarmar a proteção na inicialização. Mas você pode ir para 1F com um estrangulamento e diodo se houver uma longa execução no circuito regulador.