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

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

Hice una investigación rápida 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 condensadores de entrada y salida grandes?

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 (3300 uf) bajo o ultra bajo paralelo a un condensador de película metalizada como 473j100? ¿El condensador de película metalizada con ESR ultra bajo no se ocupa de la oscilación de alta frecuencia? Mientras que la gran tapa 3300uf proporciona un depósito?

4. Si está bien usar más de 100nf para las tapas de salida, y 330nf para las tapas de entrada, ¿crees que agregar varias tapas de disco metalizadas de baja ESR en paralelo, lo que reduce aún más el valor de ESR lo hará más robusto contra la oscilación de alta frecuencia? ¡Asumiendo que no me importa perder varios dólares por gorras!

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

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

Le agradecería que pudiera dar más detalles sobre estas preguntas.

Gracias de antemano.

1. Dentro de lo razonable, demasiado grande no es un problema. También, por lo general, este tipo de regulador funcionará bien sin condensadores (anunciado como tal en algunas hojas de datos) en algunas condiciones, pero no lo recomiendo (tal vez si solo está alimentando un LED). Se garantiza que otras partes (p. Ej., LM7905, muchos LDO) oscilarán sin el límite de salida adecuado. La mayoría de los diseños comerciales usarán valores algo más altos que el ejemplo de la hoja de datos (no realmente 'recomendado') porque no hay penalización de costo y 0.33uF no es muy común. Creo que nunca he visto el 330nF fuera de los hacks de hobby / internet. Del mismo modo, 1uF es quizás más común en la producción en estos días: hay una pequeña penalización de costos y es un poco mejor. Por otra parte,

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

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

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

5. Sí, tanto algunos reguladores negativos como la mayoría de los LDO son sensibles al rango de ESR: demasiado alto o demasiado bajo y algunos oscilarán o pueden oscilar bajo ciertas 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 (principalmente porque la salida se toma del colector de un transistor NPN en lugar del emisor de un PNP como lo sería si fuera un verdadero parte complementaria).

Mi experiencia es que la elección de estos condensadores no es crítica en 99 de cada 100 casos. A menos que tenga demandas muy específicas (¡y si las tuviera, no haría esta pregunta!), Solo siga las recomendaciones de la hoja de datos del 7805. La marca y el modelo exactos del condensador no importan demasiado. ¿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 relacionados con 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 baja ESR: 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 más.

Así que 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 algún dispositivo de consumo que contenga algún regulador de la serie LM78XX, ¿cuáles serán los condensadores de desacoplamiento? Sí, ¡solo obtenga algunos condensadores baratos de los valores sugeridos en la hoja de datos!

Claramente, esto depende de las características de carga y la estabilidad del suministro. Conectado a una batería de 12v y suministrando una carga resistiva constante, puede prescindir de estos por completo. Esto tiene más que ver con la ondulación (aguas arriba) y la reactividad (aguas abajo).
Para eso están los osciloscopios. Estoy de acuerdo con el análisis de frecuencia si se trata.

C en el lado de suministro no debe ser lo suficientemente grande como para disparar la protección al inicio. Pero podría ir a 1F con un estrangulador y un diodo si hay un largo recorrido hasta el circuito regulador.