Mirando la hoja de datos, puedo ver que los reguladores de voltaje no son solo un diodo zenner en el 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 la operación del circuito" mientras que el otro es "reducir la ondulación en la salida". Mirando la hoja de datos, ¿por qué tienen este valor fijo? Y si tienen un valor fijo, ¿por qué no simplemente fabricarlos en el regulador de voltaje mismo? 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.
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Respuestas:
La mayoría de los reguladores de voltaje (especialmente los tipos LDO) requieren un condensador en la salida para estabilidad, y generalmente mejorará la respuesta transitoria incluso para reguladores como el 7800 que pueden no requerirlo estrictamente. Generalmente se requiere un condensador de entrada para reducir la impedancia de la fuente.
No es práctico fabricar condensadores de más de decenas de pF (más o menos) en un chip económico: ocupan un área de silicio demasiado costosa y los condensadores externos de cerámica o electrolíticos 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 a diferentes corrientes de carga, y también qué límites eran comunes cuando se compuso la hoja de datos (eso podría ser hace 35 o 40 años para la serie 7800). Casi siempre es aceptable usar una capacitancia más grande en la entrada, y generalmente aceptable en la salida, sin embargo, puede haber valores mínimos / máximos en el ESR del capacitor, la resistencia en 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 condensadores son aceptables, por lo que leer y comprender la hoja de datos es todo lo que necesita hacer.
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Pensé que construiría mi último circuito de 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 fue 10 segundos de buscar una salida de 5V seguido de humo! Eso es lo que sucede si no tienes los condensadores en el circuito. Auto-oscilación, gran calor y humo. Por favor, toma mi palabra y no intentes esto en casa. Te enseña a leer la hoja de datos correctamente de principio a fin.
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La respuesta a esta pregunta radica en la experiencia práctica.
Omita el capacitor de entrada y, tarde o temprano, el estabilizador entra en auto oscilación, se sobrecalienta y explota (literalmente).
Estos chips son, de hecho, arreglos en derivación estabilizados en serie con una enorme ganancia en la cadena lateral. Ese condensador de entrada controla los cambios de fase.
Como se indicó, el capacitor de salida es normal con cualquier circuito regulador / proveedor.
Para más detalles ver: http://www.clovellydonkeys.co.uk/kengreen_website/index.htm
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