LM78xx稳压器如何选择合适的电容和电容?

电器工程 电容器 lm78xx
2022-01-13 03:27:00

我想将 LM78xx 稳压器用于各种项目。一般来说,我想知道,当我想将 DC 更改为 DC 时,我应该如何为 LM78xx 系列的输入和输出电容器选择正确的值(无需考虑 AC 到 DC 应用中的储液器容量)?

我做了一个快速的研究,发现不同的供应商和人们推荐不同的值:

http://i.stack.imgur.com/awG8M.gif

       C1(uF) C2(uF)

仙童 0.33 0.1

KEC 0.33 0.1

全国 0.22 0.1

德克萨斯 0.33 0.1

标准 0.33 0.1

中冶 0.33 0.1

Web1 10.0 1.0

Web2 100 10.0

Web3 100 0.1

Web4 10.0 10

  1. 选择大输入输出电容的后果是什么?

  2. 我看到有人说输出电容太大会对瞬态响应产生不利影响。但是如何以及何时?

  3. 我还看到人们说如果电容的高频阻抗太高,输入太大就无法抑制振荡。但是,如果我使用与 473j100 等金属化薄膜电容器并联的大 (3300uf) 低或超低 ESR 电解液怎么办?超低ESR的金属化薄膜电容不是负责高频振荡吗?而提供水库的 3300uf 大盖?

  4. 如果可以使用超过 100nf 的输出电容和 330nf 的输入电容,您是否认为并行添加几个低 ESR 金属化磁盘电容以进一步降低 ESR 值会使其对高频振荡更加稳健?假设我不介意浪费几块钱买帽子!

  5. 我听说低压差稳压器对太低或太高的 ESR 很敏感。LM78xx 是否被视为 LDO?我认为不是。但我看到一些网站将它们列为 LDO。

请记住,我不介意高损耗、热量问题和其他类型的问题。我只想知道上限值。

如果您能尽可能详细地说明这些问题,我将不胜感激。

先感谢您。

3个回答
  1. 在合理范围内,太大不是问题。在某些情况下,通常这种稳压器实际上可以在没有电容器的情况下正常工作(在某些数据表上如此宣传),但我不推荐它(也许如果你只是为 LED 供电)。其他部件(例如 LM7905、许多 LDO)几乎可以保证在没有适当输出电容的情况下发生振荡。大多数商业设计将使用比数据表示例更高的值(不是真正的“推荐”),因为没有成本损失并且 0.33uF 不是很常见。我认为我在业余爱好/互联网黑客之外从未见过 330nF。同样,如今 1uF 在输出上可能更常见——成本损失很小,而且更好一些。另一方面,

  2. 输出上的电容太大可能会影响启动,因为稳压器只能提供约 1.5A 的电流来为电容充电,否则在其他条件相同的情况下越大越好。如果 ESR 较大,则较大的输出上限可能没有太大帮助。低 ESR 不是问题。1uF 陶瓷(或 0.1uF)效果很好,几乎是免费的。这是输出 Z 与频率的关系图——在几百 kHz 时,输出上限开始产生影响。在此之下,没有电容器通常是那么好!

在此处输入图像描述

  1. 3300uF 可能是作为电源滤波器存在的,与调节器没有任何直接关系。如果输入电压降得太低,则调节器无法调节,因此输入储能电容器必须足以满足最低输入电源电压、最高负载和使用寿命结束的电容值。输入纹波也在一定程度上传递到输出(-54 到 -80dB - 参见数据表)。出于稳压器的稳定性目的,靠近稳压器(几厘米以内)的小型陶瓷或电解电容器就可以了。用于通孔的 47uF/50V 105°C 电解液或其他 1uF 陶瓷可以正常工作。如果输入电压太接近它下降的点,那么即使在它下降到稳压值之前,性能也会受到影响——3V 是好的。

  2. 输出电容上的低 ESR 不会使稳压器更不受 HF 振荡的影响。它通常会改善对高频负载变化的瞬态响应。在靠近各种芯片的电路板上分布几个 uF 的低 ESR 陶瓷电容并不罕见。几块钱?如果您不介意紧凑型 0402 零件,2.61 美元将在 Digikey 购买 1,000 个 0.1uF 10V X5R 电容器。

  3. 是的,一些负稳压器和大多数 LDO 稳压器都对 ESR 范围敏感——太高或太低,有些会或可能在某些条件下振荡。LM780x 不是 LDO 稳压器——实际上很难说服它振荡。LM790x,尽管名称相似,而且它不是 LDO,但它很容易产生振荡(主要是因为输出来自 NPN 晶体管的集电极,而不是 PNP 的发射极,如果它是真的补充部分)。

我的经验是,在 100 个案例中有 99 个案例中,这些电容器的选择并不重要。除非您有非常具体的要求(如果有,您不会问这个问题!),请遵循 7805 数据表的建议。确切的品牌和型号电容器并不重要。您是否知道大多数制造商只使用最便宜的(当然来自各自品牌)?!

您可以专注于涉及 7805 稳压器解耦的所有细节,但它可能不会给您带来任何好处!这个 7805 电路将提供什么?也许是一些微控制器?我敢打赌,您永远不会注意到瞬态响应的任何差异。

低 ESR 电容器:您只需要这些用于开关模式稳压器。7805 是一个线性稳压器,因此任何便宜的电容器都可以正常工作。

不,7805 不是 LDO,它需要输入和输出之间的电压差太大(我脑子里有 2 伏)。合适的 LDO 可以在 0.2 V 左右工作。

所以不要太担心这个,只要买一些数据表中建议值的便宜电容器就可以了,不用担心:-)

哦,如果你打开任何包含一些 LM78XX 系列稳压器的消费类设备,去耦电容是什么?是的,只需购买一些数据表中建议值的廉价电容器!

显然,这取决于负载特性和电源的稳定性。连接到 12v 电池并提供恒定的电阻负载,您可以完全省去这些。这更多地与涟漪(上游)和反应性(下游)有关。
这就是示波器的用途。如果担心,我同意频率分析。

电源侧的 C 不应大到足以在启动时跳闸保护。但是,如果调节器电路需要长时间运行,您可以使用扼流圈和二极管达到 1F。