Que font les condensateurs sur IN et OUT d'un régulateur de tension LM7805?

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Veuillez comprendre que je suis en fait un très débutant en électronique.

J'ai trouvé un sujet vraiment sympa sur la façon de créer un 5V DC à partir d'une alimentation 9v. Tout est OK. Mais afin de lisser l'ondulation, l'auteur utilise deux condensateurs pour lisser les valeurs avant le régulateur de tension et en ajouter un autre après la broche de sortie de tension.

Ce que je ne comprends pas, c'est que le condensateur semble être placé en parallèle avec le régulateur de tension. Pas en série comme je m'attendais à voir. Je ne comprends donc vraiment pas comment vous pouvez utiliser les valeurs de sortie lissées, car dans le schéma de circuit, il semble que la sortie directe va au sol.

Je sais que lorsque les condensateurs sont en série, vous ajoutez leurs valeurs. Mais la broche d'entrée du régulateur de tension semble être sur une borne tandis que le condensateur est sur une autre. Comment le régulateur de tension peut-il bénéficier du condensateur?

Je sais que ce que je dis est tout à fait faux et le schéma de circuit est correct. Mais je peux comprendre comment ce circuit fonctionne?

Voici le schéma.

schématique

Au fait, savez-vous où puis-je trouver un tutoriel expliquant comment lire les schémas? Il y a beaucoup de sujets expliquant l'électronique mais je n'ai trouvé aucun lien utile pour l'explication des circuits électroniques.

Monsieur Bonjour
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C'est un schéma, pas un schéma.
Adam Lawrence

Réponses:

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J'ai bien peur que vous ayez besoin de revoir les condensateurs.

Je sais que lorsque les condensateurs sont en série, vous ajoutez leurs valeurs.

Lorsque les condensateurs sont en parallèle , leurs valeurs ajoutent

Pas en série comme je m'attendais à voir.

En gros, un condensateur a une impédance "infinie" à DC. Donc, si le condensateur était en série avec la sortie du régulateur, il ne pourrait y avoir que du courant alternatif. Ainsi, la charge n'aurait pas de tension continue aux bornes, seulement une tension alternative. C'est tout le contraire de ce que nous voulons.

Lorsque le condensateur est placé à travers (en parallèle avec) la sortie du régulateur et la masse, le condensateur présente (espérons-le) une faible impédance pour le courant alternatif à travers le condensateur et la masse, "shuntant" le courant d'ondulation autour de la charge, réduisant ainsi la tension alternative à travers la charge.

Mais, pour DC, le condensateur est effectivement ouvert de sorte que la tension DC complète apparaît à travers la charge. C'est exactement ce que nous voulons.

Alfred Centauri
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J'étais sur le point d'appuyer sur ma réponse, la vôtre est extrêmement similaire et beaucoup plus éloquente.
Jeff Langemeier
Salut Alfred, merci pour ta réponse. Si je comprends bien, un condensateur bloque le courant continu lorsqu'il est placé en série (c'est quelque chose dont vous vous souvenez juste de moi). Mais si un condensateur est sur une branche, et que je teste la tension dans l'autre branche (comme avec le régulateur), alors il sera lissé de toute façon? Je pensais que la sortie lissée serait à la fin du nœud des branches.
M. Bonjour
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Tout d'abord, ces condensateurs ne sont pas là pour lisser l'ondulation, mais pour maintenir la stabilité du régulateur. Vous dites que vous êtes un débutant en électronique, alors (pour l'instant), prenez-le comme un fait, ils doivent être là. :-)

Le régulateur 78xx fonctionne à peu près de cette façon. Il y a un transistor bipolaire placé entre les broches IN et OUT dans le régulateur, vous pouvez l'imaginer comme une résistance variable. Vous pouvez simplement placer une résistance fixe à la place (en laissant la broche GND ouverte) et calculer sa résistance comme R = (VIn-VOut) / IOut. Le dommage est que vous ne connaissez généralement ni IOut ni VIn, car les deux peuvent varier selon le fonctionnement des circuits. Vous avez donc besoin d'un mécanisme qui définirait la résistance en fonction des changements de ces variables. Ce mécanisme est appelé rétroaction de tension négative. Il y a un circuit complexe dans le régulateur IC qui mesure la tension de sortie (tension entre les broches OUT et GND) et la compare à une source de tension stable interne (encore une fois, pour l'instant, peu importe d'où vient cette tension). Si le régulateur détecte une chute de tension sur la sortie (c.-à-d. vous connectez une autre LED sur la sortie), il ouvre davantage le transistor, abaisse sa résistance et fournit plus de courant à la charge. Lorsque vous mettez la charge supplémentaire à l'écart, la tension augmente et le régulateur ferme le transistor, coupant la surtension.

Un régulateur idéal ne nécessiterait aucun des condensateurs, mais certaines propriétés de la conception du circuit réel le rendent instable (des oscillations de tension apparaîtront sur la sortie). C'est pourquoi vous devez placer un capuchon correct sur l'entrée et la sortie; suivez simplement la fiche technique et (important!) placez les condensateurs le plus près possible du CI.

J'espère que cela t'aides. :)

Ladislav
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these capacitors aren't there for smoothing the ripple, but to maintain stability of the regulatorN'est-ce pas la même chose, surtout dans ce cas?
Passerby
Je ne le pense pas. Sur le "lissage de l'ondulation", j'imagine le travail que fait le condensateur dans un redresseur ordinaire à 50 Hz avec diodes (maintenant la tension de sortie alors que la tension d'entrée est inférieure, voire négative). C'est l'OMI, le but que l'OA signifie réellement par ce terme. D'un autre côté, en particulier le condensateur de sortie du 7805 est davantage lié aux propriétés de fréquence et de phase de la boucle de rétroaction. Le 7805 n'est pas destiné à produire du courant alternatif sur la sortie, contrairement à un transformateur. Mais ce n'est peut-être qu'un problème de terminologie.
Ladislav
Merci pour la réponse. Je vois vraiment mes manques sur l'électronique! Il semblerait que j'aurai besoin de plus de 10 ans pour comprendre le fonctionnement de tous ces composants ...;)
M. Bonjour
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Ladislav avait raison. Il y a des situations où un régulateur peut osciller, et cela a moins à voir avec le bruit couplé (par exemple de longs fils) et plus à voir avec la stabilité de la boucle de contrôle à l'intérieur du régulateur.

Si vous utilisez un régulateur qui utilise un élément de passage NPN (style ancien / classique), vous pouvez probablement vous en sortir avec beaucoup de choses car c'est une topologie assez stable. Cependant, les régulateurs linéaires à faible décrochage (LDO) deviennent de plus en plus populaires pour une bonne raison et ils utilisent un élément de passage PNP. La topologie avec un élément de passage PNP ou PMOS nécessite plus de compensation pour le rendre stable. Vous verrez très probablement des oscillations avec un régulateur LDO si vous ne faites pas attention.

Voici une excellente note d'application: http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snoa842

agentaero
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Je trouve que les réponses ci-dessus ne sont pas appropriées.

Voici ce que je pense:

  1. Le condensateur sur l'entrée: Il est utilisé pour éliminer le bruit électrique dans le cas où la sous-unité contenant ce régulateur IC est à une distance du transformateur principal du système. La longueur du fil agissant comme une antenne attire le bruit de commutation, le bruit du moteur, etc. Cette capacité d'entrée permet d'éliminer cela.

  2. Le condensateur côté sortie: Il est utilisé pour éliminer les transitoires causés par la commutation des sorties Totem Pole sur les circuits intégrés numériques qui peuvent être connectés sur la sortie. Sachez que si dans une sortie de mât totémique, si les deux transistors en séquence sur le mât totémique sont activés simultanément, même pendant un petit instant, cela crée un court-circuit momentané agissant comme une impulsion transitoire négative (mais pas négative) qui tire efficacement la tension du régulateur à zéro. Supposons que de nombreux ICS de ce type soient connectés à l'o / p. Dans un tel cas, il y a une propagation transitoire de ce signal indésirable. Le condensateur côté sortie est utilisé pour éliminer les transitoires causés par la commutation des sorties Totem Pole sur les circuits intégrés numériques

Manjunath Pai H
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Les autres réponses sont parfaitement correctes. Sans le condensateur de sortie, le régulateur pourrait osciller même si aucun transitoire n'était introduit par la charge. Les transitoires de charge sont mieux gérés par des condensateurs de dérivation à proximité des charges qui les génèrent. En outre, vous ne parvenez pas à corriger l'idée fausse d'OP concernant les condensateurs parallèles et série.
The Photon
Je vous serais reconnaissant de bien vouloir me dire pourquoi le régulateur oscille?
Manjunath Pai H
Lisez la réponse de Ladislav, il explique bien la boucle de contrôle. Comme toute boucle de contrôle, si la phase passe à 180 degrés avant que le gain en boucle ouverte ne descende en dessous de 1, elle oscillera. De nombreux régulateurs linéaires sont conçus pour qu'un condensateur de sortie externe soit nécessaire pour éviter cette condition.
Le Photon
Désolé de dire que votre réponse n'est pas claire
Manjunath Pai H
Essayez-le vous-même alors. Allez faire un régulateur linéaire dans votre simulateur préféré et vérifiez les conditions de stabilité. Ajoutez ensuite le condensateur de sortie et voyez comment ils changent.
Le Photon