車の電圧レギュレータ回路の説明

車載バッテリーで使用される電圧レギュレーターを、カーバッテリーからAtmel AVRマイクロコントローラーで使用される5Vに調整するためのソリューションを考え出す必要があります。

私はインターネットでこの回路図を見つけました：

私はこの回路がどのように機能するかについて大部分を理解していますが、それについていくつか質問があります：

1. 入力側のR30抵抗の目的は何ですか？
2. リニアレギュレータLM7805の両側に2つのコンデンサがあるのはなぜですか？別の質問に対するこの回答が私が探している回答である可能性がありますが、それについてはよくわかりません。この回答が私の質問に関連していて、2つのコンデンサを使用して抵抗とインダクタンスを減らすことである場合、このような異なるコンデンサ定格（0.1 µFと470 µF）を使用するのはなぜですか？
3. コンデンサのペアを1つ取ると、なぜ一方が分極され、もう一方が分極されていないのですか？
4. 回路図に表示されているものではなく、より大きな静電容量のコンデンサを使用する場合、欠点はありますか？
5. 回路図に表示されているコンデンサではなく、より大きなブレークダウン電圧を持つコンデンサを使用する場合、欠点はありますか？

前もって感謝します。

1. R30はコンデンサへの充電ピーク電流をいくらか制限しますが、1オームでも12 Aを許容するため、ほとんど使用されません。また、20 Vを超えるピークがある場合、ツェナーを流れる電流を制限します。

2. コンデンサが大きいほど、周波数が高くなると機能が低下し、小さいコンデンサがその代わりになります。

3. 非偏光バージョンの470 µFは高価ですが、それに対して何もありません。すべての大きなコンデンサは分極しています。

4. 出力では、それは7805がそれを充電するための追加の負荷を与えます。バッテリーの入力にもありますが、十分な電流を供給することができます。

5. いいえ、違います。

6. 7805の入出力差は約5 V（ダイオードの場合12 V-1 V、R30-5 V出力の場合1 V）であり、1 A出力の場合、レギュレータは5 Wを消費するため、あなたがそれだけの電流を引き出したい場合、かなりの冷却（かなりのヒートシンク）が必要になります。

経験の浅い設計者のために、stevenvhの答えを拡張するには：

1. R30は、突入電流を制限してヒューズが切れないようにするためのものです。そうしないと、回路を最初に接続したときに、入力コンデンサが充電されるまで大量の電流が流れ、ヒューズが溶断するのに十分な場合があります。stevenvhが言うように、それはコンデンサーを保護するのにも役立つかもしれません、それはいくつかのタイプのコンデンサー、特に文字通り酷使された場合文字通り発火することができるタンタルにとって重要であるかもしれません。ヒューズを流れる長期電流は負荷電流に匹敵するため、マイクロコントローラの場合は小さいため、最初の電源投入時の突入電流は特殊なケースであり、残りの時間には関係ありません。突入電流を測定したい場合は、電流プローブを備えたデジタルオシロスコープでそれをキャプチャしてみてください。また、R30は、短絡状態で負荷への電流を制限するのに役立ちます。特に誰かが飛んだヒューズを金属片と交換した場合に備えて。ソースからの12Aは、そのパス内のすべての回路をまだ揚げることができますが、少なくともそれはおそらくあなたの車を燃やさないほど十分に低く、車のバッテリーからの無制限の電流は十分に高いことができます。

2. 大きな値のコンデンサは、負荷電流（またはエンジンクランキング時のバッテリ電流が高いために車内で大きく変化する可能性のある入力電圧）の比較的大きく、ゆっくりと変化する変化に対応します。小さな値のコンデンサは、負荷電流の変化が小さく、速く変化するためにあります。実際のコンデンサは「理想的」ではなく、特定の使用例があるため、異なるタイプのコンデンサを並列に配置することで、互いの弱点を補うことができます。

3. さまざまなタイプのコンデンサを分極化することも、しないこともできます。その回路図の値の場合、大きな値にはおそらくアルミ電解またはタンタルを使用し、それらは分極されます。小さな値の場合はおそらくセラミックを使用し、それらは分極されませんが、他のタイプを選択した場合は分極する可能性があります。マークされている分極は、どのタイプのコンデンサが使用されるかについての回路図設計者側の仮定です。部品表については説明しませんが、おそらくソースで入手可能であり、彼らが考えていた特定の部品をリストしています。

4. 負荷電流の変動は、入力インピーダンス（バッテリーや配線など）ではなく、コンデンサから引き出すことができるため、容量が大きいほど一般に電圧レギュレーターにとって良いことです。 （それでも平均電流を供給することができます）。ただし、レギュレータの仕事はフィードバックを積極的に使用して出力電圧を公称出力に近づけるようにすることですので、無理に行う必要はありません。デジタルチップは、指定された量（通常は+/- 5％）内にある限り、電源入力の少量のリップルまたはノイズの影響を受けません。RF、オーディオ、赤外線などのアナログ回路は、電源ノイズの影響をはるかに受けやすく、より適切な調整が必要です。コストとサイズは重要な設計要素であり、それらを最小化することは通常、

5. より高電圧のコンデンサはより高価になる可能性があり、実際の製品の設計レビュー中に誰かがこれについて電話をかける可能性があります。何かが揚げられた場合の再はんだ付けの努力を補う以上のパーツの数ペニーとして、サイズが問題にならない限り、趣味家にとっては、デザインをオーバーデザインすることも同様です。