LM7805電圧レギュレータのINおよびOUTのコンデンサは何ですか?


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私は実際にはエレクトロニクスの初心者であることを理解してください。

9V電源から5V DCを作成する方法について、本当に素晴らしいトピックを見つけました。大丈夫。しかし、リップルを平滑化するために、著者は電圧レギュレータの前に値を平滑化するために2つのコンデンサを使用し、電圧出力ピンの後にもう1つ追加します。

私が理解していないのは、コンデンサが電圧レギュレータと並列に配置されているように見えることです。予想していたような連続的な方法ではありません。だから、回路図では直接出力が地面に行くように見えるので、平滑化された出力値をどのように使用できるのか本当にわかりません。

コンデンサが直列に接続されている場合は、それらの値を加算することを知っています。しかし、電圧レギュレータの入力ピンは、コンデンサが別の端子にある間、ある端子にあるようです。コンデンサの電圧レギュレータはどのようにメリットがありますか?

私の言っていることがかなり間違っていることは知っています。回路図は正しいです。しかし、私はこの回路がどのように機能しているのか理解できますか?

これが回路図です。

概略図

ところで、回路図の読み方を説明したチュートリアルがどこにあるか知っていますか?電子回路を説明するトピックはたくさんありますが、電子回路の説明に役立つリンクは見つかりませんでした。


スキームではなく、回路図です。
Adam Lawrence、

回答:


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コンデンサを確認する必要があります。

コンデンサが直列に接続されている場合は、それらの値を加算することを知っています。

コンデンサが並列の場合、それらの値は

予想していたような連続的な方法ではありません。

大まかに言えば、コンデンサはDCで「無限」のインピーダンスを持っています。コンデンサはしていたのであれば、シリーズレギュレータの出力で、唯一のAC貫通電流があるかもしれません。したがって、負荷の両端にはDC電圧はなく、AC電圧のみが含まれます。これは、私たちが望むものの正反対です。

コンデンサがレギュレータの出力とグラウンドの間に(並列に)配置されると、コンデンサはコンデンサとグラウンドを通るAC電流に対して(うまくいけば)低インピーダンスを示し、負荷の周りのリップル電流を「回避」してAC電圧を減らします積み荷。

ただし、DCの場合、コンデンサは事実上開いているので、負荷全体に完全なDC電圧が現れます。これがまさに私たちが望むことです。


私はちょうど私が私の答えを投稿しようとしていました、あなたの答えは非常に似ており、はるかに雄弁です。
Jeff Langemeier、2013

こんにちはアルフレッド、あなたの応答をありがとう。私が明確に理解していれば、コンデンサを直列に配置するとDC電流がブロックされます(これは私が覚えているものです)しかし、コンデンサが1つの分岐にあり、レギュレータのように他の分岐への電圧をテストすると、とにかく平滑になりますか?平滑化された出力はブランチノードの最後になると思いました。
Bonjour氏、

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まず、これらのコンデンサはリップルを平滑化するためではなく、レギュレータの安定性を維持するためにあります。あなたはあなたが電子機器の初心者だと言っているので、(今のところ)ただそれを事実として捉え、彼らがそこにいる必要があると言ってください。:-)

78xxレギュレーターは大体このように動作します。レギュレータのINピンとOUTピンの間にバイポーラトランジスタが配置されていますが、これは可変抵抗器として想像できます。代わりに固定抵抗をそこに配置し(GNDピンを開いたまま)、その抵抗をR =(VIn-VOut)/ IOutとして計算できます。残念なことに、回路が動作するにつれてIOutもVInも変化する可能性があるため、一般的にIOutもVInもわかりません。したがって、これらの変数の変化に応じて抵抗を設定するメカニズムが必要です。このメカニズムは負電圧フィードバックと呼ばれます。レギュレータICには複雑な回路があり、出力電圧(OUTピンとGNDピンの間の電圧)を測定して、内部の安定した電圧源と比較します(ここでも、今のところ、この電圧がどこから来ているかは気にしません)。レギュレータが出力の電圧降下を検出した場合(つまり、別のLEDを出力に接続すると、トランジスタがさらに開き、抵抗が下がり、より多くの電流が負荷に供給されます。追加の負荷を取り除くと、電圧が上昇し、レギュレーターがトランジスターを閉じて、過電圧をカットします。

理想的なレギュレータはコンデンサを必要としませんが、実際の回路設計には不安定にするいくつかの特性があります(出力に電圧の振動が現れる)。そのため、入力と出力の両方に正しい上限を設定する必要があります。データシートに従い、(重要!)コンデンサをできるだけICの近くに配置してください。

お役に立てれば。:)


these capacitors aren't there for smoothing the ripple, but to maintain stability of the regulator特にこの場合、それは同じことではないですか?
通行人

そうではないと思います。「リップルの平滑化」について、ダイオードを備えた通常の50 Hz整流器でコンデンサが行う作業を想像します(入力電圧が低いか、さらには負である間、出力電圧を保持します)。これは、OAがこの用語で実際に意味するIMOの目的です。一方、特に7805の出力コンデンサは、フィードバックループの周波数特性と位相特性により関連しています。7805は、トランスとは対照的に、出力にACを生成するためのものではありません。しかし、多分それは単なる用語の問題です。
Ladislav

返信いただきありがとうございます。私は電子機器の欠如を本当に見ています!これらのすべてのコンポーネントが機能することを理解するには、10年以上かかるように見えます;)
Mr Bonjour

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ラディスラフはそれを正しかった。レギュレーターが発振する可能性がある状況があり、それは結合されたノイズ(例えば、長いワイヤーから)との関係が少なく、レギュレーター内部の制御ループの安定性と関係があります。

NPNパス要素(古い/クラシックスタイル)を使用するレギュレーターを使用する場合は、非常に安定したトポロジであるため、多くのものを回避できます。ただし、低ドロップアウト(LDO)リニアレギュレータは、正当な理由により一般的になりつつあり、PNPパスエレメントを使用しています。PNPまたはPMOSパスエレメントを使用したトポロジでは、安定させるためにより多くの補償が必要です。注意しないと、LDOレギュレーターで発振が発生する可能性が高くなります。

ここに素晴らしいアプリケーションノートがあります:http : //www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snoa842


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上記の答えは適切ではないと私は思います。

これが私が思うことです:

  1. 入力のコンデンサ:このレギュレータICを含むサブユニットがシステムのメイントランスから離れている場合に、電気ノイズを除去するために使用されます。アンテナのように機能するワイヤーの長さは、スイッチングノイズ、モーターノイズなどを引き付けます。この入力容量は、それを排除するのに役立ちます。

  2. 出力側のコンデンサ:出力に接続されている可能性があるデジタルICのトーテムポール出力のスイッチングによって引き起こされる過渡現象を排除するために使用されます。トーテムポール出力の場合、トーテムポール上の順番に両方のトランジスタが同時に瞬間的にオンになると、一時的に短絡が発生し、負になる(ただし負ではない)過渡パルスがレギュレータ電圧を効果的に引きますゼロに。そのような多くのICSがo / pに接続されているとします。このような場合、この望ましくない信号が一時的に伝播します。出力側のコンデンサは、デジタルICのトーテムポール出力のスイッチングによって引き起こされる過渡現象を排除するために使用されます


他の答えは完全に正しいです。出力コンデンサがないと、負荷によって過渡現象が発生しなくてもレギュレータは発振する可能性があります。負荷過渡現象は、それらを生成する負荷の近くのバイパスコンデンサでより適切に処理されます。また、並列コンデンサーと直列コンデンサーに関するOPの誤解に対処できません。
フォトン

レギュレータが振動する理由を教えてください。
Manjunath Pai H 2014

ラディスラフの答えを読んで、彼は制御ループをよく説明しています。他の制御ループと同様に、開ループゲインが1を下回る前に位相が180度になると、発振します。多くのリニアレギュレータは、この状態を回避するために外部出力コンデンサが必要になるように設計されています。
フォトン'17年

答えがはっきりしないと言って申し訳ありません
Manjunath Pai H

その後、自分で試してみてください。お気に入りのシミュレーターで線形レギュレーターを作成し、安定状態を確認してください。次に、出力コンデンサを追加して、それらがどのように変化するかを確認します。
フォトン
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