Dimensionamiento de los condensadores en la salida de un regulador de tensión

Question

Tengo una aplicación en la que un lector RFID demanda 200 mA de corriente cuando intenta leer una etiqueta RFID. Por alguna razón, la fuente de alimentación del conmutador de corriente no puede suministrar suficiente corriente o no puede suministrar un voltaje lo suficientemente limpio y termino con un rendimiento pobre en el lector.

Quiero utilizar un regulador LM7805CT estándar en lugar del conmutador, pero ¿qué tamaño de condensador debo utilizar? La hoja de datos sugiere 0,1 uF, pero no estoy seguro de que sea lo suficientemente grande ya que el lector se enciende y apaga mucho.

Estoy regulando hacia abajo desde una batería de 24 V (está empujando el límite de ese regulador en particular, pero voy a añadir heatskinking activa a la misma).

Answer 1

El condensador de 100 nF en la salida es un componente importante para la estabilidad del bucle de control del regulador. No está ahí para captar cambios rápidos de carga; para eso su valor es demasiado bajo.

Un regulador de tensión necesita poco tiempo para responder a los cambios de carga. Esto puede parecer una imperfección, pero en realidad es un requisito; un regulador con retardo cero no sería estable.

El encendido y apagado del lector provoca cambios de carga rápidos. No será nada parecido a 1 A/µs (que es condenadamente rápido), pero lo suficientemente rápido como para que la salida de 5 V se hunda por un momento. Russell calculó un valor de 40000 µF para permitir una retención de 100 ms, pero no necesitarás eso, el LM7805 responderá mucho más rápido que eso (yo haría amor para ver más gráficos de rendimiento dinámico en las hojas de datos, especialmente la respuesta a los pasos). Para pasos de 200 mA, un valor de 100 µF debería estar bien. Si quieres añadir un valor mucho más grande, como el de 40000 µF, debería estar en la entrada del regulador, no en la salida.

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Los chicos de Diodes incluyen datos de rendimiento dinámico en su Ficha técnica del AP1117 :

Esto muestra un pico de tensión de salida de apenas 15 mV para un cambio de carga de 700 mA. El LM7805 es un diseño mucho más antiguo, y las cifras no serán tan buenas, pero te dan una idea.
(fin de la edición)

Secundo la sugerencia de Russell de una resistencia en serie para quitarle la mayor parte de la disipación al regulador. A 200 mA, una resistencia de 56 Ω todavía le dará 8 V de entrada con un voltaje de batería de 20 V. La resistencia disipará 2,25 W, así que tome una parte de 5 W para eso. A 24 V en el regulador tendrá que manejar 1,6 W, que puede hacer con un disipador moderado. (Russell obtener una disipación mucho menor, pero no tiene ningún margen de maniobra en caso de que el voltaje de entrada se hundirá).

Answer 2

Utiliza una resistencia de potencia refrigerada por aire en serie con el regulador para reducir la mayor parte de la tensión. No se necesita un disipador de calor. Haz funcionar el regulador a, digamos, 8V en. Presistor a 200 mA = VxI = (24-8) x 0.2 = 3.2 Watt. Pregulador = (8-5) x 0,2 = 0,6 vatios.

Los reguladores 7805 son muy antiguos. Existen otros modernos de mejor rendimiento.

Si tu lector no consume nunca más de 200 mA, un regulador de 1A se encargará de ello con facilidad si la alimentación de entrada puede proporcionar la corriente.

Lea la hoja de datos. El LM7805 dice que se pueden utilizar condensadores más grandes en la salida si se desea.
C ~= t x I / V
Donde t = tiempo de retención o de suministro de corriente
I = corriente absorbida
V = caída de tensión durante el tiempo t
C = capacitancia.

A 200 mA, droop de 0,5V, retención de 0,1S
C = 0,1 x 0,2 / 0,5 = 0,04F = 40 mF = 40.000 microfaradios.
Por lo general, mucho menos está bien.
No hay ninguna razón por la que el regulador no pueda hacer esto en su mayor parte por sí mismo si Iin es adecuado.