Каково назначение входного конденсатора 7805?

Входной конденсатор снижает полное сопротивление источника питания, как видно из регулятора. Это уменьшает колебания входного напряжения, возникающие в результате колебаний потребляемого тока, которые регулятор не контролирует. Регулятор может лучше поддерживать стабильный выход, когда вход стабилен.

Электроника регулятора специально разработана для поддержания стабильного выхода при изменении входного сигнала в широком диапазоне (в этом суть линейного регулятора), но ни одна такая схема не идеальна. Обратите внимание на спецификацию входного регулирования в таблице данных. Это говорит вам, насколько входные вариации ослабляются на выходе. Однако, как правило, в DC. По мере того, как частота входных изменений увеличивается, активная схема становится менее эффективной в ослаблении их на выходе.

К счастью, конденсатор имеет более низкий импеданс на более высоких частотах, тем самым уменьшая колебания напряжения из-за колебаний тока на более высоких частотах. Конденсатор работает лучше, чем активная цепь. Другой способ думать об этом состоит в том, что конденсатор вместе с любым импедансом, который есть в подаче питания на регулятор, образуют фильтр нижних частот. Этот фильтр уменьшает высокочастотные колебания напряжения, с которыми активная схема справляется хуже.

Помните, что дорожка печатной платы или провод имеют паразитное сопротивление и индуктивность, эти эффекты необходимо учитывать, если регулятор находится дальше от источника питания . Эти эффекты можно рассчитать с помощью уравнений фильтра RCL и путем оценки или измерения индуктивности и сопротивления провода между источником питания и регулятором. Импеданс источника уменьшается за счет индуктивности провода. Это «подпирается» размещением емкости рядом с 7805. Поскольку инженеры, как правило, ленивы, мы этого не делаем, потому что гораздо проще установить достаточно большую емкость конденсатора.

Если эта проблема действительно не дает вам спать по ночам, и несколько центов будут иметь значение в вашем проекте, то либо просмотрите расчеты и найдите модель для своей схемы, либо проверьте ее экспериментально. Я полагаю, ради академических целей вы могли бы углубиться во внутреннюю работу 7805. Однако можно было бы найти частотную модель, и вы могли бы аналитически определить, будет ли это иметь значение. Что было бы колоссальной тратой времени. Лучше было бы проверить это экспериментально. Наденьте колпачок, измерьте шум переменного тока на резисторе с помощью измерителя или осциллографа. Измените значение, измерьте еще раз, выясните, что лучше.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Регулятор напряжения представляет собой комбинацию источника опорного напряжения и усилителя. На вашей схеме показан довольно сложный многокаскадный усилитель.

Проблема с многокаскадными усилителями заключается в том, что вы можете получить положительную обратную связь через источник питания. Чрезвычайно сложно сделать многокаскадный усилитель стабильным, если его источник питания может действовать как цепь обратной связи. Поэтому входящая мощность должна иметь низкий импеданс в широком диапазоне частот.

В нижней части частотного диапазона низкий импеданс обеспечивается источником питания, питающим стабилизатор, но на высоких частотах провода (или дорожки печатной платы), питающие регулятор, имеют значительную индуктивность, поэтому для поддержания низкого импеданса необходим локальный конденсатор.

В техническом паспорте упоминается, что «шунтирующие конденсаторы рекомендуются для оптимальной стабильности». Существует вероятность того, что регулятор будет нестабильным и автоколебательным. «Дальняя (длинная) соединительная проводка» увеличивает индуктивность и снижает эффективность.

Много десятилетий назад, когда впервые появился 3-контактный регулятор, я вспомнил, что производители потратили больше слов в технических характеристиках, чтобы объяснить это. Теперь, кажется, больше расслабиться. Может быть, сейчас часть «более стабильна»? Чтобы быть в безопасности, используйте конденсатор с низким ESR, как рекомендуется в техническом паспорте.

Может ли 7805 когда-либо колебаться?

http://electronicdesign.com/boards/don-t-bypass-ваш-конденсатор

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=116916.0

http://www.eevblog.com/forum/projects/unstable-linear-voltage-regulator/

Входное напряжение питает весь регулятор. Если входное напряжение содержит некоторые высокочастотные компоненты, то схема не может работать должным образом, поскольку подавление источника питания ухудшается для более высоких частот.

Использование конденсатора на входе ограничит шум низкими частотами, где схема может с ним справиться.

Так как схема содержит нелинейные элементы (транзисторы) шумы на питании могут создавать сдвиги постоянного тока в цепи, в этом случае конденсатор на выходе не поможет.

Если ваш блок питания чистый, конденсатор не требуется.

Другое дело переходная характеристика при изменении нагрузки. Потребляемый ток регулятора зависит от состояния сети/нагрузки. Если источник питания находится слишком далеко, индуктивность линии будет ограничивать возможность быстрого изменения тока питания. Страдает переходная производительность.