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Teoria dei condensatori

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto Utenteslashb81 » 20 ott 2009, 19:34

Ciao a tutti,

io dovrei montare un 78L05, un semplicissimo regolatore di tensione in formato TO-92

http://www.national.com/ds/LM/LM78L05.pdf

Nel datasheet al link sopra, a pag. 9, c'è lo schema dell'applicazione tipica dello stesso.

Ora il mio dubbio è sui condensatori....

Qualcuno sa dirmi che tipo di condensatori va montato e spiegarmi a grandi linee perché?

Grazie a tutti
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[2] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto UtenteAnalogik » 20 ott 2009, 21:25

ciao, io di solito non li metto mai, sopratutto se fai cose compatte quasi in SMD, il condensaatore in teoria serve per stabilizzare meglio il riferimento sopratutto se ci fossero cavi lunghi...
nel 78xx il fenomeno è + sentito, per la regolazione al 78lxx se fai tutto compatto come ti ho detto con linee corte e se l'applicazione non è di precisione con troppe cifre dopo la virgola penso che puoi benissimo farne a meno...
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[3] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto Utenteslashb81 » 20 ott 2009, 21:33

ciao, e grazie per la risposta.

Ti dirò: anch'io per fare esperimenti li ho sempre omessi, e come dici tu per piccole cose diciamo "grossolane" non ci sono mai stati problemi.

Il mio capo però dice che sono necessari, perché sul datasheet sono riportati...

cosi, volevo capire bene, se dovessi metterli, che tipo di condensatori andrebbero meglio!
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[4] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto UtenteAnalogik » 20 ott 2009, 22:32

beh sul data sheet dovrebbe esserci, comunque di solito consigliano qualche microfarad elettrolitico parallelato da qualche nf di tipo plastico, che dipende sopratutto dalla corrente in gioco
Sappi ma lo saprai che però ti occupa + spazio dell'integrato stesso tutta questa trafila, inoltre per correnti così piccole sinceramente mettere i condensatori fa 1 po ridere, fosse un 7805 non L, e avessi 10cm di cavi ok però boo e comunque non consocendo l'applicazione particolare del vostro progetto non posso pronunciarmi + di tanto
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[5] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto Utenteslashb81 » 20 ott 2009, 23:10

beh, non posso che essere d'accordo!

Comunque, dato che ci sono, mi volevo informare bene, si sa mai!

L'applicazione è un semplice preamplificatore per microfono, quindi le correnti in gioco sono veramente molto basse.

Quindi, a parità di capacità, che differenza c'è nel mettere un condensatore elettrolitico, piuttosto che in poliestere o ceramico?

(a parte che l'elettrolitico ha polarità, gli altri no....)
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[6] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto UtenteAnalogik » 20 ott 2009, 23:33

slashb81 ha scritto:Quindi, a parità di capacità, che differenza c'è nel mettere un condensatore elettrolitico, piuttosto che in poliestere o ceramico?

(a parte che l'elettrolitico ha polarità, gli altri no....)

guarda che ci sono elettrolitici anche non polarizzati, ne ho smontato 1 di un tweeter da 4,7uF elettrolitico ma senza polarità(in genere sono realizzati con 2 condensatori di capacità doppia in antiserie), comunque + o - i plastici in generale vengono usati per via della loro buona resisitenza a tensioni elevate
quelli in policarbonato si usano per applicazioni tipo oscillatori e in frequenza per la capacità stabile, quelli al polistirolo non soffrono l'umidita e vanno bene per applicazioni in frequenza, gli elettrolitici non hanno bisogno di presentazioni e si distinguono per la loro grossa capacità e applicazioni di immagazzinamento o trasferimento di grandi quantità di energia in poco spazio
I ceramici hanno una buona stabilità alle frequenze, sono famosi per le loro basse perdite quindi sopratutto circuiti oscillatori e roba "di precisione" e occupano poco spazio come gli elettrolitici
Il poliestere va bene + che altro in bassa frequenza
poi ce ne sono altri ma guarda se spulci con google penso che ce ne saranno milioni, io non me li ricordo tutti, ci sono anche in carta se non sbaglio e in mica e cosi metallici boo
comuqnue sia all'interno del regolatore ci sono componenti che possono andare in freuenza per effettuare a regolazione, io penso che col condensatore abbassi semplicemente questa specie di ripple... non è che sia chissà cosa se vuoi metterci 1 ceramico oltre all'elettrolitico, forse l'ideale è un policarbonato però non mi chiedere i costi...
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[7] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 21 ott 2009, 0:56

I due condensatori nei regolatori positivi non a basso dropout hanno all'incirca la funzione raccontata dopo. Bisogna tenere presente che questi regolatori hanno un npn come pass transistor, con l'emettitore che eroga corrente verso il carico e il collettore collegato alla tensione da regolare (ad esempio usero` questo datasheet come riferimento). Il pass transistor e` formato da Q15 e Q16.

Un buon regolatore di tensione dovrebbe presentarsi all'uscita con una impedenza molto bassa, in modo da emulare una sorgente di tensione quasi ideale. A bassa frequenza la bassa impedenza di uscita e` ottenuta con la retroazione interna all'integrato. Di mano in mano che la frequenza sale, il guadagno di anello diminuisce e l'impedenza di uscita aumenta. In pratica il regolatore si presenta al carico con una impedenza di uscita con componente induttiva (figura in alto a sinistra di pag 9 del datasheet indicato prima). Se non si mette il condensatore, l'impedenza di uscita continua ad aumentare con la frequenza, mentre con il C di uscita l'impedenza rimane limitata. Questo significa che se si ha uno spettro della corrente con componenti ad alta frequenza, la tensione rimane piu` stabile.

Da notare che il condensatore di uscita non dovrebbe essere messo troppo grande e troppo buono. Un grosso elettrolitico in uscita potrebbe essere deleterio per il regolatore se la tensione di ingresso viene posta a zero: le capacita` di uscita si scaricano sul regolatore "a rovescio" e potrebbero danneggiarlo. Nei rari casi in cui questo puo` capitare, si mette un diodo di protezione fra uscita e ingresso del regolatore.
Invece una capacita` di uscita troppo grande e troppo buona potrebbe causare una instabilita`: detta a spanne (e incompleta) la capacita` di uscita potrebbe risuonare con l'induttanza equivalente dell'impedenza di uscita. In realta` le cose stanno ancora peggio: una capacita` sull'uscita di un collettore comune puo' portare il transistore ad autoscillare, problema abbastanza classico dei collettori comuni con carico capacitivo.

Alcuni regolatori straclassici hanno talvolta un basso margine di fase: ad esempio qualcosa e` documentato qui, ma non credo sia il caso del 78l05.

Per quanto riguarda il condensatore di ingresso, il discorso e` diverso. In questo caso bisogna considerare che il regolatore e` stato progettato per funzionare con una buona sorgente di tensione all'ingresso, vale a dire una bassa impedenza sull'alimentazione di ingresso.

Se si usano fili troppo lunghi fra sorgente di alimentazione e regolatore, in pratica si mette una induttanza in serie all'ingresso del regolatore. Questa induttanza agisce principalmente come carico di collettore di Q15 e Q16. Questo carico ha una impedenza che sale con la frequenza, e quindi anche il guadagno di collettore del pass transistor sale con la frequenza. Sfortunatamente l'alimentazione dell'integrato e` presa dallo stesso punto a cui si collega il collettore del pass transistor.
La ripple rejection diminuisce all'aumentare della frequenza, e basta un minimo di sfiga che il sistema si metta ad autoscillare, specie a correnti elevate (visto capitare). Per cui se l'impedenza di ingresso e` troppo induttiva, meglio mettere il condensatore di ingresso.

Per i regolatori negativi e molti dei low dropout invece il discorso si inverte: in questo caso il collettore e` sull'uscita e il condensatore li` ci deve essere, del valore e tipo specificato dal costruttore perche' serve per la stabilizzazione. Sui problemi di stabilita` dei LDO ci sono barcate di articoli e application notes, ad esempio AND8037/D di motorola, la tesi di dottorato di Rincon Mora che si trova on line, AN1148 di national, SLVA068 e SLVA072 di texas...

Infine mettere un condensatore ceramico in parallelo a un tantalio, per aumentare la banda in cui il condensatore equivalente si comporta bene, non e` sempre una buona idea. La si trova su alcuni datasheet, ma non e` la panacea alle cattive prestazioni degli elettrolitici: in alcuni casi si posso verificare delle risonanze impreviste che causano dal non passare i test di suscettibilita` elettromagnetica, al fondere il cavo di collegamento fra i condensatori :)
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[8] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto Utentebrabus » 21 ott 2009, 8:54

L'ho già detto e lo ripeto volentieri, Isidoro: complimenti, uno spaccato su questo argomento mi mancava completamente. =D> =D> =D>

In mente avevo solo la solita struttura del regolatore, con un pass transistor e un "operazionale" in sede di regolatore.
Ma era poco più che un abbozzo di schema a blocchi.

Gli articoli sono pura musica, consiglio veramente a chiunque di scaricarli!

Li linko per comodità:

AND8037/D

AN1148
SLVA068
SLVA072

Buona lettura!
Alberto.
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[9] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto UtenteEnChamade » 21 ott 2009, 9:09

brabus ha scritto:...uno spaccato su questo argomento mi mancava completamente. =D> =D> =D>


Guarda guarda il caso, ne stavamo parlando proprio ieri di questa cosa. Quelle AN sono veramente interessanti e me le pappo appena mi arriva un po' di tempo...
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[10] Re: Teoria dei condensatori

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 21 ott 2009, 9:21

Era da un po' che non leggevo una "disquisizione di tale livello"

Chapeau !


Come avete visto abbiamo un nuovo acquisto, ... altro che Ronaldo :!: :mrgreen:


BTWPer il link al Grande G.A. Rincon-Mora
http://users.ece.gatech.edu/rincon-mora/publicat/
ed in particolare alla Tesi alla quale Isidoro fa riferimento
http://users.ece.gatech.edu/rincon-mora ... o_book.pdf
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