Condensadores con un regulador de voltaje LDO: ¿qué tan necesario es?

Estoy planeando usar un MCP1700 para bajar el voltaje de una batería de polímero de litio de 3,7 V a 3 V. La batería se conectará al regulador a través de un circuito de carga ( https://www.sparkfun.com/products/10217 ). La hoja de datos del regulador sugiere un capacitor de 1 µF en su entrada y salida para mayor estabilidad. ¿Qué tan importante es esto? Actualmente estoy usando un regulador sin condensadores, y mi dispositivo se enciende y funciona bien.

¿Simplemente hace que el regulador sea menos eficiente, debido a una menor estabilidad y al hecho de tener que “perseguirse la cola” más?

¿Qué pasa con la entrada? ¿El circuito del cargador se ocupa de alguna necesidad?

El dispositivo en el que va es una Game Boy Advance que ya regula un poco su voltaje (está acostumbrado a funcionar con pilas AA), así que me planteé dejar los condensadores apagados.

Respuestas (5)

La hoja de datos del regulador sugiere... ¿Qué tan importante es esto?

Tan importante como que su circuito funcione de manera confiable.

Tratar de adivinar las hojas de datos es una mala idea. A menos que la hoja de datos explique exactamente lo que está sucediendo y le brinde orientación sobre las diferentes opciones, las especificaciones son requisitos , no opciones.

Solo Microchip conoce los límites de estabilidad del MCP1700. Sus ingenieros han analizado esto en muchos casos de corriente, margen, impedancia de salida, temperatura y otros parámetros. Han destilado el resultado de todo este análisis hasta un rango simple de capacitancia que debe estar en la entrada y salida para que el dispositivo funcione de manera confiable. ¿Por qué no seguirías eso?

Cuando viola cualquier especificación en la hoja de datos, todas las especificaciones restantes se vuelven nulas y sin efecto. Ya no hay ninguna garantía de lo que hará el dispositivo. Uno o unos pocos dispositivos individuales que parecen funcionar correctamente en algunas combinaciones limitadas de corriente, voltaje de caída, temperatura, impedancia de fuente, impedancia de salida, etc., no es evidencia útil de nada.

Hablando en general, el límite de entrada es para garantizar que el regulador vea una impedancia mínima en ciertas frecuencias. Idealmente, el voltaje de entrada tiene una impedancia de 0. Como eso no es posible, le dicen la capacitancia de entrada mínima que debe corregir el regulador para garantizar la impedancia de entrada que asume el diseño.

La capacitancia de salida es parte del circuito de retroalimentación general, por lo que afecta la estabilidad. Los requisitos varían considerablemente entre los reguladores, especialmente LDO como el MCP1700. Los primeros LDO estaban destinados a condensadores de tantalio en la salida y en realidad dependían de una ESR mínima (resistencia en serie efectiva) de la tapa. Otros especifican un rango de capacitancia, tanto mayor como menor son malos. Una cosa buena del MCP1700 es que no hay un requisito mínimo de ESR. Puede conectar una tapa de cerámica directamente a su salida. De hecho, necesitas hacerlo.

Haz lo que dice la hoja de datos , de lo contrario eres un piloto de pruebas.

Interviniendo, tampoco puede confiar en las pruebas para salir de problemas si planea fabricar. Alejarse de la hoja de datos lo lleva al territorio marginal donde la variación de lotes comienza a perjudicarlo. Es completamente posible que Microchip cambie el chip de funcionamiento interno en cualquier momento y no lo mencione si el dispositivo se mantiene dentro de las especificaciones.
Tal vez la pregunta debería ser "¿Hay alguna razón para no hacer lo que indica la hoja de datos?"

Debe seguir las recomendaciones de la hoja de datos. Si no lo hace, corre el riesgo de oscilación. El regulador comienza a oscilar: la salida sube y baja. Cuando me sucedió, el regulador también se calentó.

La hoja de datos del MCP1700 recomienda un capacitor de 1uF en la salida. Este es un mínimo. También recomienda que el capacitor se ubique lo más cerca posible de los pines del regulador.

A menudo, debe vigilar la resistencia interna (resistencia en serie equivalente = ESR) del capacitor. Algunos oscilarán si la ESR es demasiado alta (o demasiado baja). El MCP1700 parece ser bastante tolerante: la hoja de datos menciona el uso de diferentes tipos de capacitores que tienen grandes diferencias en ESR y dice que todos pueden usarse sin problemas.

También recomienda un condensador en la entrada. El circuito de ejemplo muestra un 1uF, pero no entra en detalles al respecto.

Los reguladores sin los condensadores especificados pueden oscilar y no regularse correctamente. He sabido que sucedió en un circuito construido por un amigo. Los condensadores deben estar lo más cerca posible de los cables del regulador.

Puede notar pequeñas oscilaciones, que no son lo mejor en un circuito.

PD: Realmente no veo ningún problema en usar dos condensadores de 1 µF: no son tan grandes como para causar problemas al integrarlos en el sistema. También puedes encontrarlos incluso como SMD y simplemente soldarlos entre las patas del 1700 y el problema está resuelto.

Estoy usando un LDO TLV755 en un circuito en el que he estado trabajando para aumentar la salida de un supercondensador a 3,3 V cuando se descarga.

El IC que está alimentando regula el voltaje interno, y sin el LDO, el circuito funciona durante unos 45 minutos antes de que el voltaje caiga demasiado para que todo funcione sin problemas.

Cuando introduje el LDO por primera vez, usé los condensadores incorrectos y redujo el tiempo de ejecución de mi circuito a solo 15 minutos. Con los condensadores de derivación de entrada y salida correctos, el mismo LDO permite que mi aplicación funcione durante aproximadamente 3 horas .

En el caso de la regulación de tensión, la elección del condensador de derivación es crucial. Sin esto, la regulación de voltaje aún podría funcionar, pero es muy probable que no funcione tan eficientemente como podría. Los condensadores existen para evitar que el regulador tenga que trabajar tanto para proporcionar una salida estable. Sin la capacitancia adecuada, el regulador luchará contra una entrada inestable y, como resultado , funcionará de manera subóptima y producirá una salida subóptima.

En mi caso, fue la diferencia entre un 400% de aumento de eficiencia y un 300% de disminución .