Problema de impulso actual con 78xx

Construí una PCB con una fuente de alimentación basada en 7805. Probé las otras partes de la placa de circuito impreso en una placa de prueba antes de fabricar la placa de circuito impreso, pero como el circuito de la fuente de alimentación parecía sencillo, simplemente lo saqué de un catálogo electrónico local sin probarlo.

La parte PSU de mi PCB

El problema que tengo es que la fuente de alimentación solo genera 2,8 V hasta que la pones bajo carga. ¿Seguramente el TIP2955 no debería afectar el circuito de ninguna manera hasta que la caída de voltaje en la resistencia de 3 ohmios supere los 0,6 V? ¿Qué diablos está pasando? Incluso saqué los componentes de la PCB y los construí en una tira de etiquetas. Todavía solo 2.8V hasta que se extrae algo de corriente.

También vale la pena señalar que el 7805 se está calentando bastante con el circuito en reposo. Pero parece estar bien cuando se aplica una carga (resistencia de 10 ohmios y 5 W, aproximadamente 1/2 A).

estoy desconcertado...

Parece que el 7805 podría estar oscilando. ¿Cómo se ve la salida en un 'alcance?
¿No es este uno de esos reguladores lineales que necesita una corriente de carga de 10 mA (solo una resistencia de carga calculada a partir del voltaje de salida deseado, para dar la corriente) para una regulación mínima "sin carga"?
El voltaje de salida se especifica en un rango de carga de 5 mA a 1 A.
¿Cuál es su voltaje de entrada?
Sin relación, pero no entiendo ese esquema completamente. ¿Cuál es el propósito del transistor? Parece que una vez que el voltaje ha aumentado en la entrada al regulador, el transistor PNP se apagará de todos modos.
Para corriente más baja, el PNP está apagado y el 7805 es alimentado por la resistencia de 3 ohmios. Una vez que la corriente alcanza alrededor de 0,25 amperios, el PNP comienza a encenderse y estabiliza el voltaje base del emisor en ~0,7 voltios. Esencialmente, el PNP actúa para amplificar los cambios en la corriente de salida del 7805 una vez que se alcanza el voltaje de encendido.
@WhatRoughBeast, puedo ver que una mayor corriente de entrada al regulador fuerza un mayor Vbe y un aumento de Ib del transistor. Entonces, la corriente conducida a través del transistor se amplifica de esta manera, pero ¿para qué sirve? ¿Es un método para permitir una corriente más alta de la que puede proporcionar el regulador?
@sherrellbc - Lo tienes. Consulte fairchildsemi.com/ds/LM/LM7805.pdf , Figura 13.
Quería hacer esto en mi proyecto final, y mi profesor favorito me convenció de que no lo hiciera. Agregar un transistor externo pasa por alto por completo toda la protección que los diseñadores del regulador le incorporaron, es decir. apagado térmico y protección contra cortocircuitos. No lo haga, obtenga un regulador moderno capaz de satisfacer sus necesidades actuales. Linear Tech tiene una buena selección de LDO de alta corriente.

Respuestas (2)

Es muy probable que el 7805 esté oscilando. 100 nF es un condensador bastante pequeño en su salida. Además, asegúrese de que tenga una ESR baja y esté físicamente cerca del 7805 para que haya poca inductancia en los cables hacia y desde el capacitor.

Haría ambas tapas al menos 1 µF, tal vez incluso 10 µF para la tapa de entrada. A voltajes bajos, estos valores son baratos y fácilmente disponibles, y del mismo tamaño que el límite de 100 nF.

Agregado:

También debe disminuir la resistencia. Que sea 1 Ω o 1,5 Ω. Tal como está ahora, el transistor se activa bastante temprano. Desea una corriente decente a través del 7805 cuando el transistor comienza a agregar más a la salida.

No debería haber necesidad de una resistencia de carga inactiva. Un 7805 correctamente conectado es estable a 0 corriente de salida.

OK, eliminé (agregué una resistencia) comentario
Otra solución relacionada con la capacitancia. Parece que así es como atacaré las cosas. Gracias por su sugerencia.

Debe tener un condensador de entrada grande en la entrada, cerca del emisor y el pin 2 del 7805. Se supone que está presente. Algo así como electrolítico de 1000uF en paralelo con cerámica de 100nF. Si ya tiene un condensador de filtro grande, solo necesita el condensador cerámico.

No creo que deba alterar demasiado el valor del capacitor de 330nF, pero puede aumentar el capacitor de salida a 1uF.

A partir de una simulación rápida, es probable que los 330nF afecten la frecuencia de oscilación, pero omitir la entrada y aumentar la capacitancia de salida debería estabilizarla. 100-1000uF allí también si lo desea.

La salida del 7805 tiene un divisor resistivo equivalente a aproximadamente 15K ohmios nominalmente, lo que le da una idea de la "carga" en el regulador cuando no ha conectado carga.

Esto muestra el comportamiento de timbre (en el voltaje de entrada al 7805) con un cambio de paso en la carga, usando su esquema con una impedancia de fuente plausible (pero una resistencia de base más baja). La frecuencia es de unos 50kHz.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aumentar la resistencia 0.33R a 3 ohmios hace que el regulador tenga una respuesta transitoria bastante pobre. Aquí está la simulación de la salida del regulador (exactamente su circuito) con una carga de 2A eliminada en t = 10usec. Con la resistencia de 0,33 ohmios, solo supera los 660 mV. Agregar 100uF a través de la salida resuelve eso.

Conclusión: agregue más capacitancia (un electrolítico como 100uF/10V o 470uF/10V) en la salida de 5V y asegúrese de que haya 100nF en la entrada.

ingrese la descripción de la imagen aquí

1000uF de cerámica?
@WhatRoughBeast Ups, corregido. Eso sería un condensador caro.
¿Qué sucede en la segunda trama? ¿Por qué el pico de 16 V cuando se quitó la carga? Además, ¿por qué oscila la entrada con una carga conmutada en la salida?
El transistor está "encendido" conduciendo corriente a la carga, y cuando de repente encendí ese interruptor diez microsegundos para eliminar la carga 2A, permanece encendido por un rato, causando un desagradable exceso que podría destruir un chip CMOS o lo que sea. Un condensador de salida grande (ish) absorbe eso y el voltaje no salta mucho.
WOW, nunca esperé una respuesta tan completa. Seguiré probando estas sugerencias durante el fin de semana.
Tenga en cuenta que agregar más capacidad en la salida del regulador los 'ralentizará', lo que significa que la respuesta de frecuencia de FB será peor. Los reguladores 78xx ya son 'lentos' y tienen una mala respuesta transitoria. Considere algunos reguladores nuevos o al menos use LM317 que tienen una respuesta transitoria mucho mejor.
@mikikg ¿Bajo qué condiciones podría imaginar agregar capacitancia de salida sin mejorar la respuesta transitoria?
Problema de impulso actual con 78xx
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