Aktuelles Boosting-Problem mit 78xx

Ich habe eine Platine mit einem 7805-basierten Netzteil darauf gebaut. Ich habe die anderen Teile der Platine auf einem Steckbrett getestet, bevor ich die Platine herstellen ließ, aber da die Stromversorgungsschaltung einfach aussah, nahm ich sie einfach aus einem lokalen Elektronikkatalog, ohne sie zu testen.

Der Netzteilteil meiner Platine

Das Problem, das ich habe, ist, dass das Netzteil nur 2,8 V ausgibt, bis Sie es einer gewissen Last aussetzen. Sicherlich sollte der TIP2955 die Schaltung in keiner Weise beeinflussen, bis der Spannungsabfall am 3-Ohm-Widerstand über 0,6 V ansteigt? Was zu Hölle ist hier los? Ich habe sogar die Komponenten von der Platine genommen und sie auf einem Etikettenstreifen aufgebaut. Immer noch nur 2,8 V, bis etwas Strom gezogen wird.

Es ist auch erwähnenswert, dass der 7805 ziemlich heiß wird, wenn die Schaltung im Ruhezustand ist. Scheint aber in Ordnung zu sein, wenn eine Last (10 Ohm 5 W Widerstand, also etwa 1/2 A) angelegt wird.

Ich bin verblüfft ...

Es hört sich so an, als würde der 7805 oszillieren. Wie sieht die Ausgabe auf einem Scope aus?
Ist dies nicht einer dieser Linearregler, die einen Laststrom von 10 mA (nur einen Lastwiderstand, der aus der gewünschten Ausgangsspannung berechnet wird, um den Strom zu liefern) für eine minimale Leerlaufregelung benötigen?
Die Ausgangsspannung ist über einen Lastbereich von 5 mA bis 1 A spezifiziert.
Was ist Ihre Eingangsspannung?
Ohne Bezug, aber ich verstehe diesen Schaltplan nicht vollständig. Wozu dient der Transistor? Es scheint, dass sich der PNP-Transistor sowieso ausschalten würde, sobald die Spannung am Eingang des Reglers angestiegen ist.
Bei niedrigerem Strom ist der PNP ausgeschaltet und der 7805 wird vom 3-Ohm-Widerstand gespeist. Sobald der Strom etwa 0,25 Ampere erreicht, beginnt der PNP einzuschalten und stabilisiert die Emitterbasisspannung bei ~0,7 Volt. Im Wesentlichen verstärkt der PNP Änderungen im Ausgangsstrom des 7805, sobald die Einschaltspannung erreicht ist.
@WhatRoughBeast, ich kann sehen, dass ein höherer Eingangsstrom zum Regler eine größere Vbe und eine erhöhte Ib vom Transistor erzwingt. Dann wird der durch den Transistor geleitete Strom auf diese Weise verstärkt, aber wozu dient das? Ist es eine Methode, um einen höheren Strom zuzulassen, als der Regler liefern kann?
@sherrellbc - Du hast es verstanden. Siehe fairchildsemi.com/ds/LM/LM7805.pdf , Abbildung 13.
Ich wollte das in meinem Schlusssteinprojekt machen, und mein Lieblingsprofessor hat es mir ausgeredet. Das Hinzufügen eines externen Transistors umgeht vollständig den gesamten Schutz, den die Designer des Reglers darin eingebaut haben, dh. thermische Abschaltung und Kurzschlussschutz. Tun Sie es nicht, besorgen Sie sich einen modernen Regler, der Ihren aktuellen Anforderungen entspricht. Linear Tech hat eine gute Auswahl an Hochstrom-LDOs.

Antworten (2)

Sehr wahrscheinlich schwingt der 7805. 100 nF ist ein ziemlich knapper Kondensator an seinem Ausgang. Stellen Sie außerdem sicher, dass es einen niedrigen ESR hat und sich physisch in der Nähe des 7805 befindet, damit die Drähte zum und vom Kondensator wenig Induktivität aufweisen.

Ich würde beide Kappen mindestens 1 µF machen, vielleicht sogar 10 µF für die Eingangskappe. Bei niedrigen Spannungen sind solche Werte billig und leicht verfügbar und haben die gleiche Größe wie die 100-nF-Kappe.

Hinzugefügt:

Sie sollten auch den Widerstand verringern. Machen Sie es 1 Ω oder 1,5 Ω. So wie es jetzt ist, springt der Transistor ziemlich früh an. Sie möchten einen anständigen Strom durch den 7805, wenn der Transistor anfängt, mehr zum Ausgang hinzuzufügen.

Ein Ruhelastwiderstand sollte nicht erforderlich sein. Ein richtig angeschlossener 7805 ist bei 0 Ausgangsstrom stabil.

OK, ich habe den Kommentar gelöscht (einen Widerstand hinzufügen).
Eine andere Lösung in Bezug auf die Kapazität. Es sieht so aus, als würde ich Dinge angreifen. Danke für deinen Vorschlag.

Sie benötigen einen großen Eingangskondensator über dem Eingang in der Nähe des Emitters und Pin 2 des 7805. Es wird davon ausgegangen, dass dieser vorhanden ist. So etwas wie 1000 uF elektrolytisch parallel zu 100 nF Keramik. Wenn Sie bereits einen großen Filterkondensator haben, brauchen Sie nur den Keramikkondensator.

Ich denke nicht, dass Sie den Wert des 330-nF-Kondensators zu stark ändern sollten, aber Sie können den Ausgangskondensator auf 1 uF erhöhen.

Nach einer schnellen Simulation werden die 330 nF wahrscheinlich die Oszillationsfrequenz beeinflussen, aber das Umgehen des Eingangs und das Erhöhen der Ausgangskapazität sollte sie stabilisieren. 100-1000 uF gibt es auch, wenn Sie möchten.

Der Ausgang des 7805 hat einen Widerstandsteiler, der nominell etwa 15 K Ohm entspricht, sodass Sie eine Vorstellung von der "Last" des Reglers erhalten, wenn Sie keine Last angeschlossen haben.

Dies zeigt das Klingelverhalten (in der Eingangsspannung des 7805) bei einer schrittweisen Laständerung, wobei Ihr Schaltplan mit einer plausiblen Quellenimpedanz (aber einem niedrigeren Basiswiderstand) verwendet wird. Die Frequenz beträgt etwa 50 kHz.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Durch Erhöhen des 0,33R-Widerstands auf 3 Ohm hat der Regler ein ziemlich schlechtes Einschwingverhalten. Hier ist die Simulation des Reglerausgangs (genau Ihre Schaltung) mit einer 2A-Last, die bei t = 10 us entfernt wird. Mit dem 0,33-Ohm-Widerstand schwingt er nur um 660 mV über. Das Hinzufügen von 100 uF über den Ausgang löst das.

Fazit: Fügen Sie dem 5-V-Ausgang mehr Kapazität hinzu (ein Elektrolyt wie 100 uF / 10 V oder 470 uF / 10 V) und stellen Sie sicher, dass am Eingang 100 nF anliegen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

1000uF Keramik?
@WhatRoughBeast Ups, korrigiert. Das wäre ein teurer Kondensator.
Was passiert im zweiten Plot? Warum die 16-V-Spitze, wenn die Last entfernt wurde? Warum schwingt der Eingang auch bei einer geschalteten Last am Ausgang?
Der Transistor ist "eingeschaltet" und leitet Strom zur Last, und als ich diesen Schalter plötzlich um zehn Mikrosekunden umlegte, um die 2-A-Last zu entfernen, bleibt er eine Weile eingeschaltet, was zu einem bösen Überschwingen führt, das einen CMOS-Chip oder was auch immer zerstören könnte. Ein großer (ish) Ausgangskondensator absorbiert das und die Spannung springt nicht viel.
WOW, mit so einer umfassenden Antwort hätte ich nie gerechnet. Ich werde diese Vorschläge am Wochenende ausprobieren.
Bitte beachten Sie, dass das Hinzufügen von mehr Kapazität am Reglerausgang sie „verlangsamt“, was bedeutet, dass der FB-Frequenzgang am schlechtesten ist. 78xx-Regler sind bereits "langsam" und haben ein schlechtes Einschwingverhalten. Betrachten Sie einige neue Regler oder verwenden Sie zumindest LM317, die ein viel besseres Einschwingverhalten haben.
@mikikg Unter welchen Bedingungen könnten Sie sich vorstellen, die Ausgangskapazität hinzuzufügen, ohne das Einschwingverhalten zu verbessern ?
Aktuelles Boosting-Problem mit 78xx
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