Kann ein 7805 jemals schwingen?

Ich sehe in beiden Antworten auf dieser Site und sogar in einigen Datenblättern viele Verweise auf Eingangs- und Ausgangskappen, die bei der "Stabilität" helfen, und einige direkte Verweise auf die Verhinderung von Oszillationen. Ich habe auch Referenzen gesehen, die besagen, dass der 7805 in beiden Antworten auf dieser Website und sogar in einigen Datenblättern und App-Notizen "inhärent stabil" ist. Sind die Datenblätter / Personen, die den Begriff "Stabilität" verwenden, verwirrt oder gibt es Versionen des 7805, die tatsächlich instabil werden können? Wenn ja, würde ich gerne ein Beispiel für eine Schaltung sehen, in der dies passieren würde.

Haben Sie zur Inspiration beispielsweise nach „unstable 7805“ gegoogelt?
Ja, ich war Hals tief in Google, verschiedenen Lehrbüchern (lesen Sie meine gesamte Kopie von FOE von Razavi), meiner Kopie von AOE3 (Kapitel 1-4 und 9) usw. =) Wenn es ein bestimmtes Google-Ergebnis gibt Sie fühlen sich inspirierend, bitte teilen!
Zur Verdeutlichung interpretiere ich das Wort „instabil“ so, dass es „beginne zu schwingen“ bedeutet, dh das Barkhausen-Kriterium wurde verletzt.
Der 79xx-Regler ist empfindlicher für Instabilität. Überprüfen Sie das Datenblatt. Wenn das Datenblatt besagt, dass das Gerät möglicherweise instabil ist, sollten Sie sich ohne geeignete Gegenmaßnahmen nicht darauf verlassen. Das Datenblatt kann von Hersteller zu Hersteller variieren.

Antworten (3)

Es ist ziemlich herausfordernd, sie in der Praxis bis zum Oszillieren zu bringen, insbesondere bei leichten Lasten. Versuchen Sie es mit hoher Belastung, überhaupt keiner Eingangskapazität und einer gewissen Quelleninduktivität, aber ich gebe keine Garantien. Wenn sich die Oszillation nähert, können Sie feststellen, dass Sie einen reduzierten Phasenspielraum sehen, was bedeutet, dass Sie bei Last- oder Leitungsänderungen überschwingen / unterschwingen.

Basierend auf der Simulation sieht es so aus, als ob etwa 500 uH bei einer Last von 0,5 A typischerweise nahe an einer Oszillation liegen. Das ist eine ziemlich pathologische Anordnung. Das folgende Diagramm zeigt 400 uH und eine Last von 0,55 A, die bei t = 100 us auf 0,5 A abfällt*

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

* Die Abnahme erfolgt mit einer Tanh-Funktion über einen Zeitraum von ca. 1usec, also nicht ganz ideale Schalteröffnung.

Dieser Kommentar erstreckt sich nicht auf andere Arten von Reglern (insbesondere LDOs), die leicht zum Schwingen gebracht werden können. Und natürlich leben wir in realen Schaltungen lieber auf der Seite "garantiert stabil" als "garantiert oszillieren", zumindest für Spannungsregler. Das Gegenteil gilt für Dinge, die oszillieren sollen - wie die alte Säge sagt "Verstärker oszillieren, Oszillatoren nicht".

Bearbeiten: Ich habe ein paar schnelle Tests ausprobiert - mit einem relativ großen Eingangskondensator am Regler (1 uF) zeigt er eine Schwingung mit niedrigem Pegel (2,5 mV pp) bei etwa 8 kHz. Weit darunter senkt es die Oszillationsfrequenz, aber die Amplitude bleibt hoch. Das Hinzufügen von nur einem Kondensator zum Ausgang mit der vorhandenen Eingangsinduktivität verringert die Stabilität - 5-10 nF reichen aus, um ihn mit einer Induktivität von 400 uH am Eingang und einer Last von 0,5 A zum Schwingen zu bringen.

Danke für die Antwort. Ich vermute, Sie haben ein 7805-Modell, das Sie für diese Sim verwendet haben? Nur um sicherzugehen, dass ich es verstehe, ist der 500uH in Reihe mit dem Eingang des 7805? Ist die Anwendung der Input- oder Output-Cap die Lösung für diese Oszillation? Wäre das ein Fall von Kompensation (frühes Abrollen der Verstärkung in einer Rückkopplungsschleife) oder ist das etwas ganz anderes?
Ja, eine Eingangskappe sollte dies verhindern – einige Datenblätter zeigen Diagramme, die die Verstärkung gegenüber der Frequenz des 7805 zeigen. Ich habe nicht versucht, dies im Detail zu analysieren – Tatsache ist, dass sie in jeder vernünftigen Anordnung äußerst stabil sind.
Das Obige ist also im Grunde eine Induktivität, die einen unterdämpften Serien-LC mit der Kapazität bildet, die am Eingang des Reglers zu sehen ist? Würde das Hinzufügen der Eingangskappe nicht nur die Klingelfrequenz ändern? Ich stimme zu, dass dies vielleicht eine unvernünftige Anordnung ist, aber es ist eine interessante Antwort!

Ich hatte eine 7805 in einer Anwendung oszillieren. Es war jedoch nicht ganz so, wie Sie hier denken. Ich hatte eine 7805, die so geladen war, dass das Teil ziemlich warm wurde. Es hatte einen ziemlich mageren kleinen Kühlkörper, aber es war nicht genug, um die Teiletemperatur unter dem kritischen thermischen Abschaltwert des Reglers zu halten. Als solches würde das Teil sehr heiß werden und abschalten, wodurch der Ausgang auf null Volt abfallen würde. Sobald die Last entfernt wurde, begann das Teil abzukühlen und kam schließlich wieder an. Es würde so mit einer Rate von ein paar Sekunden oszillieren. Ich fand auch heraus, dass ich die Oszillationsfrequenz ändern konnte, indem ich ein Werkzeug auf den kleinen Kühlkörper legte!!

Während ein Vreg „inhärent stabil“ sein kann, ist es dennoch vorteilhaft, „stabilisierende“ Komponenten extern hinzuzufügen, um die Möglichkeit zu verhindern, dass Lastinstabilitäten die interne Stabilität überwiegen und den Regler in einen instabilen Betrieb „zwingen“.

Um eine offensichtlichere Analogie zu verwenden, stellen Sie sich vor, Sie füttern jemanden mit einem Seil, während er sich von einer Klippe abseilt.

  • Solange der Kletterer ein ziemlich vorhersehbares/gleichmäßiges Tempo beibehält, können Sie (da Sie von Natur aus hilfreich sind) eine gleichmäßige, stabile Spannung am Seil aufrechterhalten.
  • Stellen Sie sich nun vor, derselbe Kletterer bleibt für ein paar Minuten stehen und versucht, eine neue Route zu finden. dann rutschen sie plötzlich vom Gesicht & fallen; dann fangen sie sich wieder am Gesicht; ein oder zwei Fuß hochklettern; fallen dann noch einmal.

In diesem Fall; Während Sie einen stabilen Stand haben, sollten Sie sehr gut darin sein, eine stabile Spannung am Seil aufrechtzuerhalten usw. Wäre es nicht unglaublich nützlich, ein seilstabilisierendes Rollen- / Bremssystem zu haben, um zu verhindern, dass das Seil instabile Bewegungen gerät?

Danke für die Antwort. Können Sie ein Beispiel für eine Schaltung nennen, die ich untersuchen kann, in der dies geschieht?
Werfen Sie einen Blick auf ti.com/lit/ds/symlink/lm1117.pdf - siehe Abschnitt 8.2.2.1.3 - Ein Ausgangs-ESR außerhalb des angegebenen Bereichs führt zu einer Instabilität des Reglers.
@PeterSmith das ist nicht anwendbar. LM1117 ist ein LDO. 7805 nicht. Der Subtext meiner Frage lautet im Grunde: "Denken die Leute, dass Standard-Linearregler der alten Schule nur oszillieren können, weil LDOs dies können, und sie verwechseln die beiden Topologien?". Alle LDOs sind Linearregler, aber nicht alle Linearregler sind LDOs.