Condensateurs sur régulateur 7805

[Janosch]

Bonjour à tous (ou bonne nuit plutôt)!

Ca fait maintenant pas mal d'heures que je passe d'un forum/tuto à un autre, cherchant des infos sur les condensateurs d'entrée
et de sortie pour un 7805 et je suis rarement tombé sur 2 posts disant la même chose...
Ce que j'ai cru comprendre: suivre la datasheet c'est bien! (Ma DS dit: 330nF céramique ou plus gros tantale en entrée et 100nF en sortie)
Et aussi: ça dépend du circuit, de la charge, de la longueur des pistes, etc...

Je suis un peu (beaucoup) dépassé par tous ces débats techniques qui souvent se contredisent en plus, et je me demandais
1): N'y a t-il pas des règles de base qui permettraient grosso-modo de dimensionner ces condensateurs?

2): Y'a t-il vraiment des situations où les condensateurs de la datasheet ne suffisent pas? (parce que j'ai l'impression, que personne ne fait ce qu'il y'a d'écrit sur la datasheet)

3): je me demandais aussi: Les adaptateurs secteurs sont déjà filtrés en sortie j'imagine (avec un gros électrolytique)? Ducoup, ça sert à quelque chose de refiltrer avec un 100µF à côté du 7805 par exemple?

Merci
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[gcortex]

CdU=Idt

Si le 7805 met 1µs pour réagir à un échelon de 1A, avec 10µF çà fait une chute de 0.1V.
Un bon tantale et un céramique sur la sortie, demi capacité et tension double sur l'entrée.
Donc oui 100nF ne sont pas toujours suffisants. Si tu as 2m de fil, il faut refiltrer un peu.

[Vincent PETIT]

Salut,
Dans la doc du 7805, on peut lire qu'un condensateur au plus proche de l'entrée et d'au mois 330nF est nécessaire pour assurer la bon fonctionnement lors des variations de charge. Si tu regardes le paramètre ∆VO - load régulation - qui consiste à faire varier la charge en sortie du régulateur et de regarder comment la tension de sortie se comporte a été réalisé, par le fabricant, avec ce condensateur de 330nF. En gros le fabricant te dit "si tu veux prendre en compte le paramètre load régulation de la datasheet, il faut te mettre dans la même situation que dans mes tests".

Si un condensateur au moins supérieur à 330nF est déjà présent en amont du 7805 et proche de celui-ci (pour éviter une chute de tension dans la liaison qui les séparent) alors c'est bon.

Pour le condensateur de sortie, le fabricant dit que son régulateur n'a pas besoin d'être stabilisé par un condensateur de sortie mais que celui-ci améliorerait la réponse en cas d'appel de courant. Certains régulateurs ont besoin d'un condo. En vulgarisant ce qu'a écrit gcortex, on peut expliquer ça de cette manière :

Le condensateur est un réservoir d'énergie qui, une fois chargé redonne du courant quand la tension chute à ses bornes : i = C*(∆V/∆t)
Imagine que ton montage électronique fait des appels de courants pendant un certain temps, ceux ci feront chuter la tension durant ce même temps et le condensateur va simplement redonner ce courant et annuler (ou presque) la chute de tension. Sans le condo, c'est le régulateur qui devrait réhausser la tension avec toute l'inertie que possède un régulateur de tension linéaire dans sa contre réaction interne.

Le condensateur de sortie dépend donc de ton montage et surtout du courant qu'il tire, sachant que certain mette certaines valeurs sans vraiment les calculer.

[Janosch]

Merci pour vos réponses!
Donc ce que j'entends c'est que la DS donne un point de départ/référence mais qu'il faut bien adapter ses condos à son propre circuit... C'est ce que je craignais

Le condensateur de sortie dépend donc de ton montage et surtout du courant qu'il tire, sachant que certain mette certaines valeurs sans vraiment les calculer.

A quel point est-ce difficile à calculer?


Ce que j'ai entendu aussi, c'est qu'il valait mieux mettre plusieurs condensateurs différents (genre un gros et un petit en entrée et en sortie), plutôt que de juste augmenter un seul condensateur, vous confirmez?
(D'après ce que j'ai compris, c'est pour "travailler" à différentes fréquences, Bf, Hf et éviter que le 7805 entre en auto-oscillation...)

Vaut-il mieux mettre trop plutôt que pas assez?

[A voir en vidéo sur Futura]

[f6bes]

Bjr à toi C'est pas forcément sur le 7805 qu'il est temps de bloquer les " différentes fréquences".

C'est au PLUS prés de la source de ces fréquences (afin que les fils/cablage ne rayonnent pas CES pertubations)
qu'il faut découpler
Bonne journée

[Vincent PETIT]

[...] il faut bien adapter ses condos à son propre circuit... C'est ce que je craignais

Pourquoi dis tu que c'est ce que tu craignais ? Moi ça me paraît normal, tout se calcule même si dans bien des cas une approximation suffit comme par exemple pour une résistance de pull-up d'un interrupteur ; sa valeur max doit satisfaire I_Ileak (qui est souvent minuscule) de l'entrée à laquelle elle est reliée et sa valeur min dépend du courant disponible et qui peut traverser à la fois l'interrupteur et la pull-up sans les endommager (autrement dit c'est le grand écart; sous 5V en mettant 10k ou 100k c'est bon, mais 1M c'est bon aussi)

A quel point est-ce difficile à calculer?

Ce n'est pas très compliqué mais ça demande une parfaite maîtrise de ce qui se passe dans ton montage.

Forme du courant dans un condo : i = C*(∆V/∆t)
Je sorts C car c'est ce qu'on cherche : C = i*(∆t / ∆V) = i*∆t / ∆V

Rappel toi que la tension d'un condensateur se décharge exponentiellement, c'est pour ça que je vais introduire une notion de temps de décharge :

C > (Courant d'appel max * La durée de l'appel de courant) / (La tension avant la décharge du condo - La tension après la décharge du condo)

Un exemple ; j'ai un relai classique alimenté en 5V sur mon montage, je veux que la chute de tension quand le relai va coller soit de 10mV maxi car mon électronique est alimenté par la même source de tension, je sais aussi que pour que le relai colle je dois lui balancer une impulsion de 80mA et que mon transistor de commande se ferme en 30ns. La variation de courant dans le relai va donc être de 80mA pendant une variation de temps de 30ns et le but c'est que le 5V ne descende pas en dessous de 4.990V durant cet appel de courant.

C > (0.08 * 0.00000003) / (5 - 4.990) = 240nF

Ce que j'ai entendu aussi, c'est qu'il valait mieux mettre plusieurs condensateurs différents (genre un gros et un petit en entrée et en sortie), plutôt que de juste augmenter un seul condensateur, vous confirmez?
(D'après ce que j'ai compris, c'est pour "travailler" à différentes fréquences, Bf, Hf et éviter que le 7805 entre en auto-oscillation...)

La raison est très différente, et en plus ça dépend, c'est pour la CEM (déparasitage) qu'on fait ça car les technos des condensateurs n'ont pas les mêmes comportement selon la fréquence. Il y a une idée reçue (et elle a la vie dure celle là) c'est de mettre après un régulateur linéaire un condo électrochimique, pour les raisons évoquées plus haut, en parallèle d'un condo céramique ou plastique MKT pour les transitoires rapides ou autres perturbations (le céramique a un excellent comportement en HF) mais comme f6bes le souligne à juste titre ce type de condo céramique ou plastique MKT pour le découplage, se place au plus près du composant perturbateur. Le régulateur de tension linéaire et son condensateur ne sont pas des perturbateurs HF et ici ajouter un condo céramique en parallèle n'apporte pas de plus-value.

Vaut-il mieux mettre trop plutôt que pas assez?

Attention en n'en mettant trop car l'appel de courant d'un gros condo déchargé peut être impressionnant, parfois on est obligé de mettre en place des soft-start pour ne pas malmener le pauvre régulateur.

[Qristoff]

Salut à tous,
Je suis entièrement d'accord avec tous ce qui a été dit auparavant. Je voulais juste apporter un petit commentaire
Autrefois, dans une galaxie lointaine, j'ai fait un BEP électronique (eh oui, ça commence comme ça !) et sorti des cours d'électronique, on avait des cours de technologie où on apprenait la technologie de toutes les familles de composants.
En passant par les condensateurs (céramique, chimique liquide, chimique tantale, plastique, etc..), les résistances (carbone, métallique, bobinée, planar,etc..), les diodes, les transistors, ont apprenait à comprendre la structure et leurs différentes caractéristiques et domaines d'applications.
J'ai un peu l'impression qu'aujourd'hui que pour beaucoup, une capa, c'est une capa et une résistance, c'est une résistance...
Je conseille à beaucoup de vous renseigner sur cette notion de technologie pour mieux comprendre ce que vous choisissez
Je suis pour la mixité !
En sortie d'un régulateur, c'est tantale faible ESR (suivant la variation de charge) + céramique au plus près du composant alimenté

[omega.067]

hello
si je puis me permettre d'ajouter mon grain de sel, ne pas mettre en sortie du régulateur, un condo chimique plus élevé que celui d'entrée, car en cas de coupure d'alimentation, le plus gros se "vide" dans le plus petit, et si le régulateur n'est pas shunté par une diode (inversée) il est fusillé en moins de temps qu'il ne faut pour l'écrire
Michel

[Janosch]

Merci les gars, c'est de loin l'explication la plus claire et la plus précise que j'ai pu trouver sur le net!
Maintenant le problème n'est plus de savoir comment dimensionner mes condos mais d'avoir "une parfaite maîtrise de ce qui se passe dans mon montage"
(Et pour ça je vais essayer de pas ouvrir un nouveau post, mais plutôt des livres )

C'est quoi que vous appelez faible ESR? 3Ω@100kHz c'est faible?

[f6bes]

Remoi,
Théoriquement ton 7805 ne subit PAS de 100 khz . Il ne doit "voir" que du continu.

Cette fréquence ne devrait donc pas REVENIR sur ton 7805 .
Bonne journée

[gcortex]

Cependant si tu mets 2 condensateurs avec un très faible ESR,
tu risques d'avoir des oscillations avec l'inductance des pistes.

C'est pour çà qu'on aime bien marier 2 techno différentes :
le condensateur avec ESR moyen va amortir ces oscillations.

[gcortex]

Les céramiques ont aussi l'inconvénient d'avoir une capacité très
faible, mais sont indispensables pour court circuiter la HF (ex 470nF).

Par exemple comme déjà dit un tantale 47µF au régulateur et un
céramique 4.7µF X7R cms format 1206 près d'un microcontrôleur.

[f6bes]

Remoi, De plus ce genre de régulateur est tout de meme assez " sage".
Ne se met pas à autosciller pour un oui ou pour un non.
Depuis que je m'en sers , je n'ai jamais eu de probléme ( je découple en tantale, avec 1 micro de chaque coté
généralement)....et ils ne s'est jamais rien passé.
Bonne journée

[gcortex]

Impédances :

[gcortex]

Pour enfoncer le clou, le meilleur condensateur le plus proche du perturbateur,
et physiquement entre le générateur et le récepteur (ou 1 entre 2 circuits intégrés).

PS : Prends un low drop LF50

[Vincent PETIT]

Re,

Par exemple comme déjà dit un tantale 47µF au régulateur et un
céramique 4.7µF X7R cms format 1206 près d'un microcontrôleur.

Si Qristoff parlait de l'importance de la techo des capa c'est parce qu'il faut faire attention aux détails : Le X7R à forte température peut voir sa valeur changer de 12% et dans une application audio l'effet piézo peut poser problème (https://product.tdk.com/en/contact/f...ric_effect.pdf), mieux vaut des MKT dans ce cas là. Le MKT a aussi des propriétés auto-cicatrisantes et pour de la CEM c'est parfois mieux que du MLCC etc...

Pourquoi le format 1206 ?

[gcortex]

pourquoi pas ? On trouve aussi des 1µF en 0805 si tu préfères.
Les X7R vieillissent peu.

[Vincent PETIT]

D'accord, je n'avais pas compris que c'était un exemple que tu donnais.

[Qristoff]

mieux vaut des MKT dans ce cas là

ou simplement, du NP0 aussi appelé C0G. Il est impossible de faire la différence physique entre un NP0 et un X7R et pourtant, ça rien à voir !

[Vincent PETIT]

C'est vrai par contre il n'y a pas foule de valeurs possibles en C0G, de mémoire au dessus de 33nF il ne doit plus y avoir grand monde ?

[Qristoff]

C'est vrai par contre il n'y a pas foule de valeurs possibles en C0G, de mémoire au dessus de 33nF il ne doit plus y avoir grand monde ?

C'est pas faux
il y a une limite à tout.

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Vous parlez beaucoup des condensateurs au tentales. Dans l'industrie on tend a essayer de complement s'en passer. C'est du récemment a un grand nombre de ces condensateur qui explosent du a des pics de tension. Si on doit les utiliser (generalement par ce que l'on a pas la place de mettre un electrolytique on surdimmesionne le condensateur:
Ex: On doit filtrer du 10V on met un tentale de 20V

[gcortex]

ou bien si le tantale a été soudé à l'envers.
oui il parait qu'ils sont plus dangereux.
Que penses tu des OSCON ?

[Vincent PETIT]

Salut,

Dans l'industrie on tend a essayer de complement s'en passer

Comment ça ? C'est récent ? Tu parles de lots défaillants ? Ou bien de leur comportement en surtension parce qu'en effet le phénomène d'explosion est connu.

Là où je bossais (https://teledynegasandflamedetection.com/fr) et j'ai encore des contacts par mon frangin qui bosse dans le service industrialisation (notamment pour la production électronique, ligne CMS, bancs de test, etc...), les problèmes qu'ils ont eu avec les tantales étaient sur un lot à défaut où beaucoup n'ont pas survécu au passage dans le four à refusion. Ceci était probablement dû à de l'humidité à l'intérieur.

Mais moi qui bossait en R&D, dans cette même boîte, je peux te confirmer que la mise en oeuvre d'un tantale n'est pas aussi simple et celui qui n'étudie pas son électronique dans les détails peut faire des conneries très facilement.

J'ai un peu l'impression qu'aujourd'hui que pour beaucoup, une capa, c'est une capa et une résistance, c'est une résistance...

Et je suis 100% d'accord


Voici ce qu'il faut regarder entre autre pour un tantale. Le rond en vert que j'ai ajouté c'est la tension à prendre en compte pour des appareils qui vont se retrouver en milieu ATEX (où l'atmosphère peut exploser). Mais si on ne maîtrise pas l'auto-échauffement de son condensateur au travers des courants qui vont le traverser, la température ambiante, l'impact thermique des composants qui se trouvent à côté alors il y a de grande chance que les problèmes viennent d'une erreur de conception.

[Antoane]

Bonjour,

Pourquoi le format 1206 ?

Éventuellement car la dépendance C vs. tension de polarisation est plus faible que pour un 0805. https://www.maximintegrated.com/en/d...ls/5/5527.html
Mais l'inductance est plus élevée...

Il me semble avoir lu quelques articles traitant d'un coût accru pour les condensateurs tantale du fait de difficultés d'approvisionnement en matière première.
https://www.doeeet.com/content/eee-c...ed-to-stretch/
https://ec.kemet.com/wp-content/uplo...P1020-0716.pdf
https://www.digikey.com/web%20export...ternatives.pdf (2010)