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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zum ausgangsseitigen Elko beim LF33CV


Autor: Marc (Gast)
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Hallo,

ich arbeite mich gerade in µC (AVR) & Schaltungsaufbau ein. Ich habe 
heute meine Bestellung bekommen und mir zunächst mal meinen 
Spannungsregler (LF33CV + Peripherie) auf Breadbord gesteckt und etwas 
herumgespielt.

Dabei bin ich auf eine Frage gestoßen, auf die ich bis jetzt keine 
Antwort finden konnte. Und zwar wird im Datenblatt des LF33CV unter 
"Test Circuit" ein 2.2µF Elko am Ausgang verwendet. In den 
Anwendungsbeispielen hingegen werden 10µF Elkos gezeigt. Ich habe mir 
dann mal per Google-Bildersuche angeschaut, wie andere den LF33CV 
beschalten. Dort habe ich dann weitere Variationen gefunden wie z.B. gar 
keinen Ausgangs-Elko oder 220µF.

Ich habe das Ganze dann mal mit verschiedenen Kombinationen 
durchgemessen. Ohne Kondensatoren fängt er an zu schwingen, wobei es 
sich in gewissen Grenzen hält (etwa +/- 0.2V). Mit Kerko aber ohne Elko 
schwingt er nicht, ich kriege aber nur 3.2V. Sobald ich aber irgendeinen 
Elko (habe 2.2, 10, 100 und 220µF probiert) dranhänge lande ich bei 
nahezu stabilen 3.3V (schwankt manchmal um +/- 0.01V).

Wie wird nun also der Elko am Ausgang gewählt? Ist das Geschmackssache, 
je nachdem, was man gerade zur Hand hat, kommt es darauf an, wieviel die 
zu versorgende Schaltung zieht (und wenn ja, wie berechne ich dann die 
optimale Größe des Elkos) oder sollte man sich schon an die 2.2 bzw. 
10µF halten?

Gruß,
Marc

Autor: MaWin (Gast)
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> Wie wird nun also der Elko am Ausgang gewählt?

Mindestens 2.2uF, daher sind 10uF ok, aber 220uF verlangsamt das Regeln 
unnötig.

Zur prinzipiellen Funktion:

Der Regler ist langsam.
Zieht man am Ausagng mehr oder weniger Strom, braucht er einige Zeit zum 
Nachregeln des Widerstand des Serientransistors.
In der Zeit bricht die Spannung immer weiter ein.
Ein Kondensator liefert den Strom und unterstützt die Spannung damit der 
Spannungseinbruch klein bleibt, bis der Spannungsregler nachregelt.
So bald der Spannungsregler nachregelt, ist der Kondenstaor gross genug.
Mehr bringt nicht mehr, sondern behindert das Nachregeln, so als ob du 
einen Klotz am Bein hast. Die Delle in der Ausgangsspannung mag also 
weniger tief werden, wäre dafür aber länger. Und weniger tief ist sie in 
Wirklichkeit auch nicht weil die Spannung ab der der Regler eine 
Regelabweichung erkennt ja gleich bleibt.

Autor: Jobst M. (jobstens-de)
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Aktuell habe ich eine Schaltung mit 15µF vor mir liegen. Ich hätte aber 
auch 4.7µF oder 22µF genommen, wenn sie da gewesen wären. 22µF wäre bei 
mir aber auch schon die Schmerzgrenze.

Grundsätzlich: Die Kondensatoren sind dafür da, um einen schnellen 
Strombedarf zu decken. Für 'Langzeitstrombedarf' ist der Spannungsregler 
zuständig. Ab einer gewissen Kapazität ist ein Kondensator einfach nicht 
mehr nützlich, ehr sogar hinderlich (und teurer).


Gruß

Jobst

Autor: Marc (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für eure Antworten, das leuchtet soweit alles ein. Demnach 
kann ich dann wohl davon ausgehen, dass diejenigen, die > 10µF oder gar 
nichts dahinter packen "keine Ahnung" haben?

Ich bin bei der Suche auf diese Seite gestoßen:
http://elm-chan.org/docs/mmc/mmc_e.html

Relativ am Ende im Abschnitt "Cosideration to Bus Floating and Hot 
Insertion" steht dort, dass man in die Spannungsversorgung einen 
gescheiten Kondensator einsetzen soll um Einbrüche der Spannung zu 
verhindern wenn ein zusätzlicher Verbraucher plötzlich angeschaltet 
wird. Nun soll man das ja gerade beim LF33CV dann nicht tun, damit er 
gescheit regeln kann. Wie würde man es stattdessen lösen?

Autor: A. K. (prx)
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Der LF33 ist eine Low-Dropout-Regler, d.h. der Regler arbeitet in 
Emitterschaltung. Bei diesen Typen dient der Ausgangskondensator nicht 
allein der Pufferung für kurzzeitigen Verbrauch. Ohne ihn funktioniert 
die Regelschleife (Spannung sinkt => Transistor öffnet => Spannung 
steigt => Transistor schliesst) nicht mehr richtig und er schwingt oder 
spinnt.

Verschiedene Typen von Reglern können verschiedene Anforderungen an den 
Ausgangskondensator haben, darunter gelegentlich auch einen 
Mindest(!)innenwiderstand. Da der Innenwiderstand mit steigender 
Kapazität eines Elkos sinkt, kann zu gross u.U. auch falsch sein.

Auch deshalb ist das Datasheet als Informationsquelle zunächst 
sinnvoller als zig Schaltungen im Internet, jedenfalls wenn dort zur 
betreffenden Frage nicht explizit Stellung genommen wird. Leider ist ST 
bei den LF00 etwas kurz angebunden, die LDOs von NS sind weit besser 
dokumentiert.

Man sollte bei Beispielschaltungen im Web stets dran denken, dass 
derjenige, der sie reingestellt hat, nicht zwangsläufig mehr wusste, als 
derjenige, der dort eine sucht. Man findet auch viel Mist im Web.

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