Sehen wir uns das Datenblatt an, um weitere Details zu dieser Welligkeitsunterdrückung zu sehen:

Beachten Sie, wie "f = 120 Hz" steht, was bedeutet, dass diese Welligkeitsunterdrückung bei 120 Hz gemessen wird, was eine ziemlich niedrige Frequenz ist.

Die Schaltung im LM7805 (und vielen anderen Spannungsreglern) läuft auf Folgendes hinaus:

Quelle

Eine stabile referenzspannung wird mit der Zenerdiode \ $ V_Z \ $ span> erzeugt (im LM7805 wird eine " Bandlückenschaltung" verwendet) hat die gleiche Funktion).

Diese Referenzspannungsschaltung muss ebenfalls eine sehr gute Welligkeitsunterdrückung aufweisen. Jede Welligkeit der Referenzspannung tritt auch am Ausgang auf. In der Praxis ist dies normalerweise kein Problem, da Referenzspannungsschaltungen mit ausreichender Welligkeitsunterdrückung hergestellt werden können.

Ein Operationsverstärker (der als Fehlerverstärker verwendet wird) vergleicht die Ausgangsspannung (tatsächlich eine heruntergeteilte Version der Ausgangsspannung, \ $ R_1 \ $ span> und \ $ R_2 \ $ span> sind ein Spannungsteiler).

Der Ausgang des Operationsverstärkers steuert einen Transistor Q2.

Wenn der opamp schnell genug ist, kann er den Transistor Q2 so gut steuern, dass er schnell genug ist, um auf die Spannungsänderungen (Welligkeit!) bei \ $ V_i \ $ zu reagieren span>. Es reagiert so, dass bei \ $ V_o \ $ span> so wenig von der Welligkeit übrig bleibt, wie die Schleife verwalten kann. Im Wesentlichen kompensiert die Schleife für die Welligkeit, indem Q2 so gesteuert wird, dass die Welligkeit rejected ist.

Wenn Sie die richtige Schleifenanalyse durchführen würden, würden Sie feststellen, dass die Welligkeitsunterdrückung von der excess-Schleifenverstärkung innerhalb der Schleife abhängt. Weitere Informationen finden Sie unter Lesen Sie.

Mit einem Operationsverstärker, der sowohl schnell genug ist als auch eine hohe Verstärkung aufweist (für 120 Hz ist dies kein Problem, die Verstärkung ist ziemlich hoch), können wir eine ziemlich hohe Welligkeitsunterdrückung erzielen.

Bei (viel) höheren Frequenzen als 120 Hz, wie zum Beispiel bei 1 MHz, ist der Operationsverstärker nicht schnell genug und hat weniger Verstärkung, was weniger Welligkeitsunterdrückung bedeutet.Zum Glück können wir dann Kondensatoren verwenden, um uns zu helfen.Für 1 MHz können diese Kondensatoren einen relativ kleinen Wert (einige uF) haben, so dass Größe und Kosten weniger ein Problem darstellen.Auch diese Kondensatoren werden häufig benötigt, um stability des Spannungsreglers zu gewährleisten. Ohne die Eingangs- und Ausgangskondensatoren könnte der Spannungsregler oscillate erzeugen und eine neue Welligkeit erzeugen!

Der Regler verfügt intern über keinen Energiespeicher (sozusagen). Er misst die Leistung vom externen Speicherkondensator zum Ausgang.Daher darf die Welligkeitsspannung "Täler" unter den ungünstigsten Bedingungen niemals zu nahe an die Ausfallspannung des Reglers heranreichen.

Im Gegensatz zu einem idealen LC-Filter bedeutet dies, dass im Regler immer dann Strom verbraucht wird, wenn die Spannung höher als das Minimum ist.

Stellen Sie sich vor, die Stadt gibt Ihnen Wasser mit 60-70 PSI, aber Sie benötigen 50 PSI +/- 1 PSI.Sie können Ihr Ventil jederzeit so steuern, dass 50 PSI erreicht werden, vorausgesetzt, der Einlasswasserdruck liegt über 50 PSI, um die Verluste in Ihrem Ventil und Ihren Rohren auszugleichen.

Weil Filter mit Kondensatoren die Spitzen und Einbrüche puffern, um die Eingangsspannung zu glätten und die mittlere Spannung zu erzeugen.Dies erfordert einen großen Energiespeicher.

Regler schneiden einfach den Welligkeitsteil ab und geben eine glatte Spannung aus, wobei ein Wert unter dem niedrigsten Wert der Einbrüche der Eingangsspannung liegt.

Dies ist, was Regler tun, idealerweise unabhängig von der Eingangsspannung (solange sie innerhalb der Grenzwerte liegt), gibt sie eine feste Ausgangsspannung aus.

Sie erzeugen eine interne Referenzspannung, die sich selbst bei Änderung der Eingangsspannung nicht wesentlich ändert. Dann gibt es einen Rückkopplungsmechanismus, der die Ausgangsspannung mit der Referenz vergleicht und die Ausgangsspannung ziemlich stabil hält.

Aus Sicht der Regelkreise ist davon auszugehen, dass die meisten, wenn nicht alle Spannungsregler eine Art PI (D) -Regler verwenden.Es ist auch nicht erforderlich, dass unser Regler Änderungen des Referenzwerts folgen kann, da die Referenz const ist.Was die Hersteller tun werden, um das Design zu verbessern, ist die Optimierung des PI (D) -Reglers für eine verbesserte Fehlerunterdrückung (dies führt normalerweise auch zu einer schlechteren Fähigkeit, Änderungen des Referenzwerts zu folgen).Es sind Methoden bekannt, wie das geht.

Aber wie Sie hier sehen können: https://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller#Response_to_disturbances

Selbst einfache PI (D) beinhalten viel Wissen ... zu viel, um hier tiefer zu gehen