7805 регулятор напряжения

Регулятор напряжения 7805 является популярным компонентом, используемым для обеспечения устойчивого выхода 5 В в электронных цепях, обеспечивая плавное выполнение устройств, даже при изменении входного напряжения.В этой статье объясняется, как работает 7805, его макет штифта, внутренние части, которые помогают поддерживать напряжение, и функции безопасности, которые он включает в себя.Мы также рассмотрим, как он используется в таких устройствах, как мобильные зарядные устройства и системы, которые нуждаются в стабильной мощности для малой электроники.

Каталог

Рисунок 1: 7805 Регулятор напряжения

Введение в регуляторы напряжения

Регулятор напряжения помогает сохранить выходное напряжение устойчивым, даже когда входное напряжение изменяется или электрическая нагрузка изменяется.Сохранение стабильной напряжения очень полезно для того, чтобы убедиться, что электронные устройства работают хорошо, и не повреждены с помощью изменений напряжения.

Рисунок 2: Различные типы регуляторов напряжения

Регуляторы напряжения работают, настраивая тока, чтобы поддерживать выходное напряжение одинаково, даже если входное напряжение или нагрузки изменяются.Если входное напряжение увеличивается, регулятор уменьшает поток тока, и если входное напряжение падает, он увеличивает поток тока, чтобы поддерживать правильное выходное напряжение.

Во многих современных устройствах регуляторы напряжения встроены в интегрированные цепи (ICS), которые являются небольшими и надежными.Одним из распространенных регуляторов IC является 7805, который обеспечивает постоянный выход +5 В.Этот тип регулятора часто используется в электронных устройствах, которые нуждаются в стабильном источнике питания, таких как компьютеры и зарядные устройства для мобильных телефонов.

Что такое регулятор напряжения 7805?

Рисунок 3: 7805 Регулятор напряжения

Регулятор напряжения 7805 - это обычно используемое устройство, которое помогает управлять и обеспечивает устойчивый выход 5 В в электронных цепях.Он принадлежит семейству регулирующих органов, называемой серией «78xx», где «XX» относится к выходному напряжению.В случае 7805 он предназначен для фиксированного 5 В.Этот регулятор может принять входное напряжение в любом месте от 7 В до 35 В и при этом гарантировать, что выход останется на уровне 5 В.

7805 работает, снижая входящее напряжение до требуемого 5 В и избавляясь от дополнительной энергии в качестве тепла.Он называется «линейным» регулятором, потому что он не конвертирует дополнительную энергию, а просто сжигает его как тепло, чтобы снизить напряжение.Например, если вы предоставите регулятор 12 В, он уменьшит выход до 5 В, а остальная часть энергии (разница между 12 В и 5 В) превратится в тепло.

Основная задача 7805 состоит в том, чтобы сохранить выходное напряжение устойчивым, даже если входное напряжение изменяется.Однако этот процесс создает тепло, особенно когда входное напряжение намного выше 5 В или когда цепь требует большего тока.Чтобы справиться с этим теплом, 7805 часто нуждается в радиаторе или другом методе охлаждения.Без способа охладить его, регулятор может стать слишком горячим, что может повлиять на то, насколько хорошо он работает, или заставить его вообще прекратить работать.

Конфигурация PIN -конфигурации IC 7805

Рисунок 4: Конфигурация контакта с регулятором напряжения 7805

• PIN 1 (вход): Здесь вы подключаете напряжение, которое еще не регулировалось.Поступающее напряжение должно быть как минимум на 2 В выше, чем выходной, который вы хотите.Таким образом, чтобы получить стабильный выход 5 В, входное напряжение должно быть не менее 7 В.

• PIN 2 (земля): Этот штифт подключается к земле (или нулевому напряжению) вашей цепи.Он служит контрольной точкой как для входных, так и для выходных напряжений.

• PIN 3 (вывод): Вот откуда исходит устойчивый выход 5 В.Выход, как правило, составляет между 4,8 В до 5,2 В, но он предназначен для того, чтобы оставаться как можно ближе к 5 В.

Как работает 7805 IC?

Рисунок 5: Схема схемы, показывающая, как работает регулятор напряжения 7805

Внутри IC несколько деталей работают вместе, чтобы поддерживать постоянную константу выходного напряжения, даже если есть изменения в входном напряжении или нагрузке.Вот простое объяснение того, как каждая часть IC работает, чтобы сохранить этот стабильный вывод.

Стартовая цепь

Начальная цепь является первой частью, которая активируется при включении 7805.Его задача - убедиться, что все другие внутренние части IC готовы начать работу.После применения питания эта схема приводит все в движение, позволяя 7805 начать регулировать напряжение.

Текущий генератор

Текущий генератор управляет тем, сколько тока протекает внутри IC.Эта часть гарантирует, что другие внутренние компоненты получают правильное количество тока для правильной функции.Это помогает IC адаптироваться к различным ситуациям, например, когда нагрузка на IC изменяется, поэтому он может продолжать обеспечивать стабильную производительность.

Опорное напряжение (ZenerEdoode)

Рисунок 6: Символ ZenerEdEd

7805 использует ZenerEdode для создания устойчивого эталонного напряжения.Это эталонное напряжение действует как руководство, которое ИС использует, чтобы убедиться, что выходное напряжение остается при 5 В.ZenerEdode выбирается, потому что он может поддерживать постоянное напряжение, которое помогает IC сравнить и регулировать выходное напряжение по мере необходимости.

Усилитель ошибки

Усилитель ошибки отвечает за постоянную проверку выходного напряжения.Он сравнивает фактическое выходное напряжение с эталонным напряжением, установленным ZenerEdode.Если выходное напряжение не совсем 5 В, усилитель ошибки отправляет сигнал для внесения корректировок.Таким образом, выходное напряжение корректируется в режиме реального времени, сохраняя его устойчивым в изменяющихся условиях.

Сериал Pass Element (транзистор)

Серийный проходной элемент, обычно транзистор, контролирует объем тока, идущего на вывод.Он меняет свое сопротивление на основе сигналов, которые он получает от усилителя ошибок.Если выходное напряжение начинает превышать или ниже 5 В, транзистор регулирует поток тока, чтобы вернуть его на правильный уровень.При этом транзистор также выделяет дополнительную энергию как тепло, поэтому IC может стать теплым во время использования.

Тепловая защита

Схема тепловой защиты помогает предотвратить слишком горячую IC.Если температура IC повышается слишком высокой, что может произойти из -за сильного использования или высоких внешних температур, эта схема вступит в силу, чтобы снизить ток или даже временно отключить IC.Эта функция важна для защиты IC и убедиться, что она не повреждена от перегрева.

Безопасная операционная зона (SOA) защита

Защита безопасной операционной зоны (SOA) не дает 7805 работать за пределами его безопасных пределов.Эта защита гарантирует, что IC не подвергается воздействию слишком большого напряжения или тока, что может привести к тому, что он пройдет.Если что -то пойдет не так, например, короткий замыкание или внезапный всплеск входного напряжения, эта защита ограничит работу IC, чтобы предотвратить повреждение.Эта функция помогает IC длиться дольше и работать более надежно.

Управление теплом в IC 7805

Управление теплом в регуляторе напряжения 7805 может быть проблемой.7805 уменьшает более высокое входное напряжение до устойчивого выходного сигнала 5 В, но когда входное напряжение намного выше 5 В, дополнительное напряжение преобразуется в тепло.Например, если вход составляет 15 В, а ток составляет 0,5А, регулятор будет производить 5 Вт тепла.Это может быть слишком большим телом для 7805, чтобы справиться с охлаждением, что может привести к перегреву и провалившемуся.

Чтобы уменьшить тепло, лучше всего поддерживать входное напряжение вблизи 7 В, что является минимумом, необходимым для стабильного выхода 5 В.Чем ближе входное напряжение к 7 В, тем меньше избыточной энергии необходимо регулятору для преобразования в тепло.Если необходимо более высокое входное напряжение, к 7805 может быть прикреплена радиатора, чтобы охладить его, распределив тепло на большую площадь поверхности.Чем больше радиатор, тем лучше он будет на рассеивании тепла и поддержание регулятора в пределах безопасного температурного диапазона.

Особенности регулятора напряжения 7805

Минимальные внешние компоненты

Одна из лучших вещей в 7805 IC - это то, что для работы нужно очень мало лишних деталей.Обычно это требует только двух небольших конденсаторов - одного на входной стороне и один на выходной стороне.Эти конденсаторы помогают поддерживать напряжение устойчивым и уменьшить любые внезапные изменения или шум в мощности.Поскольку 7805 не нуждается в много дополнительных деталей, это делает дизайн проще и снижает стоимость.Это делает его отличным выбором для многих проектов.

Широкий диапазон входного напряжения

7805 может работать с широким диапазоном входных напряжений, от 7 В до 35 В.Это означает, что он может обрабатывать мощность из разных источников, даже если напряжение выше или ниже, чем ожидалось.Пока входное напряжение остается в этом диапазоне, 7805 даст устойчивый выход 5 В.Эта гибкость делает его полезным для различных ситуаций, когда входная мощность не всегда может быть одинаковой.

Текущая емкость

7805 может обеспечить до 1,5А тока, что делает его полезным для устройств, которым требуется умеренное количество мощности, таких как небольшие двигатели или датчики.Он может надежно подавать этот ток различным электронным деталям, но фактический ток зависит от того, сколько тепла генерирует IC, и входное напряжение.Если он становится слишком горячим или входное напряжение слишком низкое, ток может быть уменьшен.Тем не менее, для большинства целей 7805 может легко удовлетворить потребности в мощности многих устройств.

Низкий резервный ток

Когда 7805 не активно обеспечивает питание устройству, он использует саму очень мало энергии, обычно около 5 мА.Это означает, что он не тратит много мощности, что особенно полезно в устройствах, которые работают на батареях.Поскольку он не истощает питание без необходимости, он помогает сделать системы более эффективными, особенно в конструкциях, где экономия энергии является приоритетом.

Встроенная защита

IC 7805 поставляется с несколькими функциями безопасности, которые защищают как IC, так и устройства, которые он питает.Он имеет тепловую защиту, которая выключает IC, если становится слишком горячим.Он также имеет встроенный ограничитель тока, который предотвращает протекание слишком большого количества тока, защищая цепь от повреждения.Наконец, он может обрабатывать короткие замыкания, не взимаясь, благодаря своим внутренним мерам безопасности.Эти встроенные средства защиты делают 7805 надежным выбором для многих проектов, даже в средах, где условия питания могут неожиданно измениться.

Преимущества использования 7805 IC

Простой в использовании

Одним из самых больших преимуществ IC 7805 является то, как просто работать.Вам нужно только несколько дополнительных компонентов, таких как конденсаторы, для стабилизации входных и выходных напряжений.Это позволяет легко настраивать, даже для людей, которые только начинают с электроники.Планирование легко понять: один вывод для входного напряжения, один для земли и один для выхода 5V.Эта простота означает, что вы можете быстро добавить 7805 в схему, не внося сложные корректировки или справиться с какими -либо сложными настройками.

Особенности безопасности

IC 7805 включает в себя встроенные функции безопасности, которые защищают его от повреждений.Одной из таких функций является тепловая защита, которая автоматически отключает IC, если он становится слишком горячим.Это предотвращает повреждение IC и другие детали в цепи.Это особенно полезно в ситуациях, когда схема может стать слишком теплой или когда охлаждение является проблемой.Другая полезная функция-защита от короткого замыкания.Если в схеме возникает неисправность, вызывая короткий замысл, 7805 будет ограничивать ток, протекающий через него, защищая как себя, так и остальную часть цепи от вреда.Эти средства защиты делают 7805 долговечным и надежным выбором для многих электронных проектов.

Общие приложения

IC 7805 широко используется в цепях, которые нуждаются в стабильном источнике питания 5 В.Он часто встречается в устройствах, которые используют низкую мощность, такие как проекты микроконтроллера, встроенные системы и многие типы датчиков.Многие электронные компоненты, такие как микропроцессоры, дисплеи и модули связи, нуждаются в устойчивом 5V для правильной работы.IC 7805 обеспечивает эту стабильную мощность, которая помогает этим компонентам работать гладко.Поскольку это легко найти и хорошо работает в широком спектре приложений, 7805 IC доверяют как профессионалы, так и любители в своих проектах.

Применение регулятора напряжения 7805

Рисунок 7: 12 В до 5 В.

Регулятор напряжения 7805 является широко используемым компонентом во многих электронных устройствах.Его задача состоит в том, чтобы обеспечить стабильный выход 5 В, который полезен для цепей, которые требуют устойчивого источника питания.

Например, в зарядных устройствах мобильного телефона 7805 помогает сохранить напряжение устойчивым при 5V, даже если мощность, поступающая от стен, изменяется.Это важно для безопасной зарядки устройств, которые требуют постоянного напряжения.Точно так же его можно найти в системах бесперебойного питания (UPS), где он помогает обеспечить постоянное напряжение для цепей, которые не могут позволить себе перерывы или падение мощности.

В таких устройствах, как портативные медиаплееры, напряжение батареи может колебаться, когда он спускается, но 7805 гарантирует, что внутренние компоненты все еще получают устойчивые 5 В, защищая устройство от ущерба, вызванных внезапными изменениями в мощности.Схемы с низкой мощностью, такие как в небольших электронных проектах или гаджетах, также полагаются на 7805 для обеспечения постоянного напряжения.Эти схемы могут содержать чувствительные детали, такие как микроконтроллеры и датчики, которые могут неисправности или повреждены, если мощность не стабильная.7805 гарантирует, что вывод остается на уровне 5 В, независимо от того, что происходит с входной мощностью.

В некоторых случаях 7805 может использоваться в цепях, которые необходимо контролировать поток тока.Хотя он в основном предназначен для регулирования напряжения, в сочетании с другими частями, такими как резисторы или транзисторы, это также может помочь регулировать ток.Он часто используется в инфракрасном пульте дистанционного управления, чтобы обеспечить стабильную мощность, необходимую для отправки сигналов.Временные устройства, такие как секундомерные часы, также выигрывают от 7805. Он держит внутренние компоненты тактовой частоты правильно работать, гарантируя, что устройство точно измеряет время, обеспечивая постоянное напряжение.

Роль конденсаторов в 7805 цепях

Рисунок 8: Схема регулирования напряжения с конденсаторами

Конденсаторы представляют собой небольшие электронные компоненты, которые часто добавляются в схемы с регулятором напряжения 7805.Они помогают сделать напряжение более гладким и уменьшает нежелательный электрический шум.Без этих конденсаторов выходной сигнал может иметь небольшие изменения в напряжении, что может повлиять на производительность подключенных частей.

На входной стороне 7805 конденсатор со значением 0,33 мкл обычно используется для фильтрации любого шума, исходящего из источника питания.Это становится особенно полезным, если регулятор расположен на расстоянии более 10 дюймов от источника питания, так как электрический шум или шипы могут быть более распространенными на большие расстояния.Конденсатор поглощает эти колебания, обеспечивая обеспечение более устойчивого напряжения для ввода 7805.

На выходной стороне меньший конденсатор, обычно около 0,1 мкл, добавляется для дальнейшего сглаживания регулируемого напряжения.Несмотря на то, что 7805 делает хорошую работу по стабилизации напряжения, некоторые незначительные изменения все еще могут произойти.Эти изменения могут быть вызваны внешними факторами или другими частями в цепи.Выходной конденсатор помогает отфильтровать эти небольшие вариации, гарантируя, что напряжение остается как можно более устойчивым при 5 В.Это обеспечивает более надежный источник питания для устройств, которые чувствительны к изменениям напряжения, такие как микроконтроллеры или другие цифровые компоненты, которые требуют постоянной мощности для правильной работы.

Заключение

Регулятор напряжения 7805 помогает сохранить источник питания устойчивым при 5 В, что делает его полезным для многих различных проектов электроники.Он прост в использовании, имеет встроенную защиту и может быть найдена в различных устройствах, от небольших гаджетов до более сложных систем.Используя 7805, вы можете помочь убедиться, что ваши устройства работают должным образом без проблем с питанием.

Часто задаваемые вопросы [FAQ]

1. Сколько напряжения может руководить 7805?

Регулятор напряжения 7805 может обрабатывать входное напряжение до 35 В, но он безопаснее и работает лучше, если вход остается между 7 В до 25 В.Если входное напряжение слишком высокое, оно может перегреться или повреждать.

2. Какое напряжение AC в 7805?

7805 предназначен для регулирования напряжения постоянного тока, а не переменного тока.Вам нужно преобразовать AC в DC, сначала используя что -то вроде выпрямителя, прежде чем подключить его к 7805.

3. Могу ли я использовать 7805 без конденсатора?

Да, технически вы можете использовать 7805 без конденсаторов, но это не сработает.Конденсаторы помогают сгладить напряжение и убедиться, что выход остается стабильным.Обычно небольшой конденсатор помещается на вход (0,33 мкл), а другой - на выходе (0,1 мкф) для лучшей производительности.

4. Как уменьшить 12 В до 5 В с помощью 7805?

Чтобы донести 12 В до 5 В, вы подключаете вход 12 В к входному штифту 7805, подключите заземленный штифт к земле, а 7805 даст вам 5 В от своего выходного штифта.Не забудьте использовать конденсаторы, чтобы помочь сохранить напряжение устойчивым.

5. Какова внутренняя работа 7805?

Внутри 7805 есть небольшие электронные детали, такие как транзисторы, резисторы и контрольные диоды, которые работают вместе, чтобы поддерживать выходное напряжение при 5 В.Это происходит, превращая дополнительное напряжение в тепло, поэтому выход остается устойчивым, даже если входное напряжение или нагрузка изменяются.