7805 регулатор на напрежението
Регулаторът на напрежението 7805 е популярен компонент, използван за осигуряване на стабилен 5V изход в електронни вериги, като се гарантира, че устройствата работят гладко, дори когато входното напрежение се промени.Тази статия обяснява как работи 7805, неговото оформление на ПИН, вътрешните части, които помагат за поддържане на напрежението, и функциите за безопасност, които включва.Ще разгледаме и как се използва в устройства като мобилни зарядни устройства и системи, които се нуждаят от стабилна мощност за малка електроника.Каталог
Фигура 1: 7805 регулатор на напрежението
Въведение в регулаторите на напрежението
Регулаторът на напрежението помага да се поддържа стабилното напрежение на изхода, дори когато входното напрежение се променя или електрическото натоварване варира.Поддържането на стабилността на напрежението е много полезно, за да се гарантира, че електронните устройства работят добре и не се повредят от промените в напрежението.
Фигура 2: Различни видове регулатори на напрежението
Регулаторите на напрежението работят, като регулират токовия поток, за да запазят изходното напрежение същото, дори ако входното напрежение или натоварването се променя.Ако входното напрежение се повиши, регулаторът намалява потока на тока и ако входното напрежение спадне, той увеличава токовия поток, за да поддържа правилното изходно напрежение.
В много съвременни устройства регулаторите на напрежението са вградени в интегрални схеми (ICS), които са малки и надеждни.Един общ регулатор на IC е 7805, който осигурява стабилен +5V изход.Този тип регулатор често се използва в електронни устройства, които се нуждаят от стабилно захранване, като компютри и зарядни устройства за мобилни телефони.
Какъв е регулаторът на напрежението 7805?
Фигура 3: 7805 регулатор на напрежението
Регулаторът на напрежението 7805 е често използвано устройство, което помага за контрол и осигуряване на стабилен 5V изход в електронни вериги.Той принадлежи към семейство регулатори, наречени серия "78xx", където "xx" се отнася до изходното напрежение.В случая с 7805, той е проектиран да даде фиксиран 5V.Този регулатор може да вземе входно напрежение от 7V до 35V и все пак да гарантира, че изходът остава на 5V.
7805 работи, като намалява входящото напрежение до необходимия 5V и се отърва от допълнителната енергия като топлина.Нарича се "линеен" регулатор, тъй като не преобразува допълнителната енергия ефективно, а просто го изгаря като топлина, за да свали напрежението.Например, ако предоставите на регулатора 12V, той ще намали изхода до 5V, а останалата част от енергията (разликата между 12 V и 5V) се превръща в топлина.
Основната работа на 7805 е да поддържате изходното напрежение стабилно, дори ако входното напрежение се промени.Този процес обаче създава топлина, особено когато входното напрежение е много по -високо от 5V или когато веригата се нуждае от повече ток.За да се справи с тази топлина, 7805 често се нуждае от радиатор или друг метод на охлаждане.Без начин да го охладите, регулаторът може да стане твърде горещ, което може да повлияе на това колко добре работи или да го накара да спре да работи напълно.
Конфигурация на ПИН на 7805 IC
Фигура 4: Конфигурация на щифта от 7805 регулатор на напрежението
• ПИН 1 (вход): Тук свържете напрежението, което все още не е регулирано.Напрежението, което влиза, трябва да е поне 2V по -високо от 5V изхода, който искате.Така че, за да получите стабилен 5V изход, входното напрежение трябва да бъде поне 7V.
• ПИН 2 (земята): Този щифт се свързва към земята (или нулево напрежение) на вашата верига.Той служи като референтна точка както за входните, така и за изходните напрежения.
• ПИН 3 (изход): От тук идва стабилният 5V изход.Изходът обикновено е между 4,8 V и 5.2V, но има за цел да остане възможно най -близо до 5V.
Как работи 7805 IC?
Фигура 5: Диаграма на веригата, показваща как работи регулаторът на напрежението 7805
Вътре в IC няколко части работят заедно, за да поддържат постоянното напрежение на изхода, дори ако има промени в входното напрежение или натоварване.Ето едно просто обяснение за това как всяка част от ИК работи, за да поддържа този постоянен изход.
Стартова верига
Стартовата схема е първата част, която се активира, когато 7805 се захранва.Работата му е да се увери, че всички други вътрешни части на ИК са готови да започнат да работят.След като се приложи мощност, тази верига задейства всичко в движение, което позволява на 7805 да започне да регулира напрежението.
Текущ генератор
Текущият генератор управлява колко ток тече вътре в ИК.Тази част гарантира, че останалите вътрешни компоненти получават правилното количество ток, който да функционира правилно.Той помага на IC да се адаптира към различни ситуации, като например, когато натоварването на IC се промени, така че може да продължи да доставя стабилна производителност.
Референтно напрежение (Zener DioD)
Фигура 6: Символ на диод на Зенера
7805 използва Zener DioD, за да създаде стабилно референтно напрежение.Това референтно напрежение действа като ръководство, което IC използва, за да се увери, че изходното напрежение остава на 5V.Zener Diode е избран, тъй като може да поддържа постоянно напрежение, което помага на IC да сравнява и регулира изходното напрежение според нуждите.
Грешка усилвател
Усилвателят на грешката е отговорен за постоянно проверка на изходното напрежение.Той сравнява действителното изходно напрежение с референтното напрежение, зададено от zener диода.Ако изходното напрежение не е точно 5V, усилвателят на грешката изпраща сигнал за извършване на корекции.По този начин изходното напрежение се коригира в реално време, като го поддържа стабилно при променящи се условия.
Серия PASS елемент (транзистор)
Серийният проход елемент, обикновено транзистор, контролира количеството ток, който ще стигне до изхода.Той променя своята съпротивление въз основа на сигналите, които получава от усилвателя за грешка.Ако изходното напрежение започне да върви над или под 5V, транзисторът настройва текущия поток, за да го върне на правилното ниво.Докато прави това, транзисторът също така освобождава допълнителна енергия като топлина, поради което IC може да се затопли по време на употреба.
Термична защита
Веригата за термична защита помага да се предотврати твърде горещо ИК.Ако температурата на IC се повиши твърде висока, което може да се случи поради тежка употреба или високи външни температури, тази верига ще се намеси, за да намали тока или дори да изключи временно IC.Тази функция е важна за защита на ИС и гарантиране, че не се повреди от прегряване.
Защита на безопасна работна зона (SOA)
Защитата на безопасната работна площ (SOA) предпазва 7805 от работа извън безопасните му граници.Тази защита гарантира, че IC не е изложен на твърде много напрежение или ток, което може да доведе до неуспех.Ако нещо се обърка, като късо съединение или внезапен скок на входното напрежение, тази защита ще ограничи операцията на ИК за предотвратяване на повреди.Тази функция помага на IC да продължи по -дълго и да работи по -надеждно.
Управление на топлината в IC 7805
Управлението на топлината в регулатора на напрежението 7805 може да бъде предизвикателство.7805 намалява по -високото входно напрежение до постоянен 5V изход, но когато входното напрежение е много по -високо от 5V, допълнителното напрежение се преобразува в топлина.Например, ако входът е 15V, а токът е 0,5A, регулаторът ще произвежда 5 вата топлина.Това може да бъде твърде много топлина, за да се справи 7805, без да се охлажда, което потенциално ще го накара да се прегрява и да се провали.
За да намалите топлината, най -добре е да поддържате входното напрежение близо до 7V, което е минимумът, необходим за стабилен 5V изход.Колкото по -близо е входното напрежение до 7V, толкова по -малко излишна енергия трябва да преобразува регулаторът в топлина.Ако е необходимо по -високо входно напрежение, към 7805 може да се прикрепи радиатор, за да се охлади, като се разнесе топлината върху по -голяма повърхност.Колкото по -голям е радиаторът, толкова по -добре ще бъде при разсейване на топлина и поддържане на регулатора в безопасен температурен диапазон.
Характеристики на регулатора на напрежението 7805
Минимални външни компоненти
Едно от най -добрите неща за 7805 IC е, че той се нуждае от много малко допълнителни части, за да работи.Обикновено това изисква само два малки кондензатора - един от входната страна и един от изходната страна.Тези кондензатори помагат да се поддържа напрежението стабилно и да намали всякакви внезапни промени или шум в мощността.Тъй като 7805 не се нуждае от много допълнителни части, той прави дизайна по -прост и намалява цената.Това го прави чудесен избор за много проекти.
Широко входно напрежение обхват
7805 може да работи с широк диапазон от входни напрежения, от 7V до 35V.Това означава, че може да се справи с мощността от различни източници, дори ако напрежението е по -високо или по -ниско от очакваното.Докато входното напрежение остане в този диапазон, 7805 ще даде стабилен 5V изход.Тази гъвкавост го прави полезен за различни ситуации, при които входната мощност не винаги може да бъде еднаква.
Текущ капацитет
7805 може да осигури до 1,5А ток, което го прави полезен за устройства, които се нуждаят от умерено количество мощност, като малки двигатели или сензори.Той може надеждно да достави този ток на различни електронни части, но действителният ток зависи от това колко топлина генерира IC и входното напрежение.Ако стане твърде горещо или входното напрежение е твърде ниско, токът може да бъде намален.И все пак, за повечето цели, 7805 може лесно да отговори на нуждите на мощността на много устройства.
Нисък ток в режим на готовност
Когато 7805 не осигурява активно мощност на устройство, той използва самата много малко енергия, обикновено около 5mA.Това означава, че не губи много мощност, което е особено полезно в устройства, които работят на батерии.Тъй като тя не източва мощността ненужно, това помага да се направят системите по -ефективни, особено в дизайни, при които спестяването на енергия е приоритет.
Вградени защити
IC 7805 се предлага с няколко функции за безопасност, които защитават както ИК, така и устройствата, които захранва.Той има термична защита, която изключва IC, ако стане твърде гореща.Освен това има вграден ограничител на тока, който предотвратява течането на твърде много ток, предпазвайки веригата от повреда.И накрая, той може да се справи с късо съединение, без да се проваля, благодарение на вътрешните си мерки за безопасност.Тези вградени защити правят 7805 надежден избор за много проекти, дори в среди, където условията на мощност могат да се променят неочаквано.
Предимства от използването на IC 7805
Лесен за използване
Едно от най -големите предимства на 7805 IC е колко е просто да се работи.Имате нужда само от няколко допълнителни компонента, като кондензатори, за да стабилизирате входните и изходните напрежения.Това улеснява настройките, дори и за хора, които тепърва започват в електрониката.Оформлението на щифта е лесно за разбиране: един щифт за входното напрежение, един за земята и един за 5V изхода.Тази простота означава, че можете бързо да добавите 7805 към верига, без да е необходимо да правите сложни корекции или да се справите с сложни настройки.
Функции за безопасност
7805 IC включва вградени функции за безопасност, които го предпазват от повреди.Една такава характеристика е термичната защита, която автоматично изключва ИК, ако стане твърде гореща.Това не позволява на IC и други части във веригата да се повредят.Това е особено полезно в ситуации, при които веригата може да се затопли или когато охлаждането е проблем.Друга полезна функция е защитата на късо съединение.Ако във веригата има повреда, причиняваща късо съединение, 7805 ще ограничи тока, който преминава през него, предпазвайки и себе си, и останалата част от веригата от вреда.Тези защити правят 7805 траен и надежден избор за много проекти за електроника.
Общи приложения
7805 IC се използва широко във вериги, които се нуждаят от стабилно 5V захранване.Често се среща в устройства, които използват ниска мощност, като проекти за микроконтролер, вградени системи и много видове сензори.Много електронни компоненти, като микропроцесори, дисплеи и комуникационни модули, се нуждаят от стабилен 5V, за да работят правилно.IC 7805 осигурява тази стабилна мощност, която помага на тези компоненти да работят гладко.Тъй като е лесно да се намери и работи добре в широк спектър от приложения, 7805 IC се вярва както на професионалисти, така и от любители в своите проекти.
Приложения на регулатора на напрежението 7805
Фигура 7: 12V до 5V USB захранване с помощта на 7805 регулатор на напрежението
Регулаторът на напрежението 7805 е широко използван компонент в много електронни устройства.Работата му е да осигури стабилен 5V изход, който е полезен за вериги, които се нуждаят от стабилно захранване.
Например, в зарядни устройства за мобилни телефони, 7805 помага да се поддържа напрежението стабилно при 5V, дори ако мощността, идваща от гнездото на стената, се променя.Това е важно за безопасно зареждащи устройства, които изискват постоянно напрежение.По подобен начин може да се намери в непрекъснато системи за захранване (UPS), където помага да се достави постоянно напрежение на вериги, които не могат да си позволят прекъсвания или спадове в мощността.
В устройства като преносими медийни плейъри напрежението на батерията може да се колебае, тъй като се източва, но 7805 гарантира, че вътрешните компоненти все още получават стабилен 5V, предпазвайки устройството от повреди, причинени от внезапни промени в мощността.Вериги с ниска мощност, като тези в малки електронни проекти или джаджи, също разчитат на 7805, за да доставят последователно напрежение.Тези вериги могат да съдържат чувствителни части като микроконтролери и сензори, които могат да се повредят или да се повредят, ако мощността не е стабилна.7805 гарантира, че изходът остава на 5V, независимо от това, което се случва с входната мощност.
В някои случаи 7805 може да се използва във вериги, които трябва да контролират потока на тока.Въпреки че е проектиран главно за регулиране на напрежението, когато се комбинира с други части като резистори или транзистори, той също може да помогне за регулиране на тока.Често се използва в инфрачервено дистанционно управление, за да осигури стабилната мощност, необходима за изпращане на сигнали.Устройствата за синхронизация, като хронометри, също се възползват от 7805. Той поддържа вътрешните компоненти на часовника да работят правилно, като гарантира, че устройството измерва времето точно чрез осигуряване на последователно напрежение.
Роля на кондензаторите в 7805 вериги
Фигура 8: Регулаторна верига на напрежението с кондензатори
Кондензаторите са малки електронни компоненти, които често се добавят към вериги с регулатор на напрежението 7805.Те помагат да се направи напрежението по -плавно и да намали нежелания електрически шум.Без тези кондензатори изходът от регулатора може да има малки промени в напрежението, което може да повлияе на работата на свързаните части.
От входната страна на 7805, кондензатор със стойност 0,33 µF обикновено се използва за филтриране на всеки шум, идващ от източника на захранване.Това става особено полезно, ако регулаторът е поставен на повече от 10 инча от захранването, тъй като електрическият шум или шиповете могат да бъдат по -често срещани на по -дълги разстояния.Кондензаторът абсорбира тези колебания, като гарантира, че по -стабилно напрежение се доставя до входа на 7805.
От страна на изхода се добавя по -малък кондензатор, обикновено около 0,1 µF, за да се изглади допълнително регулираното напрежение.Въпреки че 7805 върши добра работа за стабилизиране на напрежението, все още могат да настъпят някои малки промени.Тези промени могат да бъдат причинени от външни фактори или други части във веригата.Изходният кондензатор помага да се филтрират тези малки вариации, като се гарантира, че напрежението остава възможно най -стабилно при 5V.Това осигурява по -надеждно захранване за устройства, които са чувствителни към промени в напрежението, като микроконтролери или други цифрови компоненти, които изискват постоянна мощност да работят правилно.
Заключение
Регулаторът на напрежението 7805 помага да се поддържа захранването стабилно при 5V, което го прави полезен за много различни проекти за електроника.Той е лесен за използване, има вградени защити и може да се намери на различни устройства, от малки джаджи до по-сложни системи.Използвайки 7805, можете да помогнете да гарантирате, че вашите устройства работят правилно без проблеми с мощността.
Често задавани въпроси [FAQ]
1. Колко напрежение може 7805 да се справи?
Регулаторът на напрежението 7805 може да се справи с входно напрежение до 35 V, но е по -безопасно и работи по -добре, ако входът остане между 7V и 25V.Ако входното напрежение е твърде високо, то може да се прегрее или да се повреди.
2. Какво е напрежението на AC през 7805?
7805 е проектиран да регулира постояннотоковото напрежение, а не AC.Първо трябва да конвертирате AC в DC, като използвате нещо като токоизправител, преди да го свържете към 7805.
3. Мога ли да използвам 7805 без кондензатор?
Да, технически можете да използвате 7805 без кондензатори, но той също няма да работи.Кондензаторите помагат за изглаждане на напрежението и се уверете, че изходът остава стабилен.Обикновено се поставя малък кондензатор върху входа (0,33 µF) и друг на изхода (0,1 µF) за по -добра производителност.
4. Как да намалите 12V до 5V с помощта на 7805?
За да свалите 12V до 5V, свързвате входа 12V към входния щифт на 7805, свържете заземяващия щифт към земята, а 7805 ще ви даде 5V от изходния му щифт.Не забравяйте да използвате кондензатори, за да помогнете да поддържате напрежението стабилно.
5. Каква е вътрешната работа на 7805?
Вътре в 7805 има малки електронни части като транзистори, резистори и референтни диоди, които работят заедно, за да поддържат изходното напрежение при 5V.Това прави, като превърне допълнителното напрежение в топлина, така че изходът остава стабилен, дори ако входното напрежение или натоварването се променя.