7805 Spændingsregulator

7805 spændingsregulatoren er en populær komponent, der bruges til at tilvejebringe en stabil 5V -udgang i elektroniske kredsløb, hvilket sikrer, at enheder kører glat, selv når indgangsspændingen ændres.Denne artikel forklarer, hvordan 7805 fungerer, dens pin -layout, de interne dele, der hjælper med at bevare spændingen og de sikkerhedsfunktioner, den inkluderer.Vi ser også på, hvordan det bruges i enheder som mobilopladere og systemer, der har brug for stabil strøm til lille elektronik.

Katalog

Figur 1: 7805 Spændingsregulator

Introduktion til spændingsregulatorer

En spændingsregulator hjælper med at holde udgangsspændingen stabil, selv når indgangsspændingen ændres eller den elektriske belastning varierer.Det er meget nyttigt at holde spændingen stabil til at sikre, at elektroniske enheder fungerer godt og ikke bliver beskadiget af spændingsændringer.

Figur 2: Forskellige typer spændingsregulatorer

Spændingsregulatorer fungerer ved at justere den aktuelle strøm for at holde udgangsspændingen den samme, selvom indgangsspændingen eller belastningen ændres.Hvis indgangsspændingen går op, reducerer regulatoren den aktuelle strømning, og hvis indgangsspændingen falder, øger den strømmen for at opretholde den korrekte udgangsspænding.

I mange moderne enheder er spændingsregulatorer indbygget i integrerede kredsløb (ICS), som er små og pålidelige.En almindelig IC -regulator er 7805, der giver en stabil +5V -output.Denne type regulator bruges ofte i elektroniske enheder, der har brug for en stabil strømforsyning, såsom computere og mobiltelefonopladere.

Hvad er spændingsregulatoren 7805?

Figur 3: 7805 Spændingsregulator

7805 spændingsregulator er en almindeligt anvendt enhed, der hjælper med at kontrollere og tilvejebringe en stabil 5V -output i elektroniske kredsløb.Det hører til en familie af regulatorer kaldet "78XX" -serien, hvor "XX" henviser til udgangsspændingen.I tilfælde af 7805 er det designet til at give en fast 5V.Denne regulator kan tage en indgangsspænding overalt fra 7V til 35V og stadig sikre, at output forbliver ved 5V.

7805 fungerer ved at sænke den indkommende spænding til den krævede 5V og slippe af med den ekstra energi som varme.Det kaldes en "lineær" regulator, fordi den ikke konverterer den ekstra energi effektivt, men brænder den simpelthen af ​​som varme for at bringe spændingen ned.For eksempel, hvis du giver regulatoren 12V, vil den reducere output til 5V, og resten af ​​energien (forskellen mellem 12V og 5V) omdannes til varme.

Hovedjobbet i 7805 er at holde udgangsspændingen stabil, selvom indgangsspændingen ændres.Imidlertid skaber denne proces varme, især når indgangsspændingen er meget højere end 5V, eller når kredsløbet har brug for mere strøm.For at håndtere denne varme har 7805 ofte brug for en køleplade eller en anden kølemetode.Uden en måde at køle det ned, kan regulatoren blive for varm, hvilket kan påvirke, hvor godt det fungerer eller få den til at stoppe med at arbejde helt.

Pin -konfiguration af 7805 IC

Figur 4: Pin -konfiguration af 7805 spændingsregulator

• Pin 1 (input): Det er her du forbinder den spænding, der ikke er blevet reguleret endnu.Spændingen, der kommer ind, skal være mindst 2V højere end den 5V -output, du ønsker.Så for at få en stabil 5V -udgang skal indgangsspændingen være mindst 7V.

• Pin 2 (jord): Denne pin forbindes til jorden (eller nul spænding) på dit kredsløb.Det fungerer som referencepunkt for både input- og udgangsspændinger.

• Pin 3 (output): Det er her den stabile 5V -output kommer fra.Outputet er typisk mellem 4,8V og 5,2V, men det er beregnet til at forblive så tæt på 5V som muligt.

Hvordan fungerer 7805 IC?

Figur 5: Kredsløbsdiagram, der viser, hvordan 7805 -spændingsregulatoren fungerer

Inde i IC arbejder flere dele sammen for at holde udgangsspændingen konstant, selvom der er ændringer i indgangsspænding eller belastning.Her er en simpel forklaring på, hvordan hver del af IC arbejder for at opretholde den stabile produktion.

Startkredsløb

Startkredsløbet er den første del, der aktiveres, når 7805 er tændt.Dets job er at sikre, at alle andre interne dele af IC er klar til at begynde at arbejde.Når strømmen er påført, sætter dette kredsløb alt i bevægelse, så 7805 kan begynde at regulere spændingen.

Nuværende generator

Den nuværende generator styrer, hvor meget strøm flyder inde i IC.Denne del sikrer, at de andre interne komponenter får den rigtige mængde strøm til at fungere korrekt.Det hjælper IC med at tilpasse sig forskellige situationer, som når belastningen på IC ændrer sig, så det kan fortsætte med at levere stabil ydelse.

Referencespænding (Zener Diode)

Figur 6: Zener diodesymbol

7805 bruger en Zener -diode til at skabe en stabil referencespænding.Denne referencespænding fungerer som en guide, som IC bruger for at sikre, at udgangsspændingen forbliver ved 5V.Zener -dioden vælges, fordi den kan opretholde en konsekvent spænding, hvilket hjælper IC med at sammenligne og justere udgangsspændingen efter behov.

Fejlforstærker

Fejlforstærkeren er ansvarlig for konstant at kontrollere udgangsspændingen.Den sammenligner den faktiske udgangsspænding med den referencespænding, der er indstillet af Zener -dioden.Hvis udgangsspændingen ikke er nøjagtigt 5V, sender fejlforstærkeren et signal for at foretage justeringer.På denne måde korrigeres udgangsspændingen i realtid og holder den stabil under skiftende forhold.

Series Pass Element (Transistor)

Seriepaselementet, normalt en transistor, kontrollerer mængden af ​​strøm, der går til output.Det ændrer dens modstand baseret på de signaler, den modtager fra fejlforstærkeren.Hvis udgangsspændingen begynder at gå over eller under 5V, justerer transistoren den aktuelle strømning for at bringe den tilbage til det rigtige niveau.Mens det gør dette, frigiver transistoren også ekstra energi som varme, og det er grunden til, at IC kan blive varm under brug.

Termisk beskyttelseskredsløb

Det termiske beskyttelseskredsløb hjælper med at forhindre, at IC bliver for varm.Hvis IC's temperatur stiger for høj, hvilket kan ske på grund af kraftig brug eller høje eksterne temperaturer, vil dette kredsløb træde ind for at sænke strømmen eller endda lukke IC midlertidigt.Denne funktion er vigtig for at beskytte IC og sørge for, at den ikke bliver beskadiget fra overophedning.

Sikkert driftsområde (SOA) beskyttelse

Beskyttelsen af ​​det sikre driftsområde (SOA) forhindrer 7805 fra at arbejde uden for dets sikre grænser.Denne beskyttelse sikrer, at IC ikke udsættes for for meget spænding eller strøm, hvilket kan få den til at mislykkes.Hvis noget går galt, som en kortslutning eller en pludselig stigning i indgangsspænding, vil denne beskyttelse begrænse IC's operation for at forhindre skader.Denne funktion hjælper IC med at vare længere og fungerer mere pålideligt.

Håndtering af varme i 7805 IC

Håndtering af varme i 7805 spændingsregulatoren kan være en udfordring.7805 reducerer en højere indgangsspænding til en stabil 5V -udgang, men når indgangsspændingen er meget højere end 5V, omdannes den ekstra spænding til varme.For eksempel, hvis input er 15V, og strømmen er 0,5A, vil regulatoren producere 5 watt varme.Dette kan være for meget varme til, at 7805 kan håndtere uden afkøling, hvilket potentielt får det til at overophedes og mislykkes.

For at reducere varmen er det bedst at holde indgangsspændingen tæt på 7V, hvilket er det minimum, der kræves for stabil 5V -udgang.Jo tættere indgangsspændingen er på 7v, jo mindre overskydende energi er regulatoren nødt til at konvertere til varme.Hvis en højere indgangsspænding er nødvendig, kan en køleplade fastgøres til 7805 for at hjælpe med at afkøle den ved at sprede varmen over et større overfladeareal.Jo større køleplade, jo bedre vil det være ved at sprede varme og holde regulatoren inden for et sikkert temperaturområde.

Funktioner i 7805 spændingsregulator IC

Minimale eksterne komponenter

En af de bedste ting ved 7805 IC er, at den har brug for meget få ekstra dele for at arbejde.Normalt kræver det kun to små kondensatorer - en på inputsiden og en på outputsiden.Disse kondensatorer hjælper med at holde spændingen stabil og reducere eventuelle pludselige ændringer eller støj i strømmen.Fordi 7805 ikke har brug for mange ekstra dele, gør det designet enklere og sænker omkostningerne.Dette gør det til et godt valg for mange projekter.

Bred indgangsspændingsområde

7805 kan arbejde med en lang række indgangsspændinger fra 7V til 35V.Dette betyder, at det kan håndtere strøm fra forskellige kilder, selvom spændingen er højere eller lavere end forventet.Så længe indgangsspændingen forbliver inden for dette interval, giver 7805 en stabil 5V -udgang.Denne fleksibilitet gør det nyttigt i forskellige situationer, hvor indgangseffekten muligvis ikke altid er den samme.

Nuværende kapacitet

7805 kan give op til 1,5A strøm, hvilket gør det nyttigt til enheder, der har brug for en moderat mængde strøm, såsom små motorer eller sensorer.Det kan pålideligt levere denne strøm til forskellige elektroniske dele, men den faktiske strøm afhænger af, hvor meget varme IC genererer og indgangsspændingen.Hvis det bliver for varmt, eller indgangsspændingen er for lav, kan strømmen muligvis reduceres.Til de fleste formål kan 7805 stadig imødekomme magtbehovene på mange enheder.

Lav standbystrøm

Når 7805 ikke aktivt leverer strøm til en enhed, bruger den selv meget lidt energi, normalt omkring 5mA.Dette betyder, at det ikke spilder meget strøm, hvilket er især nyttigt i enheder, der kører på batterier.Da det ikke dræner magten unødigt, hjælper det med at gøre systemer mere effektive, især i design, hvor redning af energi er en prioritet.

Indbygget beskyttelse

7805 IC leveres med flere sikkerhedsfunktioner, der beskytter både IC og de enheder, den driver.Det har termisk beskyttelse, der slukker for IC, hvis den bliver for varm.Det har også en indbygget strømbegrænser, der forhindrer for meget strøm i at flyde, beskytte kredsløbet mod skader.Endelig kan det håndtere kortslutninger uden at mislykkes takket være dets interne sikkerhedsforanstaltninger.Disse indbyggede beskyttelser gør 7805 til et pålideligt valg for mange projekter, selv i miljøer, hvor kraftforholdene kan ændre sig uventet.

Fordelene ved at bruge 7805 IC

Let at bruge

En af de største fordele ved 7805 IC er, hvor enkelt det er at arbejde med.Du har kun brug for et par yderligere komponenter, som kondensatorer, for at stabilisere input- og udgangsspændingerne.Dette gør det nemt at konfigurere, selv for mennesker, der lige er begyndt i elektronik.Pin -layoutet er let at forstå: en pin til indgangsspændingen, en til jorden og en til 5V -udgangen.Denne enkelhed betyder, at du hurtigt kan tilføje 7805 til et kredsløb uden at skulle foretage komplekse justeringer eller håndtere komplicerede opsætninger.

Sikkerhedsfunktioner

7805 IC inkluderer indbyggede sikkerhedsfunktioner, der beskytter den mod skader.En sådan funktion er termisk beskyttelse, der automatisk lukker IC, hvis den bliver for varm.Dette forhindrer IC og andre dele i kredsløbet i at blive beskadiget.Dette er især nyttigt i situationer, hvor kredsløbet kan blive for varmt, eller hvor afkøling er et problem.En anden nyttig funktion er kortslutningsbeskyttelse.Hvis der er en fejl i kredsløbet, der forårsager en kortslutning, vil 7805 begrænse strømmen, der flyder gennem den, der beskytter både sig selv og resten af ​​kredsløbet mod skade.Disse beskyttelser gør 7805 til et holdbart og pålideligt valg til mange elektronikprojekter.

Fælles applikationer

7805 IC er vidt brugt i kredsløb, der har brug for en stabil 5V strømforsyning.Det findes ofte på enheder, der bruger lav effekt, såsom mikrocontroller -projekter, indlejrede systemer og mange typer sensorer.Mange elektroniske komponenter, som mikroprocessorer, skærme og kommunikationsmoduler, har brug for en stabil 5V for at fungere korrekt.7805 IC leverer denne stabile effekt, som hjælper disse komponenter med at køre glat.Fordi det er let at finde og fungerer godt i en lang række applikationer, er 7805 IC tillid til af både fagfolk og hobbyister i deres projekter.

Anvendelser af 7805 spændingsregulator

Figur 7: 12V til 5V USB -strømforsyning ved hjælp af 7805 spændingsregulator

7805 spændingsregulatoren er en meget anvendt komponent i mange elektroniske enheder.Dets job er at tilvejebringe en stabil 5V -output, som er nyttig til kredsløb, der har brug for en stabil strømforsyning.

For eksempel i mobiltelefonopladere hjælper 7805 med at holde spændingen stabil ved 5V, selvom strømmen, der kommer fra vægstikket ændres.Dette er vigtigt for sikkert opladningsenheder, der kræver en konsekvent spænding.Tilsvarende kan det findes i UPS -systemer med uafbrudt strømforsyning (UPS), hvor det hjælper med at levere en konstant spænding til kredsløb, der ikke har råd til afbrydelser eller dråber i magten.

På enheder som bærbare medieafspillere kan batteriets spænding svinge, når det drænes, men 7805 sikrer, at de interne komponenter stadig får en stabil 5V, der beskytter enheden mod skader forårsaget af pludselige magtændringer.Kredsløb med lav effekt, såsom dem i små elektroniske projekter eller gadgets, er også afhængige af 7805 for at levere ensartet spænding.Disse kredsløb kan indeholde følsomme dele som mikrokontrollere og sensorer, som kan fungere eller blive beskadiget, hvis strømmen ikke er stabil.7805 sørger for, at output forbliver ved 5V, uanset hvad der sker med indgangseffekten.

I nogle tilfælde kan 7805 bruges i kredsløb, der skal kontrollere strømmen af ​​strøm.Selvom det hovedsageligt er designet til at regulere spænding, når de kombineres med andre dele som modstande eller transistorer, kan det også hjælpe med at regulere strømmen.Det bruges ofte i infrarøde fjernbetjeninger til at give den stabile magt, der er nødvendig til at sende signaler.Timing -enheder, såsom stopur, drager også fordel af 7805. Det holder de interne urkomponenter fungerer korrekt, hvilket sikrer, at enheden måler tid nøjagtigt ved at tilvejebringe ensartet spænding.

Kondensatorers rolle i 7805 kredsløb

Figur 8: Spændingsreguleringskredsløb med kondensatorer

Kondensatorer er små elektroniske komponenter, der ofte føjes til kredsløb med 7805 spændingsregulatoren.De hjælper med at gøre spændingen glattere og reducere uønsket elektrisk støj.Uden disse kondensatorer kunne output fra regulatoren have små ændringer i spænding, hvilket kan påvirke ydelsen af ​​de tilsluttede dele.

På inputsiden af ​​7805 bruges en kondensator med en værdi på 0,33 µF typisk til at filtrere enhver støj fra strømkilden.Dette bliver især nyttigt, hvis regulatoren er placeret mere end 10 tommer væk fra strømforsyningen, da elektrisk støj eller pigge kan være mere almindelige over længere afstande.Kondensatoren absorberer disse udsving, hvilket sikrer, at der leveres en mere stabil spænding til indgangen til 7805.

På udgangssiden tilsættes en mindre kondensator, normalt omkring 0,1 µF, for yderligere at glatte den regulerede spænding yderligere.Selvom 7805 gør et godt stykke arbejde med at stabilisere spændingen, kan nogle mindre ændringer stadig forekomme.Disse ændringer kan være forårsaget af eksterne faktorer eller andre dele i kredsløbet.Outputkondensatoren hjælper med at filtrere disse små variationer, hvilket sikrer, at spændingen forbliver så stabil som muligt ved 5V.Dette giver en mere pålidelig strømforsyning til enheder, der er følsomme over for spændingsændringer, såsom mikrokontrollere eller andre digitale komponenter, der kræver ensartet effekt for at fungere korrekt.

Konklusion

7805 spændingsregulator hjælper med at holde strømforsyningen stabil ved 5V, hvilket gør den nyttig til mange forskellige elektronikprojekter.Det er let at bruge, har indbygget beskyttelse og kan findes i en række enheder, fra små gadgets til mere komplekse systemer.Ved at bruge 7805 kan du hjælpe med at sikre, at dine enheder fungerer korrekt uden strømproblemer.

Ofte stillede spørgsmål [FAQ]

1. Hvor meget spænding kan 7805 håndtere?

7805 spændingsregulatoren kan håndtere en indgangsspænding på op til 35V, men den er mere sikker og fungerer bedre, hvis input forbliver mellem 7V og 25V.Hvis indgangsspændingen er for høj, kan den overophedes eller blive beskadiget.

2. Hvad er spændingen af ​​AC i 7805?

7805 er designet til at regulere DC -spænding, ikke AC.Du skal først konvertere AC til DC ved hjælp af noget som en ensretter, før du forbinder det til 7805.

3. Kan jeg bruge 7805 uden en kondensator?

Ja, du kan teknisk bruge 7805 uden kondensatorer, men det fungerer ikke så godt.Kondensatorer hjælper med at udjævne spændingen og sørg for, at output forbliver stabil.Normalt anbringes en lille kondensator på input (0,33 µF) og en anden på output (0,1 uF) for bedre ydelse.

4. Hvordan reduceres 12V til 5V ved hjælp af 7805?

For at bringe 12V ned til 5V forbinder du 12V -input til 7805's inputstift, tilslut jordstiften til jorden, og 7805 giver dig 5V fra dens output -stift.Glem ikke at bruge kondensatorer til at hjælpe med at holde spændingen stabil.

5. Hvad er det interne arbejde i 7805?

Inde i 7805 er der små elektroniske dele som transistorer, modstande og referencedioder, der fungerer sammen for at holde udgangsspændingen ved 5V.Det gør dette ved at omdanne den ekstra spænding til varme, så output forbliver stabil, selvom indgangsspændingen eller belastningen ændres.