7805 Napetostni regulator

Regulator napetosti 7805 je priljubljena komponenta, ki se uporablja za zagotavljanje stalnega 5V izhoda v elektronskih vezjih, ki zagotavlja, da naprave nemoteno delujejo tudi, ko se vhodna napetost spremeni.Ta članek pojasnjuje, kako deluje 7805, njegovo postavitev pin, notranje dele, ki pomagajo vzdrževati napetost, in varnostne značilnosti, ki jih vključuje.Ogledali si bomo tudi, kako se uporabljajo v napravah, kot so mobilni polnilci in sistemi, ki potrebujejo stabilno moč za majhno elektroniko.

Katalog

Slika 1: 7805 regulator napetosti

Uvod v regulatorje napetosti

Regulator napetosti pomaga ohranjati izhodno napetost, tudi ko se vhodna napetost spremeni ali se električna obremenitev spreminja.Ohranjanje stabilne napetosti je zelo koristno za zagotovitev, da elektronske naprave dobro delujejo in se ne poškodujejo zaradi sprememb napetosti.

Slika 2: Različne vrste regulatorjev napetosti

Regulatorji napetosti delujejo tako, da nastavijo tok toka, da ostane enaka izhodna napetost, tudi če se vhodna napetost ali obremenitev spremeni.Če vhodna napetost narašča, regulator zmanjšuje tok toka in če vhodna napetost pade, poveča tok toka, da ohrani pravilno izhodno napetost.

V mnogih sodobnih napravah so napetostni regulatorji vgrajeni v integrirana vezja (ICS), ki so majhna in zanesljiva.Eden od običajnih regulatorja IC je 7805, ki zagotavlja stalen +5V izhod.Ta vrsta regulatorja se pogosto uporablja v elektronskih napravah, ki potrebujejo stabilno napajanje, kot so računalniki in polnilniki mobilnih telefonov.

Kakšen je regulator napetosti 7805?

Slika 3: 7805 regulator napetosti

Regulator napetosti 7805 je pogosto uporabljena naprava, ki pomaga pri nadzoru in zagotavlja enakomeren 5V izhod v elektronskih vezjih.Pripada družini regulatorjev, imenovanih serija "78xx", kjer se "xx" nanaša na izhodno napetost.V primeru 7805 je zasnovan tako, da daje fiksni 5V.Ta regulator lahko vzame vhodno napetost od 7V do 35V in še vedno zagotovi, da izhod ostane pri 5V.

7805 deluje tako, da dohodno napetost zniža na zahtevani 5V in se znebi dodatne energije kot toplote.Imenuje se "linearni" regulator, ker ne pretvori dodatne energije učinkovito, ampak jo preprosto izgori kot toploto, da se napetost zmanjša.Na primer, če regulatorju zagotovite 12V, bo zmanjšal proizvodnjo na 5V, preostala energija (razlika med 12V in 5V) pa se spremeni v toploto.

Glavna naloga 7805 je, da se izhodna napetost ohranja enakomerna, tudi če se vhodna napetost spremeni.Vendar ta postopek ustvarja toploto, zlasti kadar je vhodna napetost veliko višja od 5V ali kadar vezje potrebuje več toka.Za obvladovanje te toplote 7805 pogosto potrebuje hladilno hladilno hladilno metodo.Brez načina, da bi ga ohladili, se lahko regulator prevroče, kar bi lahko vplivalo na to, kako dobro deluje ali povzroči, da neha v celoti delovati.

Konfiguracija pin 7805 IC

Slika 4: Konfiguracija PIN -a 7805 regulatorja napetosti

• Pin 1 (vhod): Tu povezujete napetost, ki še ni bila urejena.Napetost, ki prihaja, mora biti vsaj 2V višja od 5V izhoda, ki ga želite.Če želite dobiti stabilen 5V izhod, mora biti vhodna napetost vsaj 7V.

• Pin 2 (ozemljitev): Ta zatič se priključi na tla (ali ničelna napetost) vašega vezja.Služi kot referenčna točka tako za vhodne kot izhodne napetosti.

• Pin 3 (izhod): Od tod prihaja enakomeren 5V izhod.Izhod je običajno med 4,8 V in 5,2 V, vendar naj bi ostal čim bližje 5V.

Kako deluje 7805 IC?

Slika 5: Diagram vezja, ki prikazuje, kako deluje regulator napetosti 7805

Znotraj IC -ja več delov deluje skupaj, da ohrani konstantno izhodno napetost, tudi če pride do sprememb vhodne napetosti ali obremenitve.Tu je preprosta razlaga, kako vsak del IC deluje, da ohrani ta stalen izhod.

Izhodiščni krog

Izhodiščni vezje je prvi del, ki se aktivira, ko je 7805 vklopljen.Njegova naloga je zagotoviti, da bodo vsi drugi notranji deli IC pripravljeni začeti delovati.Ko je moč uporabljena, to vezje sproži vse v gibanju, kar omogoča 7805, da začne uravnavati napetost.

Trenutni generator

Trenutni generator upravlja, koliko toka teče znotraj IC.Ta del zagotavlja, da druge notranje komponente dobijo pravilno količino toka, da pravilno delujejo.IC pomaga, da se prilagodi različnim situacijam, na primer, ko se obremenitev na IC spremeni, tako da lahko še naprej zagotavlja stabilne zmogljivosti.

Referenčna napetost (zener dioda)

Slika 6: simbol diode Zener

7805 uporablja zenersko diodo za ustvarjanje enakomerne referenčne napetosti.Ta referenčna napetost deluje kot vodnik, ki ga IC uporablja za zagotovitev, da izhodna napetost ostane pri 5V.Zener dioda je izbrana, ker lahko vzdržuje konsistentno napetost, kar pomaga IC primerjati in po potrebi prilagoditi izhodno napetost.

Ojačevalnik napak

Ojačevalnik napak je odgovoren za nenehno preverjanje izhodne napetosti.Primerja dejansko izhodno napetost z referenčno napetostjo, ki jo je postavila Zener Dioda.Če izhodna napetost ni ravno 5V, ojačevalnik napak pošlje signal za prilagoditev.Tako se izhodna napetost popravi v realnem času, pri čemer je stabilna v spreminjajočih se pogojih.

Series Pass Element (tranzistor)

Element serije, ki je običajno tranzistor, nadzoruje količino toka, ki gre na izhod.Spremeni svoj odpor na podlagi signalov, ki jih prejme iz ojačevalnika napak.Če se izhodna napetost začne spuščati nad ali pod 5V, tranzistor prilagodi tok toka, da ga vrne na pravilno raven.Med tem tranzistor sprošča tudi dodatno energijo kot toploto, zato lahko IC med uporabo postane toplo.

Vezje toplotne zaščite

Tokokrog toplotne zaščite pomaga preprečiti, da bi IC postal prevroče.Če se temperatura IC dvigne previsoko, kar se lahko zgodi zaradi močne uporabe ali visokih zunanjih temperatur, bo to vezje stopilo v spuščanje toka ali celo začasno izklopljeno IC.Ta funkcija je pomembna za zaščito IC in poskrbeti, da se ne bo poškodovala pred pregrevanjem.

Zaščita varnega obratovanja (SOA)

Zaščita varnega obratovanja (SOA) preprečuje, da bi 7805 deloval zunaj svojih varnih meja.Ta zaščita zagotavlja, da IC ni izpostavljen preveč napetosti ali toku, zaradi česar lahko ne uspe.Če gre kaj narobe, kot je kratek stik ali nenaden trn v vhodni napetosti, bo ta zaščita omejila delovanje IC, da prepreči poškodbe.Ta funkcija pomaga, da IC traja dlje in deluje bolj zanesljivo.

Upravljanje toplote v 7805 IC

Upravljanje toplote v regulatorju napetosti 7805 je lahko izziv.7805 zmanjša višjo vhodno napetost na enakomeren 5V izhod, ko pa je vhodna napetost veliko večja od 5V, se dodatna napetost pretvori v toploto.Na primer, če je vhod 15V in tok 0,5A, bo regulator ustvaril 5 vatov toplote.To je lahko preveč toplote, da bi se 7805 obvladali brez hlajenja, kar lahko povzroči pregrevanje in neuspešno.

Če želite zmanjšati toploto, je najbolje, da vhodno napetost ohranite blizu 7V, kar je minimalno potreben za stabilen 5V izhod.Čim bližje je vhodna napetost 7V, manj presežne energije mora regulator pretvoriti v toploto.Če je potrebna večja vhodna napetost, lahko na 7805 pritrdite hladilnik, da ga ohladimo s širjenjem toplote po večji površini.Večja kot je hladilnik, tem bolje bo pri razpršitvi toplote in ohranjanju regulatorja v varnem temperaturnem območju.

Značilnosti 7805 napetostnega regulatorja IC

Minimalne zunanje komponente

Ena najboljših stvari pri 7805 IC je, da za delo potrebuje zelo malo dodatnih delov.Običajno potrebuje le dva majhna kondenzatorja - enega na vhodni strani in enega na izhodni strani.Ti kondenzatorji pomagajo ohraniti napetost in zmanjšati morebitne nenadne spremembe ali hrup v moči.Ker 7805 ne potrebuje veliko dodatnih delov, naredi dizajn poenostavitev in znižuje stroške.To je odlična izbira za številne projekte.

Širok razpon vhodne napetosti

7805 lahko deluje s široko paleto vhodnih napetosti, od 7V do 35V.To pomeni, da lahko upravlja z močjo iz različnih virov, tudi če je napetost višja ali nižja od pričakovane.Dokler vhodna napetost ostane v tem območju, bo 7805 dal enakomeren 5V izhod.Ta prilagodljivost je koristna za različne situacije, ko vhodna moč morda ni vedno enaka.

Trenutna zmogljivost

7805 lahko zagotovi do 1,5a toka, zaradi česar je uporabna za naprave, ki potrebujejo zmerno količino moči, kot so majhni motorji ali senzorji.Ta tok lahko zanesljivo dovaja na različne elektronske dele, vendar je dejanski tok odvisen od tega, koliko toplote ustvari IC in vhodne napetosti.Če se prevroče ali je vhodna napetost prenizka, se lahko tok zmanjša.Kljub temu lahko 7805 za večino namenov zlahka zadovolji potrebe po moči številnih naprav.

Nizka pripravljenost

Ko 7805 napravi ne zagotavlja aktivno moči, uporablja zelo malo energije, običajno okoli 5mA.To pomeni, da ne zapravlja veliko moči, kar je še posebej uporabno v napravah, ki delujejo na baterijah.Ker ne odvaja po nepotrebnem, pomaga narediti sisteme učinkovitejše, zlasti pri modelih, kjer je prihranek energije prednostna naloga.

Vgrajena zaščita

7805 IC ima več varnostnih funkcij, ki ščitijo tako IC kot naprave, ki jih napaja.Ima toplotno zaščito, ki izklopi IC, če se preveč segreje.Prav tako ima vgrajen omejevalnik toka, ki preprečuje, da bi preveč toka tekel, kar ščiti vezje pred poškodbami.Končno lahko obvlada kratke tokokroge, ne da bi neuspešno, zahvaljujoč svojim notranjim varnostnim ukrepom.Ta vgrajena zaščita naredi 7805 zanesljivo izbiro za številne projekte, tudi v okoljih, kjer se lahko pogoji moči nepričakovano spremenijo.

Prednosti uporabe 7805 IC

Enostaven za uporabo

Ena največjih prednosti 7805 IC je, kako preprosto je delati.Za stabilizacijo vhodnih in izhodnih napetosti potrebujete le nekaj dodatnih komponent, kot so kondenzatorji.To olajša nastavitev, tudi za ljudi, ki se šele začenjajo v elektroniki.Postavitev zatiča je enostavno razumeti: en zatič za vhodno napetost, ena za ozemljitev in ena za 5V izhod.Ta preprostost pomeni, da lahko 7805 hitro dodate v vezje, ne da bi morali narediti zapletene prilagoditve ali se ukvarjati s kakršnimi koli zapletenimi nastavitvami.

Varnostne funkcije

7805 IC vključuje vgrajene varnostne značilnosti, ki ga ščitijo pred škodo.Ena takšnih funkcij je termična zaščita, ki samodejno izklopi IC, če se preveč segreje.To preprečuje, da bi se IC in drugi deli v vezju poškodovali.To je še posebej koristno v situacijah, ko se vezje lahko preveč ogreje ali kjer je hlajenje zaskrbljujoče.Druga uporabna funkcija je zaščita kratkega stika.Če je v vezju okvara, ki povzroči kratek krog, bo 7805 omejil tok, ki teče skozi njega, tako da bo ščitil tako sebe in preostalo vezje pred škodo.Zaradi teh zaščit 7805 je trpežna in zanesljiva izbira za številne projekte elektronike.

Skupne aplikacije

7805 IC se pogosto uporablja v vezjih, ki potrebujejo stabilno napajanje 5V.Pogosto ga najdemo v napravah, ki uporabljajo nizko moč, kot so projekti mikrokontrolerjev, vgrajeni sistemi in številne vrste senzorjev.Številne elektronske komponente, kot so mikroprocesorji, prikazi in komunikacijski moduli, potrebujejo enakomerno 5V za pravilno delo.7805 IC zagotavlja to stabilno moč, ki pomaga te komponente nemoteno.Ker je enostavno najti in dobro deluje v številnih aplikacijah, 7805 IC zaupajo tako strokovnjaki kot hobiji v svojih projektih.

Uporaba regulatorja napetosti 7805

Slika 7: 12V do 5V napajalnik USB z uporabo 7805 regulatorja napetosti

Regulator napetosti 7805 je široko uporabljena komponenta v številnih elektronskih napravah.Njegova naloga je zagotoviti stabilen 5V izhod, ki je uporabna za vezja, ki potrebujejo stalno napajanje.

Na primer, v polnilnikih za mobilne telefone 7805 pomaga ohranjati napetost pri 5V, tudi če se moč iz stenske vtičnice spremeni.To je pomembno za varno polnjenje naprav, ki zahtevajo dosledno napetost.Podobno ga najdemo v neprekinjenih sistemih napajanja (UPS), kjer pomaga pri dobavi konstantne napetosti v vezja, ki ne morejo privoščiti motenj ali padcev v napajanju.

V napravah, kot so prenosni predvajalniki medijev, lahko napetost baterije niha, ko izteče, vendar 7805 zagotavlja, da notranje komponente še vedno prejmejo enakomeren 5V, kar varuje napravo pred poškodbami, ki jih povzročajo nenadne spremembe moči.Vezja z nizko močjo, kot so tisti v majhnih elektronskih projektih ali pripomočkih, se prav tako zanašajo na 7805, da bi zagotovili dosledno napetost.Ta vezja lahko vsebujejo občutljive dele, kot so mikrokontrolerji in senzorji, ki bi lahko okvarili ali poškodovali, če moč ni stabilna.7805 zagotavlja, da izhod ostane pri 5V, ne glede na to, kaj se zgodi z vhodno močjo.

V nekaterih primerih se 7805 lahko uporablja v vezjih, ki morajo nadzorovati pretok toka.Čeprav je zasnovan predvsem za uravnavanje napetosti, v kombinaciji z drugimi deli, kot so upori ali tranzistorji, lahko pomaga tudi pri uravnavanju toka.Pogosto se uporablja v infrardečih daljinskih upravljalnikih, da se zagotovi stabilna moč, potrebna za pošiljanje signalov.Časovne naprave, kot so štoparice, koristijo tudi od 7805. Ohranjajo notranje komponente ure pravilno delujejo in zagotavljajo, da naprava natančno meri čas z zagotavljanjem dosledne napetosti.

Vloga kondenzatorjev v 7805 vezjih

Slika 8: Regulacijsko vezje napetosti s kondenzatorji

Kondenzatorji so majhne elektronske komponente, ki se pogosto dodajajo v vezja z regulatorjem napetosti 7805.Pomagajo narediti bolj gladko napetost in zmanjšati neželen električni hrup.Brez teh kondenzatorjev bi lahko izhod iz regulatorja imel majhne spremembe napetosti, kar bi lahko vplivalo na delovanje povezanih delov.

Na vhodni strani 7805 se kondenzator z vrednostjo 0,33 µF običajno uporablja za filtriranje hrupa, ki prihaja iz vira napajanja.To postane še posebej koristno, če je regulator nameščen več kot 10 centimetrov stran od napajanja, saj so električni hrup ali trni lahko pogostejši na daljših razdaljah.Kondenzator absorbira ta nihanja in tako zagotovi, da se v vhod 7805 dostavi bolj enakomerna napetost.

Na izhodni strani dodamo manjši kondenzator, običajno okoli 0,1 µF, za nadaljnje gladko regulirano napetost.Čeprav 7805 dobro opravlja stabilizacijo napetosti, se lahko še vedno zgodi nekaj manjših sprememb.Te spremembe lahko povzročijo zunanji dejavniki ali drugi deli v vezju.Izhodni kondenzator pomaga filtrirati te majhne variacije, pri čemer zagotavlja, da napetost ostane čim bolj enakomerno pri 5V.To zagotavlja zanesljivejšo napajanje za naprave, ki so občutljive na spremembe napetosti, kot so mikrokontrolerji ali druge digitalne komponente, ki za pravilno delo potrebujejo dosledno moč.

Zaključek

Regulator napetosti 7805 pomaga ohranjati napajanje enakomerno pri 5V, zaradi česar je uporaben za številne različne projekte elektronike.Enostaven je, ima vgrajene zaščite in ga je mogoče najti v različnih napravah, od majhnih pripomočkov do bolj zapletenih sistemov.Z uporabo 7805 lahko pomagate zagotoviti, da vaše naprave delujejo pravilno brez težav z električno energijo.

Pogosto zastavljena vprašanja [FAQ]

1. Koliko napetosti lahko roči 7805?

Regulator napetosti 7805 lahko obvlada vhodno napetost do 35 V, vendar je varnejša in deluje bolje, če vhod ostane med 7V in 25V.Če je vhodna napetost previsoka, se lahko pregreje ali poškoduje.

2. Kakšna je napetost AC v 7805?

7805 je zasnovan tako, da uravnava DC napetost, ne pa AC.Preden ga povežete z 7805, morate najprej pretvoriti AC v DC, s čimer se morate povezati.

3. Ali lahko uporabim 7805 brez kondenzatorja?

Da, tehnično lahko uporabite 7805 brez kondenzatorjev, vendar tudi to ne bo delovalo.Kondenzatorji pomagajo zgladiti napetost in se prepričajte, da izhod ostane stabilen.Običajno je na vhod (0,33 µF) nameščen majhen kondenzator in drugi na izhodu (0,1 µF) za boljše delovanje.

4. Kako zmanjšati 12V na 5V z uporabo 7805?

Če želite spustiti 12V na 5V, priključite 12V vhod z vhodnim zatičem 7805, ozemljitev priključite na tla, 7805 pa vam bo dal 5V iz njegovega izhodnega zatiča.Ne pozabite uporabljati kondenzatorjev, da bi napetost ohranili enakomerno.

5. Kakšno je notranje delo 7805?

Znotraj 7805 so majhni elektronski deli, kot so tranzistorji, upori in referenčne diode, ki skupaj delujejo, da ohranijo izhodno napetost pri 5V.To stori tako, da dodatno napetost pretvori v toploto, tako da izhod ostane enakomeren, tudi če se vhodna napetost ali obremenitev spremeni.