7805 spänningsregulator

7805 -spänningsregulatorn är en populär komponent som används för att tillhandahålla en stabil 5V -utgång i elektroniska kretsar, vilket säkerställer att enheter går smidigt även när ingångsspänningen ändras.Den här artikeln förklarar hur 7805 fungerar, dess stiftlayout, de inre delarna som hjälper till att upprätthålla spänningen och säkerhetsfunktionerna den innehåller.Vi kommer också att titta på hur det används i enheter som mobilladdare och system som behöver stabil kraft för liten elektronik.

Katalog

Bild 1: 7805 spänningsregulator

Introduktion till spänningsregulatorer

En spänningsregulator hjälper till att hålla utgångsspänningen stadig, även när ingångsspänningen ändras eller den elektriska belastningen varierar.Att hålla spänningen stabil är mycket användbar för att se till att elektroniska enheter fungerar bra och skadas inte av spänningsförändringar.

Bild 2: Olika typer av spänningsregulatorer

Spänningsregulatorer fungerar genom att justera strömflödet för att hålla utgångsspänningen densamma, även om ingångsspänningen eller belastningen ändras.Om ingångsspänningen stiger, minskar regulatorn strömflödet, och om ingångsspänningen sjunker ökar den strömflödet för att bibehålla rätt utgångsspänning.

I många moderna enheter är spänningsregulatorer inbyggda i integrerade kretsar (ICS), som är små och pålitliga.En vanlig IC -regulator är 7805, som ger en stabil +5V -utgång.Denna typ av regulator används ofta i elektroniska enheter som behöver en stabil strömförsörjning, till exempel datorer och mobiltelefonladdare.

Vad är spänningsregulatorn 7805?

Bild 3: 7805 spänningsregulator

7805 spänningsregulator är en vanligt använt enhet som hjälper till att kontrollera och tillhandahålla en stabil 5V -utgång i elektroniska kretsar.Det tillhör en familj av tillsynsmyndigheter som kallas "78xx" -serien, där "xx" hänvisar till utgångsspänningen.När det gäller 7805 är den utformad för att ge en fast 5V.Denna regulator kan ta en ingångsspänning var som helst från 7V till 35V och fortfarande säkerställa att utgången stannar vid 5V.

7805 fungerar genom att sänka den inkommande spänningen till den erforderliga 5V och bli av med den extra energin som värme.Det kallas en "linjär" regulator eftersom den inte konverterar den extra energin effektivt, utan helt enkelt bränner den som värme för att minska spänningen.Om du till exempel förser regulatorn med 12V kommer den att minska utgången till 5V och resten av energin (skillnaden mellan 12V och 5V) förvandlas till värme.

7805: s huvudsakliga uppgift är att hålla utgångsspänningen stadig, även om ingångsspänningen ändras.Denna process skapar emellertid värme, särskilt när ingångsspänningen är mycket högre än 5V eller när kretsen behöver mer ström.För att hantera denna värme behöver 7805 ofta en kylfläns eller någon annan kylmetod.Utan ett sätt att kyla ner det kan regulatorn bli för varm, vilket kan påverka hur bra den fungerar eller få den att sluta fungera helt.

PIN -konfiguration av 7805 IC

Bild 4: PIN -konfiguration av 7805 spänningsregulator

• Pin 1 (ingång): Det är här du ansluter spänningen som inte har reglerats än.Spänningen som kommer in måste vara minst 2V högre än den 5V -utgången du vill ha.Så för att få en stabil 5V -utgång måste ingångsspänningen vara minst 7V.

• stift 2 (mark): Denna stift ansluts till marken (eller nollspänning) på din krets.Det fungerar som referenspunkt för både ingångs- och utgångsspänningar.

• Pin 3 (utgång): Det är här Steady 5V -utgången kommer från.Utgången är vanligtvis mellan 4,8V och 5.2V, men den är avsedd att stanna så nära 5V som möjligt.

Hur fungerar 7805 IC?

Bild 5: Kretsdiagram som visar hur 7805 -spänningsregulatorn fungerar

Inuti IC arbetar flera delar tillsammans för att hålla utgångsspänningen konstant, även om det finns förändringar i ingångsspänningen eller belastningen.Här är en enkel förklaring av hur varje del av IC fungerar för att upprätthålla den stadiga produktionen.

Startkrets

Startkretsen är den första delen som aktiveras när 7805 är påslagen.Dess uppgift är att se till att alla andra interna delar av IC är redo att börja arbeta.När strömmen appliceras sätter denna krets allt i rörelse, vilket gör att 7805 kan börja reglera spänningen.

Nuvarande generator

Den nuvarande generatorn hanterar hur mycket ström flyter inuti IC.Denna del säkerställer att de andra interna komponenterna får rätt mängd ström för att fungera korrekt.Det hjälper IC att anpassa sig till olika situationer, som när lasten på IC ändras, så att den kan fortsätta att leverera stabil prestanda.

Referensspänning (Zener Diode)

Bild 6: Zener Diode Symbol

7805 använder en Zener -diod för att skapa en stadig referensspänning.Denna referensspänning fungerar som en guide som IC använder för att se till att utgångsspänningen förblir vid 5V.Zener -dioden väljs eftersom den kan upprätthålla en konsekvent spänning, vilket hjälper IC att jämföra och justera utgångsspänningen efter behov.

Felförstärkare

Felförstärkaren är ansvarig för att ständigt kontrollera utgångsspänningen.Den jämför den faktiska utgångsspänningen med referensspänningen som ställts in av Zener -dioden.Om utgångsspänningen inte är exakt 5V skickar felförstärkaren en signal för att göra justeringar.På detta sätt korrigeras utgångsspänningen i realtid och håller den stadig under förändrade förhållanden.

Serie Pass Element (transistor)

Seriens passelement, vanligtvis en transistor, styr mängden ström som går till utgången.Den ändrar dess motstånd baserat på de signaler som den får från felförstärkaren.Om utgångsspänningen börjar gå över eller under 5V, justerar transistorn strömflödet för att få den tillbaka till rätt nivå.Medan du gör detta släpper transistorn också extra energi som värme, varför IC kan bli varm under användning.

Termisk skyddskrets

Den termiska skyddskretsen hjälper till att förhindra att IC blir för varm.Om IC: s temperatur stiger för högt, vilket kan hända på grund av tung användning eller höga yttre temperaturer, kommer denna krets att gå in för att sänka strömmen eller till och med stänga av IC tillfälligt.Denna funktion är viktig för att skydda IC och se till att den inte skadas av överhettning.

Safe Operating Area (SOA) skydd

Safe Operating Area (SOA) -skyddet hindrar 7805 från att arbeta utanför dess säkra gränser.Detta skydd säkerställer att IC inte utsätts för för mycket spänning eller ström, vilket kan få det att misslyckas.Om något går fel, som en kortslutning eller en plötslig spik i ingångsspänningen, kommer detta skydd att begränsa IC: s operation för att förhindra skador.Den här funktionen hjälper IC att hålla längre och fungera mer pålitligt.

Hantera värme i 7805 IC

Att hantera värme i 7805 -spänningsregulatorn kan vara en utmaning.7805 minskar en högre ingångsspänning till en stabil 5V -utgång, men när ingångsspänningen är mycket högre än 5V omvandlas extraspänningen till värme.Om till exempel ingången är 15V och strömmen är 0,5A kommer regulatorn att producera 5 watt värme.Detta kan vara för mycket värme för 7805 att hantera utan kylning, vilket kan orsaka att det överhettas och misslyckas.

För att minska värmen är det bäst att hålla ingångsspänningen nära 7V, vilket är det minsta som krävs för stabil 5V -utgång.Ju närmare ingångsspänningen är 7V, desto mindre överskott av energi måste regulatorn konvertera till värme.Om en högre ingångsspänning är nödvändig kan en kylfläns fästas till 7805 för att hjälpa till att kyla ner den genom att sprida värmen över en större ytarea.Ju större kylflänsen, desto bättre kommer det att vara vid spridning av värme och hålla regulatorn inom ett säkert temperaturområde.

Funktioner i 7805 spänningsregulator IC

Minimala externa komponenter

En av de bästa sakerna med 7805 IC är att den behöver mycket få extra delar för att fungera.Vanligtvis kräver det bara två små kondensatorer - en på ingångssidan och en på utgångssidan.Dessa kondensatorer hjälper till att hålla spänningen stadig och minska eventuella plötsliga förändringar eller brus i kraften.Eftersom 7805 inte behöver många extra delar gör det designen enklare och sänker kostnaden.Detta gör det till ett utmärkt val för många projekt.

Bred ingångsspänningsområde

7805 kan arbeta med ett brett utbud av ingångsspänningar, från 7V till 35V.Detta innebär att den kan hantera kraft från olika källor, även om spänningen är högre eller lägre än väntat.Så länge ingångsspänningen förblir inom detta intervall kommer 7805 att ge en stadig 5V -utgång.Denna flexibilitet gör den användbar för en mängd olika situationer där ingångseffekten inte alltid är densamma.

Nuvarande kapacitet

7805 kan ge upp till 1,5A ström, vilket gör det användbart för enheter som behöver en måttlig kraft, såsom små motorer eller sensorer.Det kan tillförlitligt leverera denna ström till olika elektroniska delar, men den faktiska strömmen beror på hur mycket värme IC genererar och ingångsspänningen.Om det blir för varmt eller ingångsspänningen är för låg kan strömmen minskas.Fortfarande, för de flesta ändamål, kan 7805 enkelt tillgodose kraftbehovet för många enheter.

Låg standbyström

När 7805 inte aktivt tillhandahåller kraft till en enhet använder den mycket lite energi själv, vanligtvis cirka 5mA.Detta innebär att det inte slösar mycket kraft, vilket är särskilt användbart i enheter som körs på batterier.Eftersom det inte tappar kraft onödigt, hjälper det att göra systemen mer effektiva, särskilt i mönster där sparande energi är en prioritering.

Inbyggda skydd

7805 IC kommer med flera säkerhetsfunktioner som skyddar både IC och de enheter som den driver.Det har termiskt skydd, vilket stänger av IC om det blir för varmt.Den har också en inbyggd strömbegränsare som förhindrar för mycket ström från att flyta och skydda kretsen från skador.Slutligen kan den hantera kortkretsar utan att misslyckas tack vare dess interna säkerhetsåtgärder.Dessa inbyggda skydd gör 7805 till ett tillförlitligt val för många projekt, även i miljöer där kraftförhållanden kan förändras oväntat.

Fördelar med att använda 7805 IC

Lätt att använda

En av de största fördelarna med 7805 IC är hur enkelt det är att arbeta med.Du behöver bara några ytterligare komponenter, som kondensatorer, för att stabilisera ingångs- och utgångsspänningarna.Detta gör det enkelt att ställa in, även för människor som just börjar inom elektronik.Stiftlayouten är lätt att förstå: en stift för ingångsspänningen, en för marken och en för 5V -utgången.Denna enkelhet innebär att du snabbt kan lägga till 7805 i en krets utan att behöva göra komplexa justeringar eller hantera komplicerade inställningar.

Säkerhetsfunktioner

7805 IC inkluderar inbyggda säkerhetsfunktioner som skyddar den från skador.En sådan funktion är termiskt skydd, som automatiskt stänger av IC om det blir för varmt.Detta förhindrar att IC och andra delar i kretsen skadas.Detta är särskilt användbart i situationer där kretsen kan bli för varm eller där kylning är ett problem.En annan användbar funktion är kortslutningsskydd.Om det finns ett fel i kretsen som orsakar en kortslutning, kommer 7805 att begränsa strömmen som strömmar genom den och skyddar både sig själv och resten av kretsen från skada.Dessa skydd gör 7805 till ett hållbart och pålitligt val för många elektronikprojekt.

Gemensamma applikationer

7805 IC används allmänt i kretsar som behöver en stabil 5V -strömförsörjning.Det finns ofta i enheter som använder låg effekt, till exempel mikrokontrollprojekt, inbäddade system och många typer av sensorer.Många elektroniska komponenter, som mikroprocessorer, skärmar och kommunikationsmoduler, behöver en stabil 5V för att fungera korrekt.7805 IC ger denna stabila kraft, som hjälper dessa komponenter att fungera smidigt.Eftersom det är lätt att hitta och fungerar bra i ett brett utbud av applikationer, litar 7805 IC av både proffs och hobbyister i sina projekt.

Applikationer av 7805 spänningsregulator

Bild 7: 12V till 5V USB -strömförsörjning med 7805 spänningsregulator

7805 spänningsregulator är en allmänt använt komponent i många elektroniska enheter.Dess uppgift är att tillhandahålla en stabil 5V -utgång, som är användbar för kretsar som behöver en stadig strömförsörjning.

Till exempel, i mobiltelefonladdare, hjälper 7805 att hålla spänningen stadig vid 5V, även om kraften som kommer från vägguttaget ändras.Detta är viktigt för säkert laddningsanordningar som kräver en jämn spänning.På liknande sätt finns det i oavbruten strömförsörjningssystem (UPS), där det hjälper till att leverera en konstant spänning till kretsar som inte har råd med avbrott eller droppar i kraft.

I enheter som bärbara mediaspelare kan batteriets spänning variera när det tappar, men 7805 säkerställer att de inre komponenterna fortfarande får en stabil 5V och skyddar enheten från skador orsakade av plötsliga förändringar i kraft.Lågkraftkretsar, såsom de i små elektroniska projekt eller prylar, förlitar sig också på 7805 för att leverera konsekvent spänning.Dessa kretsar kan innehålla känsliga delar som mikrokontroller och sensorer, som kan fungera eller skadas om kraften inte är stabil.7805 ser till att utgången stannar vid 5V, oavsett vad som händer med ingångseffekten.

I vissa fall kan 7805 användas i kretsar som behöver kontrollera strömflödet.Även om den huvudsakligen är utformad för att reglera spänningen, i kombination med andra delar som motstånd eller transistorer, kan det också hjälpa till att reglera strömmen.Det används ofta i infraröda fjärrkontroller för att ge den stabila kraften som behövs för att skicka signaler.Timingenheter, såsom stoppur, drar också nytta av 7805. Det håller de interna klockkomponenterna som fungerar korrekt, vilket säkerställer att enheten mäter tiden exakt genom att tillhandahålla konsekvent spänning.

Kondensatorernas roll i 7805 kretsar

Bild 8: Spänningsregleringskretsen med kondensatorer

Kondensatorer är små elektroniska komponenter som ofta tillsätts i kretsar med 7805 -spänningsregulatorn.De hjälper till att göra spänningen mjukare och minska oönskat elektriskt brus.Utan dessa kondensatorer kan utgången från regulatorn ha små spänningsändringar, vilket kan påverka de anslutna delarna.

På ingångssidan av 7805 används vanligtvis en kondensator med ett värde av 0,33 μF för att filtrera bort eventuella brus som kommer från kraftkällan.Detta blir särskilt användbart om regulatorn är placerad mer än 10 tum från strömförsörjningen, eftersom elektriskt brus eller spikar kan vara vanligare över längre avstånd.Kondensatorn absorberar dessa fluktuationer, vilket säkerställer att en mer stadig spänning levereras till ingången till 7805.

På utgångssidan tillsätts en mindre kondensator, vanligtvis cirka 0,1 μF, för att ytterligare jämna ut den reglerade spänningen.Även om 7805 gör ett bra jobb med att stabilisera spänningen, kan vissa mindre förändringar fortfarande inträffa.Dessa förändringar kan orsakas av externa faktorer eller andra delar i kretsen.Utgångskondensatorn hjälper till att filtrera bort dessa små variationer, vilket säkerställer att spänningen förblir så stadig som möjligt vid 5V.Detta ger en mer pålitlig strömförsörjning för enheter som är känsliga för spänningsändringar, såsom mikrokontroller eller andra digitala komponenter som kräver att en konsekvent kraft fungerar korrekt.

Slutsats

7805 -spänningsregulatorn hjälper till att hålla strömförsörjningen stadig vid 5V, vilket gör det användbart för många olika elektronikprojekt.Det är enkelt att använda, har inbyggda skydd och finns i olika enheter, från små prylar till mer komplexa system.Genom att använda 7805 kan du hjälpa dig att se till att dina enheter fungerar korrekt utan strömproblem.

Vanliga frågor [FAQ]

1. Hur mycket spänning kan 7805 hantera?

7805 -spänningsregulatorn kan hantera en ingångsspänning på upp till 35V, men den är säkrare och fungerar bättre om ingången förblir mellan 7V och 25V.Om ingångsspänningen är för hög kan den överhettas eller skadas.

2. Vad är spänningen för AC 7805?

7805 är utformad för att reglera likspänning, inte AC.Du måste konvertera AC till DC först med något som en likriktare innan du ansluter den till 7805.

3. Kan jag använda 7805 utan en kondensator?

Ja, du kan tekniskt använda 7805 utan kondensatorer, men det fungerar inte lika bra.Kondensatorer hjälper till att jämna ut spänningen och se till att utgången förblir stabil.Vanligtvis placeras en liten kondensator på ingången (0,33 μF) och en annan på utgången (0,1 μF) för bättre prestanda.

4. Hur minskar jag 12V till 5V med 7805?

För att få 12V ner till 5V ansluter du 12V -ingången till 7805: s ingångsstift, anslut markstiftet till marken och 7805 ger dig 5V från dess utgångsstift.Glöm inte att använda kondensatorer för att hålla spänningen stadig.

5. Vad är det interna arbetet 7805?

Inuti 7805 finns det små elektroniska delar som transistorer, motstånd och referensdioder som arbetar tillsammans för att hålla utgångsspänningen vid 5V.Det gör detta genom att förvandla den extra spänningen till värme, så utgången förblir stadig även om ingångsspänningen eller lasten ändras.