7805 Regulátor napětí

Regulátor napětí 7805 je populární komponenta používaná k zajištění stabilního 5V výstupu v elektronických obvodech, což zajišťuje hladce, i když se změní vstupní napětí.Tento článek vysvětluje, jak funguje 7805, jeho rozložení špendlíků, vnitřní části, které pomáhají udržovat napětí, a bezpečnostní prvky, které obsahuje.Také se podíváme na to, jak se používá v zařízeních, jako jsou mobilní nabíječky a systémy, které potřebují stabilní energii pro malou elektroniku.

Katalog

Obrázek 1: 7805 Regulátor napětí

Úvod do regulátorů napětí

Regulátor napětí pomáhá udržovat výstupní napětí stabilní, i když se změní vstupní napětí nebo se mění elektrické zatížení.Udržování stabilního napětí je velmi užitečné pro zajištění toho, aby elektronická zařízení fungovala dobře a nezničují se změnami napětí.

Obrázek 2: Různé typy regulátorů napětí

Regulátory napětí pracují nastavením proudového toku tak, aby výstupní napětí udržovalo stejné, i když se změní vstupní napětí nebo zatížení.Pokud vstupní napětí stoupne, regulátor snižuje proudový tok a pokud vstupní napětí poklesne, zvyšuje proudový tok, aby se udržel správné výstupní napětí.

V mnoha moderních zařízeních jsou regulátory napětí zabudovány do integrovaných obvodů (ICS), které jsou malé a spolehlivé.Jeden běžný IC regulátor je 7805, který poskytuje stabilní +5V výstup.Tento typ regulátoru se často používá v elektronických zařízeních, která vyžadují stabilní napájení, jako jsou počítače a nabíječky mobilních telefonů.

Co je regulátor napětí 7805?

Obrázek 3: 7805 Regulátor napětí

Regulátor napětí 7805 je běžně používaný zařízení, které pomáhá řídit a poskytovat stabilní 5V výstup v elektronických obvodech.Patří k rodině regulačních orgánů s názvem „78xx“ série, kde „xx“ odkazuje na výstupní napětí.V případě 7805 je navržen tak, aby poskytl pevný 5V.Tento regulátor může vzít vstupní napětí kdekoli od 7 V do 35 V a stále zajistit, aby výstup zůstal na 5 V.

7805 pracuje snižováním příchozího napětí na požadované 5V a zbavení se extra energie jako teplo.Říká se tomu „lineární“ regulátor, protože nepřevádí efektivně energii extra energii, ale jednoduše ho spálí jako teplo, aby se napětí snížilo.Pokud například poskytnete regulátoru 12V, sníží výstup na 5V a zbytek energie (rozdíl mezi 12V a 5V) se změní na teplo.

Hlavní úlohou 7805 je udržet výstupní napětí stabilní, i když se změní vstupní napětí.Tento proces však vytváří teplo, zejména pokud je vstupní napětí mnohem vyšší než 5V nebo pokud obvod potřebuje více proudu.K zvládnutí tohoto tepla potřebuje 7805 často chladič nebo jinou metodu chlazení.Bez způsobu, jak jej ochladit, se může regulátor příliš zahřát, což by mohlo ovlivnit, jak dobře to funguje nebo způsobit, že přestane úplně fungovat.

Konfigurace PIN 7805 IC

Obrázek 4: Konfigurace pin 7805 regulátoru napětí

• Pin 1 (vstup): Zde připojíte napětí, které ještě nebylo regulováno.Napětí přicházející musí být nejméně o 2 V vyšší než požadovaný výstup 5V.Abychom získali stabilní výstup 5V, musí být vstupní napětí nejméně 7 V.

• Pin 2 (země): Tento kolík se připojí k zemi (nebo nulovému napětí) vašeho obvodu.Slouží jako referenční bod pro vstupní i výstupní napětí.

• Pin 3 (výstup): Zde pochází stabilní výstup 5V.Výstup je obvykle mezi 4,8 V a 5,2 V, ale má zůstat co nejblíže 5V.

Jak funguje 7805 IC?

Obrázek 5: Schéma obvodu ukazující, jak funguje regulátor napětí 7805

Uvnitř IC několik částí spolupracuje několik částí, aby udržovalo konstantu výstupního napětí, i když dochází ke změnám vstupního napětí nebo zatížení.Zde je jednoduché vysvětlení toho, jak každá část IC pracuje na udržení tohoto stálého výstupu.

Počáteční obvod

Počáteční obvod je první součástí, která se aktivuje, když je zapnutý 7805.Jeho úkolem je zajistit, aby všechny ostatní vnitřní části IC jsou připraveny začít pracovat.Po aplikaci napájení tento obvod nastaví vše do pohybu, což umožňuje 7805 začít regulovat napětí.

Aktuální generátor

Aktuální generátor spravuje, kolik proudu proudí uvnitř IC.Tato část zajišťuje, že ostatní vnitřní komponenty získají správné množství proudu, aby správně fungovaly.Pomáhá IC přizpůsobit se různým situacím, například když se zatížení IC mění, takže může i nadále poskytovat stabilní výkon.

Referenční napětí (zenerová dioda)

Obrázek 6: symbol diody zeneru

7805 používá zenerovou diodu k vytvoření stabilního referenčního napětí.Toto referenční napětí funguje jako vodítko, které IC používá k zajištění toho, aby výstupní napětí zůstalo na 5V.Dioda zeneru je vybrána, protože může udržovat konzistentní napětí, které pomáhá IC porovnat a upravit výstupní napětí podle potřeby.

Chybový zesilovač

Chybový zesilovač je zodpovědný za neustálé kontrolu výstupního napětí.Srovnává skutečné výstupní napětí s referenčním napětím nastaveným zesírovou diodou.Pokud výstupní napětí není přesně 5V, zesilovač chyb odešle signál pro provedení úprav.Tímto způsobem je výstupní napětí korigováno v reálném čase a udržuje jej stabilní za měnících se podmínek.

Element série Pass (tranzistor)

Prvek série Pass, obvykle tranzistor, řídí množství proudu, který jde na výstup.Změňuje jeho odpor na základě signálů, které přijímá z chybového zesilovače.Pokud výstupní napětí začne přecházet nad nebo pod 5V, tranzistor upraví proudový tok tak, aby se vrátil zpět na správnou úroveň.Přestože to tranzistor také uvolňuje extra energii jako teplo, a proto se IC může během používání zahřát.

Obvod tepelné ochrany

Okruh tepelné ochrany pomáhá zabránit tomu, aby se IC příliš zahřál.Pokud teplota IC stoupá příliš vysoko, což může dojít v důsledku těžkého používání nebo vysokých vnějších teplot, tento obvod vstoupí do dočasného snížení proudu nebo dokonce IC.Tato funkce je důležitá pro ochranu IC a zajištění toho, aby se před přehřátím nepoškodil.

Ochrana bezpečné operační oblasti (SOA)

Ochrana bezpečné operační oblasti (SOA) brání práci 7805 před prací mimo jeho bezpečné limity.Tato ochrana zajišťuje, že IC není vystaven příliš velkému napětí nebo proudu, což by mohlo způsobit selhání.Pokud se něco pokazí, jako je zkrat nebo náhlý nárůst vstupního napětí, tato ochrana omezí operaci IC, aby se zabránilo poškození.Tato funkce pomáhá IC vydržet déle a spolehlivě fungovat.

Správa tepla v 7805 IC

Výzva může být řízení tepla v regulátoru napětí 7805.7805 snižuje vyšší vstupní napětí na stabilní výstup 5 V, ale když je vstupní napětí mnohem vyšší než 5 V, další napětí se převede na teplo.Například, pokud je vstup 15V a proud je 0,5a, regulátor produkuje 5 wattů tepla.To může být pro 7805 příliš mnoho tepla bez chlazení, což potenciálně způsobí přehřátí a selhání.

Pro snížení tepla je nejlepší udržet vstupní napětí v blízkosti 7V, což je minimum potřebné pro stabilní výstup 5V.Čím blíže je vstupní napětí 7V, tím méně přebytečná energie musí regulátor převést na teplo.Pokud je nutné vyšší vstupní napětí, může být k 7805 připevněn chladič, aby se zchladil rozprostíráním tepla přes větší povrchovou plochu.Čím větší je chladič, tím lepší bude při rozptylu tepla a udržení regulátoru v bezpečném teplotním rozsahu.

Funkce regulátoru napětí 7805 IC

Minimální externí komponenty

Jednou z nejlepších věcí na IC 7805 je to, že pro práci potřebuje jen velmi málo dalších částí.Obvykle vyžaduje pouze dva malé kondenzátory - jeden na vstupní straně a jeden na výstupní straně.Tyto kondenzátory pomáhají udržovat napětí stabilní a snižovat jakékoli náhlé změny nebo šum v síle.Protože 7805 nepotřebuje mnoho dalších částí, usnadňuje to design a snižuje náklady.Díky tomu je skvělá volba pro mnoho projektů.

Široký rozsah vstupního napětí

7805 může pracovat s širokou škálou vstupních napětí, od 7 V do 35 V.To znamená, že zvládne napájení z různých zdrojů, i když je napětí vyšší nebo nižší, než se očekávalo.Dokud vstupní napětí zůstane v tomto rozsahu, 7805 poskytne stabilní 5V výstup.Tato flexibilita je užitečná pro různé situace, kdy vstupní síla nemusí být vždy stejná.

Aktuální kapacita

7805 může poskytnout až 1,5a proudu, což je užitečné pro zařízení, která vyžadují mírné množství energie, jako jsou malé motory nebo senzory.Může spolehlivě dodat tento proud do různých elektronických částí, ale skutečný proud závisí na tom, kolik tepla generuje IC a vstupní napětí.Pokud je příliš horké nebo je vstupní napětí příliš nízké, může být proud snížen.Pro většinu účelů však může 7805 snadno uspokojit potřeby výkonu mnoha zařízení.

Nízký pohotovostní proud

Pokud 7805 aktivně neposkytuje napájení zařízení, používá samotnou jen velmi málo energie, obvykle kolem 5 mA.To znamená, že neztrácí příliš mnoho energie, což je zvláště užitečné u zařízení, která běží na bateriích.Vzhledem k tomu, že zbytečně nevypouští energii, pomáhá zefektivnit systémy, zejména v návrzích, kde je úspora energie prioritou.

Vestavěná ochrana

IC 7805 je dodáván s několika bezpečnostními prvky, které chrání jak IC, tak zařízení, která pohánějí.Má tepelnou ochranu, která vypne IC, pokud bude příliš horká.Má také vestavěný omezovač proudu, který zabraňuje přílišnému proudu proudu a chrání obvod před poškozením.Nakonec může zvládnout zkratky bez selhání díky svým vnitřním bezpečnostním opatřením.Díky těmto vestavěným ochranám je 7805 spolehlivou volbou pro mnoho projektů, a to i v prostředích, kde by se energetické podmínky mohly neočekávaně změnit.

Výhody používání IC 7805

Snadno použitelné

Jednou z největších výhod 7805 IC je, jak jednoduché je pracovat.K stabilizaci vstupního a výstupního napětí potřebujete pouze několik dalších komponent, jako jsou kondenzátory.To usnadňuje nastavení, a to i pro lidi, kteří právě začínají v elektronice.Rozložení kolíku je snadno pochopitelné: jeden špendlík pro vstupní napětí, jeden pro zem a jeden pro 5V výstup.Tato jednoduchost znamená, že můžete rychle přidat 7805 do obvodu, aniž byste museli provádět komplexní úpravy nebo se zabývat složitými nastaveními.

Bezpečnostní prvky

7805 IC obsahuje vestavěné bezpečnostní prvky, které jej chrání před poškozením.Jednou z takových funkcí je tepelná ochrana, která automaticky uzavře IC, pokud bude příliš horká.To zabraňuje poškození IC a dalších částí v obvodu.To je zvláště užitečné v situacích, kdy by se obvod mohl příliš zahřát nebo kde je obavy.Další užitečnou funkcí je ochrana zkratu.Pokud dojde k poruše v obvodu způsobující zkrat, 7805 omezí proud protékající přes něj a chrání samotný i zbytek obvodu před poškozením.Díky těmto ochranám je 7805 odolnou a spolehlivou volbou pro mnoho elektronických projektů.

Běžné aplikace

IC 7805 se široce používá v obvodech, které vyžadují stabilní napájení 5V.Často se vyskytuje v zařízeních, která používají nízký výkon, jako jsou mikrokontrolérové ​​projekty, zabudované systémy a mnoho typů senzorů.Mnoho elektronických komponent, jako jsou mikroprocesory, displeje a komunikační moduly, potřebuje pro správné fungování 5V.IC 7805 poskytuje tento stabilní výkon, který pomáhá těmto komponentám běžet hladce.Protože je snadné najít a funguje dobře v široké škále aplikací, 7805 IC důvěřuje profesionály i fandy ve svých projektech.

Aplikace regulátoru napětí 7805

Obrázek 7: 12V až 5V napájení USB pomocí regulátoru napětí 7805

Regulátor napětí 7805 je v mnoha elektronických zařízeních široce používanou součástí.Jeho úkolem je poskytnout stabilní výstup 5V, který je užitečný pro obvody, které vyžadují stabilní napájení.

Například v nabíjecích mobilních telefonů pomáhá 7805 udržovat napětí v 5 V, i když se změní napájení přicházející ze stěny.To je důležité pro bezpečné nabíjení zařízení, která vyžadují konzistentní napětí.Podobně ji lze nalézt v nepřerušitelných systémech napájení (UPS), kde pomáhá dodávat konstantní napětí obvodům, které si nemohou dovolit přerušení nebo pokles energie.

V zařízeních, jako jsou přenosné přehrávače médií, může napětí baterie kolísat, jak se vypouští, ale 7805 zajišťuje, že vnitřní komponenty stále dostávají stabilní 5V a chrání zařízení před poškozením způsobeným náhlými změnami výkonu.Nízkoenergetické obvody, jako jsou obvody v malých elektronických projektech nebo gadgetech, se také spoléhají na 7805, aby poskytovaly konzistentní napětí.Tyto obvody mohou obsahovat citlivé části, jako jsou mikrokontroléry a senzory, které by mohly porušit nebo poškodit, pokud není výkon stabilní.7805 zajišťuje, že výstup zůstává na 5V, bez ohledu na to, co se stane se vstupním výkonem.

V některých případech lze 7805 použít v obvodech, které potřebují ovládat tok proudu.Přestože je navržen hlavně k regulaci napětí, v kombinaci s jinými částmi, jako jsou rezistory nebo tranzistory, může také pomoci regulovat proud.Často se používá v infračervených dálkových ovládacích prvcích k zajištění stabilního energie potřebného pro odesílání signálů.Časová zařízení, jako jsou stopky, také těží z 7805. Udržuje správné součásti vnitřních hodin a zajišťuje, aby zařízení přesně měřilo čas poskytnutím konzistentního napětí.

Role kondenzátorů v obvodech 7805

Obrázek 8: Obvod regulace napětí s kondenzátory

Kondenzátory jsou malé elektronické komponenty, které se často přidávají do obvodů s regulátorem napětí 7805.Pomáhají, aby napětí hladší a snižovalo nežádoucí elektrický šum.Bez těchto kondenzátorů by výstup z regulátoru mohl mít malé změny napětí, což by mohlo ovlivnit výkon připojených částí.

Na vstupní straně 7805 se kondenzátor s hodnotou 0,33 µF obvykle používá k odfiltru jakéhokoli šumu přicházejícího ze zdroje energie.To se stane zvláště užitečným, pokud je regulátor umístěn více než 10 palců od napájení, protože elektrický šum nebo hroty mohou být běžnější na delší vzdálenosti.Kondenzátor absorbuje tyto fluktuace a zajišťuje, že do vstupu 7805 je dodáno stabilní napětí.

Na výstupní straně se přidá menší kondenzátor, obvykle kolem 0,1 uF, pro další vyhlazení regulovaného napětí.Přestože 7805 dělá dobrou práci při stabilizaci napětí, může dojít k některým drobným změnám.Tyto změny by mohly být způsobeny vnějšími faktory nebo jinými částmi v obvodu.Výstupní kondenzátor pomáhá odfiltrovat tyto malé varianty a zajistit, aby napětí zůstalo co nejstál při 5 V.To poskytuje spolehlivější zdroj napájení pro zařízení, která jsou citlivá na změny napětí, jako jsou mikrokontroléry nebo jiné digitální komponenty, které vyžadují, aby správně fungovaly konzistentní výkon.

Závěr

Regulátor napětí 7805 pomáhá udržovat napájení stabilní na 5V, což je užitečné pro mnoho různých elektronických projektů.Snadno se používá, má vestavěnou ochranu a lze jej nalézt v různých zařízeních, od malých pomůcek po složitější systémy.Použitím 7805 můžete pomoci zajistit, aby vaše zařízení fungovala správně bez problémů s napájením.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Kolik napětí může 7805 zachytit?

Regulátor napětí 7805 dokáže zvládnout vstupní napětí až 35 V, ale je to bezpečnější a funguje lépe, pokud vstup zůstane mezi 7 V a 25 V.Pokud je vstupní napětí příliš vysoké, může se přehřát nebo poškodit.

2. Jaké je napětí AC v roce 7805?

7805 je navržen tak, aby reguloval DC napětí, nikoli AC.Před připojením k 7805 musíte nejprve převést AC na DC nejprve pomocí něčeho jako usměrňovač.

3. Mohu použít 7805 bez kondenzátoru?

Ano, můžete technicky použít 7805 bez kondenzátorů, ale také to nebude fungovat.Kondenzátory pomáhají vyhladit napětí a zajistit, aby výstup zůstal stabilní.Obvykle je malý kondenzátor umístěn na vstup (0,33 µF) a další na výstupu (0,1µF) pro lepší výkon.

4. Jak snížit 12V na 5V pomocí 7805?

Chcete -li snížit 12V dolů na 5V, připojíte vstup 12V k vstupnímu kolíku 7805, připojte zemní kolík k zemi a 7805 vám poskytne 5V z jeho výstupního kolíku.Nezapomeňte používat kondenzátory, které vám pomohou udržet napětí stabilní.

5. Jaká je vnitřní práce 7805?

Uvnitř 7805 jsou malé elektronické části, jako jsou tranzistory, rezistory a referenční diody, které spolupracují na udržení výstupního napětí při 5 V.Dělá to tak, že změní extra napětí na teplo, takže výstup zůstává stabilní, i když se změní vstupní napětí nebo zatížení.