7805 regulátor napätia

Regulátor napätia 7805 je populárny komponent, ktorý sa používa na zabezpečenie stabilného výstupu 5 V v elektronických obvodoch, zabezpečuje plynulo zariadenia, aj keď sa zmení vstupné napätie.Tento článok vysvetľuje, ako funguje 7805, jeho rozloženie PIN, vnútorné časti, ktoré pomáhajú udržiavať napätie a bezpečnostné prvky, ktoré obsahuje.Pozrime sa tiež na to, ako sa používa v zariadeniach, ako sú mobilné nabíjačky a systémy, ktoré potrebujú stabilnú energiu pre malú elektroniku.

Katalóg

Obrázok 1: 7805 regulátor napätia

Úvod do regulátorov napätia

Regulátor napätia pomáha udržiavať výstupné napätie stabilné, aj keď sa zmení vstupné napätie alebo elektrické zaťaženie sa mení.Udržiavanie stabilného napätia je veľmi užitočné na zabezpečenie toho, aby elektronické zariadenia fungovali dobre a nepoškodzujú zmeny napätia.

Obrázok 2: Rôzne typy regulátorov napätia

Regulátory napätia fungujú nastavením prúdového toku tak, aby udržali výstupné napätie rovnaké, aj keď sa zmení vstupné napätie alebo zaťaženie.Ak vstupné napätie stúpne, regulátor zníži prúd prúdu a ak vstupné napätie klesne, zvyšuje prúd prúdu, aby sa udržal správne výstupné napätie.

V mnohých moderných zariadeniach sú regulátory napätia zabudované do integrovaných obvodov (ICS), ktoré sú malé a spoľahlivé.Jedným spoločným regulátorom IC je 7805, ktorý poskytuje ustálený výstup +5 V.Tento typ regulátora sa často používa v elektronických zariadeniach, ktoré potrebujú stabilné napájanie, ako sú počítače a nabíjačky mobilných telefónov.

Čo je regulátor napätia 7805?

Obrázok 3: 7805 regulátor napätia

Regulátor napätia 7805 je bežne používané zariadenie, ktoré pomáha riadiť a poskytuje stály výstup 5 V v elektronických obvodoch.Patrí do rodiny regulátorov s názvom séria „78xx“, kde „XX“ sa vzťahuje na výstupné napätie.V prípade 7805 je navrhnutý tak, aby poskytoval pevný 5 V.Tento regulátor môže zaberať vstupné napätie kdekoľvek od 7 V do 35 V a stále zabezpečiť, aby výstup zostal na 5 V.

7805 pracuje tým, že zníži prichádzajúce napätie na požadované 5 V a zbaví sa extra energie ako teplo.Nazýva sa to „lineárny“ regulátor, pretože nekonvertuje extra energetickú efektívne, ale jednoducho ho spaľuje ako teplo, aby znížil napätie.Napríklad, ak poskytnete regulátorovi 12 V, zníži výstup na 5 V a zvyšok energie (rozdiel medzi 12 V a 5V) sa zmení na teplo.

Hlavnou úlohou 7805 je udržiavať výstupné napätie stabilné, aj keď sa zmení vstupné napätie.Tento proces však vytvára teplo, najmä ak je vstupné napätie oveľa vyššie ako 5 V alebo keď obvod potrebuje viac prúdu.Na zvládnutie tohto tepla potrebuje 7805 často chladič alebo inú metódu chladenia.Bez spôsobu, ako ho ochladiť, môže regulátor príliš horieť, čo by mohlo ovplyvniť, ako dobre funguje alebo spôsobí, že prestane pracovať úplne.

Konfigurácia PIN na 7805 IC

Obrázok 4: Konfigurácia PIN 7805 regulátora napätia

• Pin 1 (vstup): Tu pripojíte napätie, ktoré ešte nebolo regulované.Prichádzajúce napätie musí byť najmenej o 2 V vyššie ako požadovaný výstup 5 V.Aby sa dosiahol stabilný výstup 5 V, vstupné napätie musí byť najmenej 7 V.

• PIN 2 (zem): Tento kolík sa pripája k zemi (alebo nulovému napätiu) vášho obvodu.Slúži ako referenčný bod pre vstupné aj výstupné napätie.

• PIN 3 (výstup): Odtiaľ pochádza stabilný výstup 5 V.Výstup je zvyčajne medzi 4,8 V a 5,2 V, ale má zostať čo najbližšie k 5 V.

Ako funguje 7805 IC?

Obrázok 5: Schéma obvodu ukazujúci, ako funguje regulátor napätia 7805

Vo vnútri IC niekoľko častí spolupracuje, aby udržala konštantu výstupného napätia, aj keď existujú zmeny v vstupnom napätí alebo zaťažení.Tu je jednoduché vysvetlenie toho, ako každá časť IC funguje, aby udržala tento stabilný výstup.

Začínajúci obvod

Štartovací obvod je prvou časťou, ktorá sa aktivuje, keď je zapnutý model 7805.Jeho úlohou je zabezpečiť, aby boli všetky ostatné vnútorné časti IC pripravené začať pracovať.Po použití napájania tento obvod nastavuje všetko do pohybu, čo umožňuje 7805 začať regulovať napätie.

Súčasný generátor

Aktuálny generátor riadi, koľko prúdu prúdi vo vnútri IC.Táto časť zaisťuje, že ostatné interné komponenty dostanú správne množstvo prúdu na správne fungovanie.Pomáha IC prispôsobiť sa rôznym situáciám, napríklad keď sa zaťaženie IC zmení, takže môže naďalej poskytovať stabilný výkon.

Referenčné napätie (Zenerová dióda)

Obrázok 6: Symbol zenerovej diódy

7805 používa zenerovú diódu na vytvorenie stabilného referenčného napätia.Toto referenčné napätie pôsobí ako sprievodca, ktorý IC používa na zabezpečenie toho, aby výstupné napätie zostáva na 5 V.Zenerová dióda je vybraná, pretože dokáže udržiavať konzistentné napätie, ktoré pomáha IC porovnávať a upravovať výstupné napätie podľa potreby.

Zosilňovač

Zosilňovač chýb je zodpovedný za neustále kontrolu výstupného napätia.Porovnáva skutočné výstupné napätie s referenčným napätím nastaveným pomocou Zenerovej diódy.Ak výstupné napätie nie je presne 5V, zosilňovač chýb odošle signál na vykonanie úprav.Týmto spôsobom je výstupné napätie korigované v reálnom čase, čím sa udržiava stabilne v meniacich sa podmienkach.

Element Series Pass (tranzistor)

Prvok série, zvyčajne tranzistor, riadi množstvo prúdu, ktorý ide na výstup.Mení svoj odpor na základe signálov, ktoré prijíma z zosilňovača chýb.Ak sa výstupné napätie začne prechádzať nad alebo pod 5 V, tranzistor upraví prúdový tok, aby sa vrátil späť na správnu úroveň.Pritom tranzistor tiež uvoľňuje ďalšiu energiu ako teplo, a preto sa IC môže počas používania zahriať.

Obvod tepelnej ochrany

Obvod tepelnej ochrany pomáha zabrániť tomu, aby sa IC príliš zahrieva.Ak teplota IC stúpa príliš vysoká, čo sa môže stať v dôsledku vysokého použitia alebo vysokých vonkajších teplôt, tento obvod vstúpi na zníženie prúdu alebo dokonca dočasne vypne IC.Táto funkcia je dôležitá pre ochranu IC a zabezpečenie toho, aby sa pred prehriatím nepoškodzovala.

Ochrana bezpečnej prevádzky (SOA)

Ochrana bezpečnej prevádzkovej oblasti (SOA) bráni 7805 v práci mimo svojich bezpečných limitov.Táto ochrana zaisťuje, že IC nie je vystavená príliš veľkému napätiu alebo prúdu, čo by mohlo spôsobiť zlyhanie.Ak sa niečo pokazí, ako napríklad skrat alebo náhle bodnutie vstupného napätia, táto ochrana obmedzí operáciu IC, aby sa zabránilo poškodeniu.Táto funkcia pomáha IC vydržať dlhšie a spoľahlivejšie prevádzkovať.

Správa tepla v 7805 IC

Správa tepla v regulátore napätia 7805 môže byť výzvou.7805 redukuje vyššie vstupné napätie na stály výstup 5 V, ale keď je vstupné napätie oveľa vyššie ako 5 V, ďalšie napätie sa prevedie na teplo.Napríklad, ak je vstup 15 V a prúd je 0,5A, regulátor bude produkovať 5 wattov tepla.Môže to byť príliš veľké teplo na to, aby sa 7805 manipulovalo bez chladenia, čo spôsobí jeho prehrievanie a zlyhanie.

Na zníženie tepla je najlepšie udržiavať vstupné napätie blízko 7 V, čo je minimum potrebné pre stabilný výstup 5 V.Čím bližšie je vstupné napätie k 7 V, tým menej prebytočnej energie musí regulátor previesť na teplo.Ak je potrebné vyššie vstupné napätie, k 7805 môže byť pripevnený chladič, ktorý ho ochladzuje roztiahnutím tepla na väčšiu plochu povrchu.Čím väčší je chladič, tým lepšie bude rozptýliť teplo a udržiavať regulátor v bezpečnom teplotnom rozsahu.

Vlastnosti regulátora regulátora napätia 7805 IC

Minimálne vonkajšie komponenty

Jednou z najlepších vecí na IC 7805 je to, že na prácu potrebuje veľmi málo ďalších častí.Zvyčajne to vyžaduje iba dva malé kondenzátory - jeden na vstupnej strane a jeden na výstupnej strane.Tieto kondenzátory pomáhajú udržiavať napätie stabilné a znižujú akékoľvek náhle zmeny alebo hluk v výkone.Pretože model 7805 nepotrebuje veľa ďalších častí, je dizajn jednoduchší a znižuje náklady.Vďaka tomu je pre mnohé projekty skvelá voľba.

Široký rozsah vstupného napätia

7805 môže pracovať so širokým rozsahom vstupných napätí, od 7 V do 35 V.To znamená, že dokáže zvládnuť energiu z rôznych zdrojov, aj keď je napätie vyššie alebo nižšie, ako sa očakávalo.Pokiaľ vstupné napätie zostane v tomto rozsahu, 7805 poskytne stabilný výstup 5 V.Táto flexibilita je užitočná pre rôzne situácie, keď vstupná sila nemusí byť vždy rovnaká.

Súčasná kapacita

7805 môže zabezpečiť až 1,5A prúdu, vďaka čomu je užitočné pre zariadenia, ktoré potrebujú mierne množstvo energie, ako sú malé motory alebo senzory.Môže spoľahlivo dodať tento prúd do rôznych elektronických častí, ale skutočný prúd závisí od toho, koľko tepla generuje IC a vstupného napätia.Ak je príliš horúco alebo je vstupné napätie príliš nízke, prúd sa môže znížiť.Na väčšinu účelov však môže 7805 ľahko uspokojiť potreby sily mnohých zariadení.

S nízkym pohotovostným prúdom

Ak model 7805 aktívne neposkytuje energiu zariadeniu, využíva samotnú veľmi málo energie, zvyčajne okolo 5 mA.To znamená, že nestráca veľa energie, čo je obzvlášť užitočné v zariadeniach, ktoré bežia na batériách.Keďže zbytočne nevyčerpáva energiu, pomáha zefektívniť systémy, najmä v dizajnoch, kde je prioritou úspora energie.

Vstavaná ochrana

IC 7805 prichádza s niekoľkými bezpečnostnými prvkami, ktoré chránia IC a zariadenia, ktoré poháňa.Má tepelnú ochranu, ktorá vypne IC, ak je príliš horúca.Má tiež vstavaný prúdový obmedzovač, ktorý zabraňuje prúdeniu príliš veľkého prúdu, čím chráni obvod pred poškodením.Nakoniec dokáže zvládnuť skraty bez zlyhania, a to vďaka svojim vnútorným bezpečnostným opatreniam.Tieto vstavané ochrany robia z 7805 spoľahlivou voľbou pre mnoho projektov, a to aj v prostrediach, kde by sa podmienky výkonu mohli neočakávane meniť.

Výhody používania IC 7805

Ľahko použiteľné

Jednou z najväčších výhod z IC 7805 je to, ako jednoduché je pracovať.Na stabilizáciu vstupného a výstupného napätia potrebujete iba niekoľko ďalších komponentov, napríklad kondenzátorov.To uľahčuje nastavenie, dokonca aj pre ľudí, ktorí práve začínajú v elektronike.Rozloženie PIN je ľahko pochopiteľné: jeden kolík pre vstupné napätie, jeden pre zem a jeden pre výstup 5 V.Táto jednoduchosť znamená, že do obvodu môžete rýchlo pridať 7805 bez toho, aby ste potrebovali zložité úpravy alebo sa zaoberať akýmikoľvek zložitými nastaveniami.

Bezpečnostné prvky

IC 7805 obsahuje vstavané bezpečnostné prvky, ktoré ich chránia pred poškodením.Jednou z takýchto funkcií je tepelná ochrana, ktorá automaticky vypne IC, ak je príliš horúca.Tým sa zabráni poškodeniu IC a ostatným častiam v obvode.To je obzvlášť užitočné v situáciách, keď by sa okruh mohol príliš zahriať alebo kde je ochladenie problémom.Ďalšou užitočnou vlastnosťou je ochrana skratu.Ak v obvode dochádza k poruche, ktorá spôsobuje skrat, 7805 obmedzí prúd prúdiaci cez ňu, čím chráni sám aj zvyšok obvodu pred poškodením.Tieto ochrany robia od 7805 odolnú a spoľahlivú voľbu pre mnoho elektronických projektov.

Bežné aplikácie

IC 7805 sa široko používa v obvodoch, ktoré potrebujú stabilný napájací zdroj 5V.Často sa vyskytuje v zariadeniach, ktoré využívajú nízku energiu, ako sú projekty mikrokontrolérov, zabudované systémy a mnoho typov senzorov.Mnoho elektronických komponentov, ako sú mikroprocesory, displejy a komunikačné moduly, potrebuje na správne fungovanie ustálených 5 V.IC 7805 poskytuje tento stabilný výkon, ktorý pomáha týmto komponentom bežať hladko.Pretože je ľahké nájsť a fungovať dobre v širokej škále aplikácií, 7805 IC dôveruje profesionálom aj fandom vo svojich projektoch.

Aplikácie regulátora napätia 7805

Obrázok 7: 12V až 5 V napájanie USB pomocou regulátora napätia 7805

Regulátor napätia 7805 je široko používaný komponent v mnohých elektronických zariadeniach.Jeho úlohou je poskytnúť stabilný výstup 5 V, ktorý je užitočný pre obvody, ktoré potrebujú stabilný zdroj napájania.

Napríklad v nabíjačkách mobilných telefónov 7805 pomáha udržiavať napätie stabilné pri 5 V, aj keď sa výkon prichádzajúca zo zásuvky na stenu zmení.To je dôležité pre bezpečné nabíjacie zariadenia, ktoré si vyžadujú konzistentné napätie.Podobne sa nachádza v nepretržitých systémoch napájania (UPS), kde pomáha dodávať konštantné napätie do obvodov, ktoré si nemôžu dovoliť prerušenia alebo pokles energie.

V zariadeniach, ako sú prehrávače prenosných médií, môže napätie batérie kolísať, keď sa odteká, ale 7805 zaisťuje, že vnútorné komponenty stále dostávajú ustálených 5 V, čím chránia zariadenie pred poškodením spôsobeným náhlymi zmenami energie.Nízko výkonné obvody, ako sú obvody v malých elektronických projektoch alebo gadgetoch, sa tiež spoliehajú na 7805, aby dodávali konzistentné napätie.Tieto obvody môžu obsahovať citlivé časti, ako sú mikrokontroléry a senzory, ktoré by mohli poruchu alebo sa poškodiť, ak výkon nie je stabilný.7805 zaisťuje, že výstup zostáva na 5 V, bez ohľadu na to, čo sa stane so vstupným výkonom.

V niektorých prípadoch sa môže 7805 použiť v obvodoch, ktoré potrebujú regulovať tok prúdu.Aj keď je navrhnutý hlavne na reguláciu napätia, v kombinácii s inými časťami, ako sú rezistory alebo tranzistory, môže tiež pomôcť regulovať prúd.Často sa používa v infračervených diaľkových ovládačoch na poskytnutie stabilnej energie potrebnej na odosielanie signálov.Časové zariadenia, ako sú stopky, majú tiež úžitok zo 7805. Udržiava interné komponenty hodín správne fungujúce a zaisťujú, že zariadenie presne meria čas presným poskytovaním konzistentného napätia.

Úloha kondenzátorov v 7805 obvodoch

Obrázok 8: Obvod regulácie napätia s kondenzátormi

Kondenzátory sú malé elektronické komponenty, ktoré sa často pridávajú do obvodov s regulátorom napätia 7805.Pomáhajú urobiť plynulejšie napätie a znižovať nežiaduci elektrický hluk.Bez týchto kondenzátorov by výstup z regulátora mohol mať malé zmeny napätia, čo by mohlo ovplyvniť výkon pripojených častí.

Na vstupnej strane 7805 sa kondenzátor s hodnotou 0,33 µF zvyčajne používa na odfiltrovanie akéhokoľvek šumu pochádzajúceho zo zdroja napájania.To sa stáva obzvlášť užitočným, ak je regulátor umiestnený viac ako 10 palcov od napájania, pretože elektrický hluk alebo hroty môžu byť častejšie na dlhšie vzdialenosti.Kondenzátor absorbuje tieto výkyvy a zaisťuje, že do vstupu 7805 sa dodáva stabilnejšie napätie.

Na výstupnej strane sa pridá menší kondenzátor, obvykle okolo 0,1 um, aby sa ďalej vyhladilo regulované napätie.Aj keď model 7805 robí dobrú prácu pri stabilizácii napätia, stále sa môžu vyskytnúť niektoré menšie zmeny.Tieto zmeny môžu byť spôsobené vonkajšími faktormi alebo inými časťami v obvode.Výstupný kondenzátor pomáha odfiltrovať tieto malé variácie a zaisťuje, že napätie zostane čo najstabilnejšie pri 5 V.Toto poskytuje spoľahlivejšie napájanie pre zariadenia, ktoré sú citlivé na zmeny napätia, ako sú mikrokontroléry alebo iné digitálne komponenty, ktoré vyžadujú správnu prácu konzistentnej energie.

Záver

Regulátor napätia 7805 pomáha udržiavať napájací zdroj stabilný pri 5 V, čo ho robí užitočným pre mnoho rôznych elektronických projektov.Ľahko sa používa, má vstavanú ochranu a nájdete sa v rôznych zariadeniach, od malých pomôcok až po zložitejšie systémy.Použitím 7805 môžete pomôcť zaistiť, aby vaše zariadenia fungovali správne bez problémov s energiou.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Koľko napätia môže 7805 zvládnuť?

Regulátor napätia 7805 dokáže spracovať vstupné napätie až 35 V, ale je bezpečnejšie a funguje lepšie, ak vstup zostane medzi 7 V a 25 V.Ak je vstupné napätie príliš vysoké, môže sa prehriať alebo poškodiť.

2. Aké je napätie AC v roku 7805?

7805 je navrhnutý na reguláciu jednosmerného napätia, nie AC.Pred pripojením k 7805 musíte najskôr previesť AC na DC.

3. Môžem použiť 7805 bez kondenzátora?

Áno, môžete technicky používať 7805 bez kondenzátorov, ale nebude to fungovať.Kondenzátory pomáhajú vyhladiť napätie a uistite sa, že výstup zostáva stabilný.Zvyčajne je malý kondenzátor umiestnený na vstup (0,33 µF) a ďalší na výstupe (0,1 um) pre lepší výkon.

4. Ako znížiť 12 V na 5 V pomocou 7805?

Ak chcete priniesť 12 V až 5 V, pripojíte vstup 12 V k vstupnému kolíku 7805, pripojte zemný kolík k zemi a 7805 vám poskytne 5 V z výstupného kolíka.Nezabudnite používať kondenzátory, ktoré vám pomôžu udržať napätie stabilné.

5. Aká je vnútorná práca 7805?

Vo vnútri 7805 sú malé elektronické časti, ako sú tranzistory, rezistory a referenčné diódy, ktoré spolupracujú, aby udržali výstupné napätie pri 5 V.Robí to zmenou extra napätia na teplo, takže výstup zostane stabilný, aj keď sa vstupné napätie alebo zaťaženie mení.