7805 Spannungsregler
Der 7805 -Voltage -Regler ist eine beliebte Komponente, mit der ein stetiger 5 -V -Ausgang in elektronischen Schaltungen bereitgestellt wird, um sicherzustellen, dass Geräte auch dann reibungslos ausgeführt werden, wenn sich die Eingangsspannung ändert.In diesem Artikel wird erläutert, wie der 7805 funktioniert, sein Pin -Layout, die inneren Teile, die die Spannung aufrechterhalten, und die Sicherheitsmerkmale, die sie beinhalten.Wir werden uns auch ansehen, wie es in Geräten wie mobilen Ladegeräten und Systemen verwendet wird, die eine stabile Leistung für kleine Elektronik benötigen.Katalog
Abbildung 1: 7805 Spannungsregler
Einführung in Spannungsaufsichtsbehörden
Ein Spannungsregler hält die Ausgangsspannung ruhig, selbst wenn sich die Eingangsspannung ändert oder die elektrische Last variiert.Die Spannung stabil zu halten, ist sehr nützlich, um sicherzustellen, dass elektronische Geräte gut funktionieren und nicht durch Spannungsänderungen beschädigt werden.
Abbildung 2: verschiedene Arten von Spannungsregulatoren
Spannungsregulatoren arbeiten, indem sie den Stromfluss einstellen, um die Ausgangsspannung gleich zu halten, auch wenn sich die Eingangsspannung oder Last ändert.Wenn die Eingangsspannung steigt, reduziert der Regler den Stromfluss und wenn die Eingangsspannung sinkt, erhöht er den Stromfluss, um die korrekte Ausgangsspannung beizubehalten.
In vielen modernen Geräten werden Spannungsregulatoren in integrierte Schaltkreise (ICs) integriert, die klein und zuverlässig sind.Ein allgemeiner IC -Regler ist der 7805, der einen stetigen +5 -V -Ausgang liefert.Diese Art von Regler wird häufig in elektronischen Geräten verwendet, die eine stabile Stromversorgung benötigen, z. B. Computer und Mobiltelefonladegeräte.
Was ist der Spannungsregler 7805?
Abbildung 3: 7805 Spannungsregler
Der 7805 -Spannungsregler ist ein häufig verwendetes Gerät, das die Steuerung und einen stetigen 5 -V -Ausgang in elektronischen Schaltungen steuert und liefert.Es gehört zu einer Familie von Regulierungsbehörden namens "78xx" -Serie, in der sich "xx" auf die Ausgangsspannung bezieht.Im Fall des 7805 ist es so konzipiert, dass es einen festen 5 -V -Wert ergibt.Dieser Regler kann eine Eingangsspannung von 7 V und 35 V nehmen und dennoch sicherstellen, dass der Ausgang bei 5 V bleibt.
Die 7805 erfolgt, indem die eingehende Spannung auf die erforderlichen 5 V senkt und die zusätzliche Energie als Wärme beseitigt wird.Es wird als "linearer" Regler bezeichnet, weil es die extra Energie effizient nicht umwandelt, sondern einfach als Wärme abbricht, um die Spannung nach unten zu bringen.Wenn Sie beispielsweise dem Regler 12 V zur Verfügung stellen, reduziert er den Ausgang auf 5 V, und der Rest der Energie (die Differenz zwischen 12 V und 5 V) wird in Wärme verwandelt.
Die Hauptaufgabe des 7805 besteht darin, die Ausgangsspannung stabil zu halten, auch wenn sich die Eingangsspannung ändert.Dieser Vorgang erzeugt jedoch Wärme, insbesondere wenn die Eingangsspannung viel höher als 5 V ist oder wenn die Schaltung mehr Strom benötigt.Um diese Wärme zu bewältigen, benötigt der 7805 häufig einen Kühlkörper oder eine andere Kühlmethode.Ohne eine Möglichkeit, es abzukühlen, kann der Regler zu heiß werden, was sich auswirken kann, wie gut er funktioniert, oder dazu führen, dass es nicht mehr funktioniert.
PIN -Konfiguration des IC 7805
Abbildung 4: PIN -Konfiguration von 7805 Spannungsregler
• Pin 1 (Eingabe): Hier verbinden Sie die Spannung, die noch nicht reguliert wurde.Die Spannung, die eingeht, muss mindestens 2 V höher sein als der gewünschte 5 -V -Ausgang.Um einen stabilen 5 -V -Ausgang zu erhalten, muss die Eingangsspannung mindestens 7 V betragen.
• Pin 2 (Boden): Dieser Stift wird mit dem Boden (oder einer Nullspannung) Ihres Stromkreises verbunden.Es dient sowohl für die Eingangs- als auch für die Ausgangsspannungen als Referenzpunkt.
• Pin 3 (Ausgabe): Hier stammt aus der stetigen 5 -V -Ausgabe.Die Ausgabe liegt in der Regel zwischen 4,8 V und 5,2 V, aber es soll so nahe wie möglich 5 V bleiben.
Wie funktioniert 7805 IC?
Abbildung 5: Schaltplan, das zeigt, wie der 7805 -Spannungsregler funktioniert
Innerhalb des IC arbeiten mehrere Teile zusammen, um die Ausgangsspannung konstant zu halten, auch wenn Änderungen der Eingangsspannung oder -belastung vorliegen.Hier finden Sie eine einfache Erklärung, wie jeder Teil des IC diese stetige Ausgabe beibehält.
Startkreis
Der Startkreis ist der erste Teil, der aktiviert wird, wenn der 7805 eingeschaltet wird.Seine Aufgabe ist es, sicherzustellen, dass alle anderen internen Teile des IC bereit sind, mit der Arbeit zu beginnen.Sobald die Stromversorgung angewendet wird, setzt diese Schaltung alles in Bewegung und ermöglicht es dem 7805, die Spannung zu regulieren.
Aktueller Generator
Der aktuelle Generator verwaltet, wie viel Strom im IC fließt.Dieser Teil stellt sicher, dass die anderen internen Komponenten die richtige Strommenge erhalten, um korrekt zu funktionieren.Es hilft dem IC, sich an verschiedene Situationen anzupassen, z. B. wenn sich die Last des IC ändert, sodass es weiterhin eine stabile Leistung liefern kann.
Referenzspannung (Zener -Diode)
Abbildung 6: Zener -Diodensymbol
Der 7805 verwendet eine Zenerdiode, um eine konstante Referenzspannung zu erstellen.Diese Referenzspannung wirkt als Leitfaden, mit dem das IC sicherstellt, dass die Ausgangsspannung bei 5 V bleibt.Die Zener -Diode wird ausgewählt, da sie eine konsistente Spannung beibehalten kann, die dem IC hilft, die Ausgangsspannung nach Bedarf zu vergleichen und anzupassen.
Fehlerverstärker
Der Fehlerverstärker ist dafür verantwortlich, die Ausgangsspannung ständig zu überprüfen.Es vergleicht die tatsächliche Ausgangsspannung mit der von der Zener -Diode festgelegten Referenzspannung.Wenn die Ausgangsspannung nicht genau 5 V ist, sendet der Fehlerverstärker ein Signal, um Anpassungen vorzunehmen.Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung in Echtzeit korrigiert, wodurch sie unter wechselnden Bedingungen konstant bleibt.
Serienpasselement (Transistor)
Das Serien -Passelement, normalerweise ein Transistor, steuert die Menge an Strom, die zum Ausgang geht.Es ändert seinen Widerstand auf der Grundlage der Signale, die es aus dem Fehlerverstärker empfängt.Wenn die Ausgangsspannung über oder unter 5 V verläuft, passt der Transistor den Stromfluss an, um ihn wieder auf die richtige Ebene zu bringen.Dabei setzt der Transistor auch zusätzliche Energie als Wärme frei, weshalb der IC während des Gebrauchs warm werden kann.
Wärmeschutzkreis
Der thermische Schutzkreis verhindern, dass das IC zu heiß wird.Wenn die Temperatur des IC zu hoch steigt, was aufgrund starker Verwendung oder hohen externen Temperaturen auftreten kann, tritt dieser Schaltkreis ein, um den Strom zu senken oder sogar die IC vorübergehend abzuschalten.Diese Funktion ist wichtig, um das IC zu schützen und sicherzustellen, dass sie nicht durch Überhitzung beschädigt wird.
SAFE OPERATION AREA (SOA)
Der Schutz der sicheren Betriebsfläche (SOA) verhindert, dass die 7805 außerhalb seiner sicheren Grenzen arbeiten.Dieser Schutz sorgt dafür, dass der IC nicht zu viel Spannung oder Strom ausgesetzt ist, was dazu führen kann, dass sie scheitern.Wenn etwas schief geht, wie ein Kurzschluss oder ein plötzlicher Anstieg der Eingangsspannung, begrenzt dieser Schutz den IC -Betrieb, um Schäden zu vermeiden.Diese Funktion hilft dem IC, länger zu dauern und zuverlässig zu arbeiten.
Wärme verwalten im 7805 IC
Die Verwaltung der Wärme im 7805 -Voltage -Regler kann eine Herausforderung sein.Der 7805 reduziert eine höhere Eingangsspannung auf einen konstanten 5 -V -Ausgang. Wenn die Eingangsspannung jedoch viel höher als 5 V ist, wird die zusätzliche Spannung in Wärme umgewandelt.Wenn der Eingang beispielsweise 15 V und der Strom 0,5A beträgt, erzeugt der Regler 5 Watt Wärme.Dies kann zu viel Wärme für den 7805 sein, um es ohne Kühlung zu handhaben, was möglicherweise dazu führt, dass er überhitzt und scheitert.
Um die Wärme zu reduzieren, ist es am besten, die Eingangsspannung nahe 7 V zu halten, was für den stabilen 5 -V -Ausgang erforderlich ist.Je näher die Eingangsspannung auf 7 V liegt, desto weniger überschüssige Energie muss der Regler in die Wärme umwandeln.Wenn eine höhere Eingangsspannung erforderlich ist, kann an der 7805 ein Kühlkörper angebracht werden, um sie abzukühlen, indem die Wärme über eine größere Oberfläche ausbreitet.Je größer der Kühlkörper ist, desto besser wird es darin, Wärme abzuleiten und den Regler in einem sicheren Temperaturbereich zu halten.
Merkmale des 7805 -Voltage -Reglers IC
Minimale externe Komponenten
Eines der besten Dinge am 7805 IC ist, dass nur sehr wenige zusätzliche Teile erforderlich sind.Normalerweise sind nur zwei kleine Kondensatoren erforderlich - eine auf der Eingangsseite und eine auf der Ausgangsseite.Diese Kondensatoren tragen dazu bei, die Spannung stabil zu halten und plötzliche Änderungen oder Geräusche bei der Leistung zu verringern.Da der 7805 nicht viele zusätzliche Teile benötigt, wird das Design einfacher und senkt die Kosten.Dies macht es für viele Projekte eine gute Wahl.
Breiter Eingangsspannungsbereich
Der 7805 kann mit einem breiten Bereich von Eingangsspannungen von 7 V bis 35 V funktionieren.Dies bedeutet, dass es mit Strom aus verschiedenen Quellen umgehen kann, auch wenn die Spannung höher oder niedriger ist als erwartet.Solange die Eingangsspannung innerhalb dieses Bereichs bleibt, ergibt der 7805 einen stetigen 5 -V -Ausgang.Diese Flexibilität macht es für eine Vielzahl von Situationen nützlich, in denen die Eingangsleistung möglicherweise nicht immer gleich ist.
Aktuelle Kapazität
Der 7805 kann bis zu 1,5A Strom liefern, was es für Geräte nützlich macht, die eine mäßige Menge an Strom wie kleine Motoren oder Sensoren benötigen.Es kann diesen Strom zuverlässig an verschiedene elektronische Teile versorgen, aber der tatsächliche Strom hängt davon ab, wie viel Wärme das IC erzeugt und die Eingangsspannung.Wenn es zu heiß wird oder die Eingangsspannung zu niedrig ist, kann der Strom reduziert werden.Dennoch kann der 7805 für die meisten Zwecke den Strombedarf vieler Geräte problemlos erfüllen.
Niedriger Standby -Strom
Wenn der 7805 ein Gerät nicht aktiv mit Strom versorgt, verbraucht er selbst nur sehr wenig Energie, normalerweise um 5 mA.Dies bedeutet, dass es nicht viel Strom verschwendet, was besonders nützlich für Geräte ist, die Batterien betreiben.Da es nicht unnötig die Stromversorgung abfließt, wird die Systeme effizienter gestaltet, insbesondere bei Designs, bei denen die Energie des Energiees eine Priorität hat.
Eingebaute Schutz
Das 7805 IC verfügt über mehrere Sicherheitsmerkmale, die sowohl die IC- als auch die Geräte schützen, die es betreibt.Es hat einen thermischen Schutz, der das IC ausschaltet, wenn es zu heiß wird.Es verfügt auch über einen eingebauten Strombegrenzer, der zu viel Strom durch Fließen verhindert und die Schaltung vor Beschädigungen schützt.Schließlich kann es dank der internen Sicherheitsmaßnahmen ohne Versagen von Kurzstrecken abwickeln.Diese integrierten Schutzmaßnahmen machen den 7805 für viele Projekte zu einer zuverlässigen Wahl, selbst in Umgebungen, in denen sich die Leistungsbedingungen unerwartet ändern können.
Vorteile der Verwendung des 7805 IC
Einfach zu bedienen
Einer der größten Vorteile des 7805 IC ist, wie einfach es ist, mit ihnen zu arbeiten.Sie benötigen nur wenige zusätzliche Komponenten wie Kondensatoren, um die Eingangs- und Ausgangsspannungen zu stabilisieren.Dies erleichtert die Einrichtung, selbst für Menschen, die gerade erst mit Elektronik anfangen.Das Pin -Layout ist leicht zu verstehen: ein Pin für die Eingangsspannung, eine für den Boden und eine für den 5 -V -Ausgang.Diese Einfachheit bedeutet, dass Sie den 7805 schnell zu einer Schaltung hinzufügen können, ohne komplexe Anpassungen vorzunehmen oder mit komplizierten Setups umzugehen.
Sicherheitsmerkmale
Das 7805 IC enthält integrierte Sicherheitsmerkmale, die es vor Schäden schützen.Ein solches Merkmal ist der thermische Schutz, der das IC automatisch abschaltet, wenn es zu heiß wird.Dies verhindert, dass die IC und andere Teile in der Schaltung beschädigt werden.Dies ist besonders hilfreich in Situationen, in denen die Schaltung zu warm wird oder in der Kühlung ein Problem darstellt.Ein weiteres nützliches Merkmal ist der Kurzschlussschutz.Wenn ein Fehler in der Schaltung vorliegt, die einen Kurzschluss verursacht, begrenzt der 7805 den durch ihn fließenden Strom und schützt sowohl sich selbst als auch den Rest der Schaltung vor Schaden.Diese Schutzmaßnahmen machen den 7805 für viele Elektronikprojekte zu einer dauerhaften und zuverlässigen Wahl.
Gemeinsame Anwendungen
Das 7805 IC wird in Schaltkreisen häufig verwendet, die eine stabile 5 -V -Netzteil benötigen.Es kommt häufig in Geräten vor, die niedrige Leistung verwenden, wie z. B. Mikrocontroller -Projekte, eingebettete Systeme und viele Arten von Sensoren.Viele elektronische Komponenten wie Mikroprozessoren, Anzeigen und Kommunikationsmodule benötigen eine stetige 5 -V -Funktion, um ordnungsgemäß zu funktionieren.Das 7805 IC bietet diese stabile Leistung, die diesen Komponenten hilft.Da es in einer Vielzahl von Anwendungen leicht zu finden ist und funktioniert, wird der 7805 IC sowohl von Fachleuten als auch von Hobbyisten in ihren Projekten vertrauen.
Anwendungen des 7805 -Voltage -Reglers
Abbildung 7: 12 V bis 5 V USB -Netzteil mit 7805 Spannungsregler
Der 7805 -Spannungsregler ist in vielen elektronischen Geräten eine weit verbreitete Komponente.Seine Aufgabe ist es, eine stabile 5 -V -Ausgabe bereitzustellen, die für Schaltungen nützlich ist, die eine stetige Stromversorgung benötigen.
Zum Beispiel hilft der 7805 in Mobiltelefonladegeräten die Spannung bei 5 V, auch wenn sich die Leistung des Wandstecks ändert.Dies ist wichtig, um Geräte sicher zu laden, die eine konsistente Spannung erfordern.In ähnlicher Weise kann es in UPS -Systemen (UPS) unter ununterbrochenen Stromversorgung gefunden werden, in denen es Schaltungen, die sich keine Unterbrechungen oder Stromabfälle leisten können, eine konstante Spannung liefern.
In Geräten wie tragbaren Mediplayern kann die Spannung der Batterie im Abfluss schwanken, aber die 7805 stellt sicher, dass die internen Komponenten immer noch einen stetigen 5 V erhalten, was das Gerät vor Schäden schützt, die durch plötzliche Stromveränderungen verursacht werden.Low-Power-Schaltungen wie solche in kleinen elektronischen Projekten oder Geräten stützen sich ebenfalls auf die 7805, um eine konsistente Spannung zu liefern.Diese Schaltungen können empfindliche Teile wie Mikrocontroller und Sensoren enthalten, die fällen oder beschädigt werden können, wenn die Leistung nicht stabil ist.Die 7805 stellt sicher, dass die Ausgabe bei 5 V bleibt, unabhängig davon, was mit der Eingangsleistung passiert.
In einigen Fällen kann der 7805 in Schaltungen verwendet werden, die den Stromfluss steuern müssen.Obwohl es hauptsächlich zur Regulierung der Spannung ausgelegt ist, kann es in Kombination mit anderen Teilen wie Widerständen oder Transistoren auch dazu beitragen, den Strom zu regulieren.Es wird häufig in Infrarot -Fernbedienungen verwendet, um die für das Senden von Signalen erforderliche stabile Leistung bereitzustellen.Timing -Geräte wie Stoppbeobachter profitieren ebenfalls vom 7805. Die internen Taktkomponenten funktionieren korrekt und stellt sicher, dass das Gerät die Zeit genau misst, indem sie eine konsistente Spannung liefert.
Rolle von Kondensatoren in 7805 Schaltungen
Abbildung 8: Spannungsregelungsschaltung mit Kondensatoren
Kondensatoren sind kleine elektronische Komponenten, die häufig zu Schaltungen mit dem 7805 -Voltage -Regler hinzugefügt werden.Sie tragen dazu bei, die Spannung reibungsloser zu machen und unerwünschte elektrische Rauschen zu reduzieren.Ohne diese Kondensatoren könnte der Ausgang des Reglers kleine Spannungsänderungen aufweisen, was die Leistung der angeschlossenen Teile beeinflussen könnte.
Auf der Eingangsseite des 7805 wird ein Kondensator mit einem Wert von 0,33 µF typischerweise verwendet, um alle Rauschen aus der Stromquelle herauszufiltern.Dies wird besonders hilfreich, wenn der Regler mehr als 10 Zoll von der Stromversorgung entfernt ist, da elektrische Geräusche oder Spikes über längere Entfernungen häufiger sein können.Der Kondensator absorbiert diese Schwankungen und stellt sicher, dass eine konstantere Spannung an den Eingang des 7805 geliefert wird.
Auf der Ausgangsseite wird ein kleinerer Kondensator, der normalerweise um 0,1 µF ist, hinzugefügt, um die regulierte Spannung weiter zu glätten.Obwohl der 7805 die Spannung gut stabilisiert, können einige geringfügige Änderungen auftreten.Diese Änderungen könnten durch externe Faktoren oder andere Teile in der Schaltung verursacht werden.Der Ausgangskondensator hilft dabei, diese kleinen Variationen herauszufiltern und sicherzustellen, dass die Spannung bei 5 V so stabil wie möglich bleibt.Dies bietet eine zuverlässigere Stromversorgung für Geräte, die für Spannungsänderungen empfindlich sind, z. B. Mikrocontroller oder andere digitale Komponenten, die eine konsistente Stromversorgung erfordern, um korrekt zu arbeiten.
Abschluss
Der 7805 -Voltage -Regler hält die Stromversorgung bei 5 V, was es für viele verschiedene Elektronikprojekte nützlich macht.Es ist einfach zu bedienen, verfügt über integrierte Schutzmaßnahmen und findet sich in einer Vielzahl von Geräten, von kleinen Geräten bis hin zu komplexeren Systemen.Durch die Verwendung des 7805 können Sie sicherstellen, dass Ihre Geräte ohne Stromprobleme ordnungsgemäß funktionieren.
Häufig gestellte Fragen [FAQ]
1. Wie viel Spannung kann 7805 handeln?
Der 7805 -Spannungsregler kann eine Eingangsspannung von bis zu 35 V verarbeiten, aber er ist sicherer und funktioniert besser, wenn der Eingang zwischen 7 V und 25 V bleibt.Wenn die Eingangsspannung zu hoch ist, kann sie überhitzen oder beschädigt werden.
2. Was ist die Spannung von AC in 7805?
Der 7805 ist so konzipiert, dass die Gleichspannung und nicht die DC -Spannung reguliert wird.Sie müssen AC zuerst in DC konvertieren, indem Sie so etwas wie einen Gleichrichter anschließen, bevor Sie ihn mit dem 7805 anschließen.
3. Kann ich 7805 ohne Kondensator verwenden?
Ja, Sie können den 7805 technisch ohne Kondensatoren verwenden, aber es funktioniert auch nicht.Kondensatoren helfen dabei, die Spannung zu glätten und sicherzustellen, dass der Ausgang stabil bleibt.Normalerweise wird ein kleiner Kondensator auf den Eingang (0,33 uF) und ein anderes auf dem Ausgang (0,1 µF) platziert, um eine bessere Leistung zu erzielen.
4. Wie reduziere ich mit 7805 12 V auf 5 V?
Um 12 V auf 5 V zu bringen, verbinden Sie den 12 -V -Eingang an den Eingangsstift des 7805, verbinden den Erdungsstift mit dem Boden und der 7805 bietet Ihnen 5 V vom Ausgangsstift aus.Vergessen Sie nicht, Kondensatoren zu verwenden, um die Spannung stabil zu halten.
5. Was ist die interne Arbeit von 7805?
Innerhalb des 7805 gibt es kleine elektronische Teile wie Transistoren, Widerstände und Referenzdioden, die zusammenarbeiten, um die Ausgangsspannung bei 5 V zu halten.Dies geschieht, indem die zusätzliche Spannung in Wärme umgewandelt wird, sodass der Ausgang auch dann konstant bleibt, wenn sich die Eingangsspannung oder Last ändert.