تنظیم کننده ولتاژ 7805

تنظیم کننده ولتاژ 7805 یک مؤلفه محبوب است که برای تهیه یک خروجی 5 ولت پایدار در مدارهای الکترونیکی استفاده می شود ، و اطمینان حاصل می کند که دستگاه ها حتی در صورت تغییر ولتاژ ورودی ، یکنواخت اجرا می شوند.در این مقاله نحوه عملکرد 7805 ، طرح پین آن ، قطعات داخلی که به حفظ ولتاژ کمک می کنند و ویژگی های ایمنی موجود در آن را توضیح می دهد.ما همچنین به این نکته خواهیم پرداخت که چگونه در دستگاه هایی مانند شارژرهای تلفن همراه و سیستم هایی که برای الکترونیک کوچک به قدرت پایدار نیاز دارند ، استفاده می شود.

کاتالوگ

شکل 1: تنظیم کننده ولتاژ 7805

آشنایی با تنظیم کننده های ولتاژ

تنظیم کننده ولتاژ به ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی کمک می کند ، حتی اگر ولتاژ ورودی تغییر کند یا بار الکتریکی متفاوت باشد.پایدار نگه داشتن ولتاژ برای اطمینان از عملکرد خوب دستگاه های الکترونیکی بسیار مفید است و به دلیل تغییرات ولتاژ آسیب نمی رسانند.

شکل 2: انواع مختلف تنظیم کننده ولتاژ

تنظیم کننده های ولتاژ با تنظیم جریان جریان کار می کنند تا ولتاژ خروجی یکسان باشد ، حتی اگر ولتاژ ورودی یا بار تغییر کند.اگر ولتاژ ورودی بالا برود ، تنظیم کننده جریان جریان را کاهش می دهد و اگر ولتاژ ورودی کاهش یابد ، جریان جریان را افزایش می دهد تا ولتاژ خروجی صحیح را حفظ کند.

در بسیاری از دستگاه های مدرن ، تنظیم کننده های ولتاژ در مدارهای یکپارچه (IC) ساخته شده اند که کوچک و قابل اعتماد هستند.یکی از تنظیم کننده های مشترک IC 7805 است که خروجی پایدار +5 ولت را فراهم می کند.این نوع تنظیم کننده اغلب در دستگاه های الکترونیکی که به منبع تغذیه پایدار مانند رایانه ها و شارژرهای تلفن همراه نیاز دارند ، استفاده می شود.

تنظیم کننده ولتاژ 7805 چیست؟

شکل 3: تنظیم کننده ولتاژ 7805

تنظیم کننده ولتاژ 7805 یک دستگاه متداول است که به کنترل و تأمین یک خروجی 5 ولت پایدار در مدارهای الکترونیکی کمک می کند.این متعلق به خانواده ای از تنظیم کننده ها به نام سری "78xx" است ، جایی که "xx" به ولتاژ خروجی اشاره دارد.در مورد 7805 ، برای ارائه 5 ولت ثابت طراحی شده است.این تنظیم کننده می تواند ولتاژ ورودی را در هر نقطه از 7 ولت تا 35 ولت بگیرد و هنوز هم اطمینان حاصل کند که خروجی در 5 ولت باقی می ماند.

7805 با پایین آوردن ولتاژ ورودی به 5 ولت مورد نیاز و خلاص شدن از انرژی اضافی به عنوان گرما کار می کند.به آن یک تنظیم کننده "خطی" گفته می شود زیرا انرژی اضافی را به طور کارآمد تبدیل نمی کند ، بلکه به سادگی آن را به عنوان گرما می سوزاند تا ولتاژ را پایین بیاورد.به عنوان مثال ، اگر تنظیم کننده 12 ولت را ارائه دهید ، خروجی را به 5 ولت کاهش می دهد و بقیه انرژی (تفاوت بین 12 ولت و 5 ولت) به گرما تبدیل می شود.

کار اصلی 7805 نگه داشتن ولتاژ خروجی است ، حتی اگر ولتاژ ورودی تغییر کند.با این حال ، این فرایند گرما ایجاد می کند ، به ویژه هنگامی که ولتاژ ورودی بسیار بالاتر از 5 ولت باشد یا هنگامی که مدار به جریان بیشتری نیاز دارد.برای رسیدگی به این گرما ، 7805 اغلب به یک سینک گرما یا روش خنک کننده دیگر احتیاج دارند.بدون هیچ راهی برای خنک کردن آن ، تنظیم کننده می تواند خیلی داغ شود ، که می تواند بر نحوه عملکرد آن تأثیر بگذارد یا باعث شود که آن کار را متوقف کند.

پیکربندی پین 7805 IC

شکل 4: پیکربندی PIN تنظیم کننده ولتاژ 7805

• پین 1 (ورودی): اینجاست که ولتاژ را که هنوز تنظیم نشده است وصل می کنید.ولتاژ وارد شده باید حداقل 2 ولت بالاتر از خروجی 5 ولت مورد نظر شما باشد.بنابراین ، برای به دست آوردن یک خروجی 5 ولت پایدار ، ولتاژ ورودی باید حداقل 7 ولت باشد.

• پین 2 (زمین): این پین به زمین (یا ولتاژ صفر) مدار شما متصل می شود.این به عنوان نقطه مرجع برای هر دو ولتاژ ورودی و خروجی عمل می کند.

• پین 3 (خروجی): اینجاست که خروجی 5 ولت پایدار از آن حاصل می شود.خروجی به طور معمول بین 4.8 ولت و 5.2 ولت است ، اما به معنای این است که تا حد ممکن نزدیک به 5 ولت بمانید.

7805 IC چگونه کار می کند؟

شکل 5: نمودار مدار نشان می دهد که چگونه تنظیم کننده ولتاژ 7805 کار می کند

در داخل IC ، چندین قسمت با هم کار می کنند تا ولتاژ خروجی ثابت نگه داشته شود ، حتی اگر تغییراتی در ولتاژ ورودی یا بار وجود داشته باشد.در اینجا یک توضیح ساده در مورد چگونگی کار هر قسمت از IC برای حفظ آن خروجی ثابت آورده شده است.

مدار شروع

مدار شروع اولین بخش برای فعال شدن در هنگام تغذیه 7805 است.کار آن اطمینان از تمام قسمتهای داخلی IC برای شروع کار است.پس از اعمال برق ، این مدار همه چیز را در حال حرکت قرار می دهد و به 7805 اجازه می دهد تنظیم ولتاژ را شروع کند.

تولید کننده فعلی

ژنراتور فعلی چقدر جریان جریان را در داخل IC می کند.این قسمت تضمین می کند که سایر مؤلفه های داخلی مقدار مناسب جریان را برای عملکرد صحیح بدست آورند.این امر به IC کمک می کند تا با موقعیت های مختلف سازگار شود ، مانند زمان تغییر بار در IC ، بنابراین می تواند به عملکرد پایدار ادامه دهد.

ولتاژ مرجع (دیود زنر)

شکل 6: نماد دیود زنر

7805 برای ایجاد ولتاژ مرجع ثابت از یک دیود Zener استفاده می کند.این ولتاژ مرجع به عنوان راهنمایی عمل می کند که IC از آن استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ خروجی در 5 ولت باقی مانده است.دیود Zener انتخاب می شود زیرا می تواند یک ولتاژ ثابت را حفظ کند ، که به IC کمک می کند تا ولتاژ خروجی را در صورت لزوم مقایسه و تنظیم کند.

تقویت کننده خطا

تقویت کننده خطا مسئول بررسی مداوم ولتاژ خروجی است.این ولتاژ خروجی واقعی را با ولتاژ مرجع تعیین شده توسط دیود Zener مقایسه می کند.اگر ولتاژ خروجی دقیقاً 5 ولت نباشد ، تقویت کننده خطا سیگنال را برای تنظیم تنظیمات ارسال می کند.به این ترتیب ، ولتاژ خروجی در زمان واقعی اصلاح می شود و آن را در شرایط تغییر ثابت نگه می دارد.

عنصر عبور سری (ترانزیستور)

عنصر عبور سری ، معمولاً ترانزیستور ، میزان جریان جریان را به خروجی کنترل می کند.این مقاومت خود را بر اساس سیگنال هایی که از تقویت کننده خطا دریافت می کند تغییر می دهد.اگر ولتاژ خروجی از بالا یا زیر 5 ولت شروع شود ، ترانزیستور جریان فعلی را تنظیم می کند تا آن را به سطح صحیح برگرداند.در حین انجام این کار ، ترانزیستور همچنین انرژی اضافی را به عنوان گرما آزاد می کند ، به همین دلیل IC در هنگام استفاده گرم می شود.

مدار حفاظت حرارتی

مدار حفاظت حرارتی به جلوگیری از گرم شدن IC کمک می کند.اگر دمای IC بیش از حد زیاد شود ، که می تواند به دلیل استفاده سنگین یا دمای خارجی زیاد اتفاق بیفتد ، این مدار برای پایین آمدن جریان یا حتی خاموش کردن IC به طور موقت وارد می شود.این ویژگی برای محافظت از IC و اطمینان از آسیب رساندن به بیش از حد گرم شدن مهم است.

حفاظت از منطقه عملیاتی ایمن (SOA)

حفاظت از منطقه ایمن (SOA) 7805 را از کار در خارج از محدوده ایمن خود باز می دارد.این حفاظت تضمین می کند که IC در معرض ولتاژ یا جریان بیش از حد قرار نمی گیرد ، که می تواند باعث شکست آن شود.اگر مشکلی پیش بیاید ، مانند یک مدار کوتاه یا سنبله ناگهانی ولتاژ ورودی ، این محافظت باعث می شود عملکرد IC برای جلوگیری از آسیب باشد.این ویژگی به IC کمک می کند تا طولانی تر شود و با اطمینان بیشتری کار کند.

مدیریت گرما در 7805 IC

مدیریت گرما در تنظیم کننده ولتاژ 7805 می تواند یک چالش باشد.7805 ولتاژ ورودی بالاتر را به یک خروجی 5 ولت ثابت کاهش می دهد ، اما وقتی ولتاژ ورودی بسیار بالاتر از 5 ولت باشد ، ولتاژ اضافی به گرما تبدیل می شود.به عنوان مثال ، اگر ورودی 15 ولت باشد و جریان 0.5A باشد ، تنظیم کننده 5 وات گرما تولید می کند.این می تواند گرمای بیش از حد برای 7805 بدون خنک شدن باشد ، به طور بالقوه باعث گرم شدن و شکست آن می شود.

برای کاهش گرما ، بهتر است ولتاژ ورودی را نزدیک به 7 ولت نگه دارید ، که حداقل مورد نیاز برای خروجی 5 ولت پایدار است.هرچه ولتاژ ورودی به 7 ولت نزدیکتر باشد ، انرژی اضافی نیز تنظیم کننده برای تبدیل به گرما نیاز دارد.اگر ولتاژ ورودی بالاتر لازم باشد ، می توان یک سینک گرما را به 7805 وصل کرد تا با پخش گرما در یک سطح بزرگتر ، آن را خنک کند.هرچه سینک گرما بزرگتر باشد ، در اتلاف گرما و نگه داشتن تنظیم کننده در محدوده دمای ایمن بهتر خواهد بود.

ویژگی های تنظیم کننده ولتاژ 7805

حداقل اجزای خارجی

یکی از بهترین موارد در مورد IC 7805 این است که برای کار به قسمت های اضافی بسیار کمی نیاز دارد.معمولاً فقط به دو خازن کوچک نیاز دارد - یکی در سمت ورودی و دیگری در سمت خروجی.این خازن ها به ثابت نگه داشتن ولتاژ و کاهش هرگونه تغییر ناگهانی یا سر و صدا در قدرت کمک می کنند.از آنجا که 7805 به قسمت های اضافی زیادی احتیاج ندارد ، این طرح را ساده تر می کند و هزینه را کاهش می دهد.این امر برای بسیاری از پروژه ها به یک انتخاب عالی تبدیل می شود.

دامنه ولتاژ ورودی گسترده

7805 می تواند با طیف گسترده ای از ولتاژهای ورودی ، از 7 ولت تا 35 ولت کار کند.این بدان معنی است که می تواند قدرت از منابع مختلف را اداره کند ، حتی اگر ولتاژ بالاتر یا پایین تر از حد انتظار باشد.تا زمانی که ولتاژ ورودی در این محدوده باقی بماند ، 7805 یک خروجی 5 ولت پایدار خواهد داشت.این انعطاف پذیری باعث می شود که برای انواع موقعیت هایی که ممکن است قدرت ورودی همیشه یکسان نباشد ، مفید باشد.

ظرفیت فعلی

7805 می تواند حداکثر 1.5A از جریان را فراهم کند ، که باعث می شود برای دستگاه هایی که به مقدار متوسط ​​قدرت مانند موتورهای کوچک یا سنسورها نیاز دارند ، مفید باشد.این می تواند به طور قابل اطمینان این جریان را به قطعات الکترونیکی مختلف عرضه کند ، اما جریان واقعی بستگی به میزان گرم شدن IC و ولتاژ ورودی دارد.اگر خیلی گرم شود یا ولتاژ ورودی خیلی کم باشد ، جریان ممکن است کاهش یابد.با این وجود ، برای بیشتر اهداف ، 7805 به راحتی می تواند نیازهای برق بسیاری از دستگاه ها را برآورده کند.

جریان آماده به کار کم

هنگامی که 7805 به طور فعال قدرت یک دستگاه را تأمین نمی کند ، از خود انرژی بسیار کمی استفاده می کند ، معمولاً در حدود 5mA.این بدان معنی است که قدرت زیادی را هدر نمی دهد ، که به ویژه در دستگاه هایی که روی باتری ها کار می کنند مفید است.از آنجا که این قدرت را به طور غیر ضروری تخلیه نمی کند ، به شما کمک می کند تا سیستم ها کارآمدتر شوند ، به خصوص در طرح هایی که صرفه جویی در مصرف انرژی در اولویت قرار دارد.

محافظت های داخلی

IC 7805 دارای چندین ویژگی ایمنی است که هم از IC و هم دستگاه های قدرتمند محافظت می کند.این محافظت حرارتی دارد که اگر خیلی گرم شود ، IC را خاموش می کند.همچنین دارای یک محدود کننده جریان داخلی است که مانع از جریان بیش از حد جریان می شود و مدار را از آسیب محافظت می کند.سرانجام ، به لطف اقدامات ایمنی داخلی ، می تواند مدارهای کوتاه را بدون شکست اداره کند.این محافظت های داخلی ، 7805 را برای بسیاری از پروژه ها انتخابی قابل اعتماد می کند ، حتی در محیط هایی که ممکن است شرایط قدرت به طور غیر منتظره ای تغییر کند.

مزایای استفاده از 7805 IC

استفاده آسان

یکی از بزرگترین مزایای 7805 IC این است که کار با آن چقدر ساده است.برای تثبیت ولتاژهای ورودی و خروجی فقط به چند مؤلفه اضافی مانند خازن ها نیاز دارید.این کار تنظیم را آسان می کند ، حتی برای افرادی که تازه کار را در الکترونیک شروع می کنند.طرح پین به راحتی قابل درک است: یک پین برای ولتاژ ورودی ، دیگری برای زمین و دیگری برای خروجی 5 ولت.این سادگی به این معنی است که می توانید بدون نیاز به تنظیمات پیچیده یا برخورد با هرگونه تنظیم پیچیده ، به سرعت 7805 را به یک مدار اضافه کنید.

ویژگی های ایمنی

IC 7805 شامل ویژگی های ایمنی داخلی است که آن را از آسیب محافظت می کند.یکی از این ویژگی ها محافظت حرارتی است که اگر خیلی گرم شود ، IC را به طور خودکار خاموش می کند.این مانع از آسیب دیدن IC و سایر قسمت های مدار می شود.این امر به ویژه در شرایطی که مدار ممکن است خیلی گرم شود یا جایی که خنک کننده نگرانی دارد ، مفید است.یکی دیگر از ویژگی های مفید ، محافظت از اتصال کوتاه است.اگر در مدار یک عیب وجود داشته باشد که باعث ایجاد یک مدار کوتاه شود ، 7805 جریان جریان از طریق آن را محدود می کند ، از خود و بقیه مدار از آسیب محافظت می کند.این محافظت ها 7805 را برای بسیاری از پروژه های الکترونیکی انتخابی بادوام و قابل اعتماد می کند.

برنامه های مشترک

IC 7805 به طور گسترده ای در مدارهایی که به منبع تغذیه پایدار 5 ولت احتیاج دارند استفاده می شود.این اغلب در دستگاه هایی که از انرژی کم استفاده می کنند ، مانند پروژه های میکروکنترلر ، سیستم های تعبیه شده و بسیاری از سنسورها یافت می شود.بسیاری از مؤلفه های الکترونیکی ، مانند ریزپردازنده ها ، نمایشگرها و ماژول های ارتباطی ، برای کار صحیح به 5 ولت ثابت نیاز دارند.IC 7805 این قدرت پایدار را فراهم می کند ، که به این مؤلفه ها کمک می کند تا به طور هموار اجرا شوند.از آنجا که یافتن و کار به خوبی در طیف گسترده ای از برنامه ها آسان است ، IC 7805 به متخصصان و سرگرمی در پروژه های خود اعتماد دارد.

برنامه های تنظیم کننده ولتاژ 7805

شکل 7: منبع تغذیه USB 12 ولت تا 5 ولت با استفاده از تنظیم کننده ولتاژ 7805

تنظیم کننده ولتاژ 7805 یک جزء گسترده در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی است.کار آن فراهم کردن یک خروجی 5 ولت پایدار است که برای مدارهایی که به منبع تغذیه پایدار نیاز دارند مفید است.

به عنوان مثال ، در شارژرهای تلفن همراه ، 7805 به نگه داشتن ولتاژ در 5 ولت کمک می کند ، حتی اگر برق حاصل از سوکت دیواری تغییر کند.این مهم برای شارژ ایمن دستگاه هایی است که به ولتاژ مداوم نیاز دارند.به همین ترتیب ، می توان آن را در سیستم های منبع تغذیه غیرقابل وقفه (UPS) یافت ، جایی که به تهیه ولتاژ ثابت برای مدارها کمک می کند که قادر به ایجاد وقفه یا قطره در قدرت نیستند.

در دستگاه هایی مانند بازیکنان قابل حمل رسانه ، ولتاژ باتری می تواند در حال تخلیه باشد ، اما 7805 تضمین می کند که اجزای داخلی هنوز 5 ولت پایدار دریافت می کنند و از دستگاه در برابر آسیب های ناشی از تغییرات ناگهانی در قدرت محافظت می کنند.مدارهای کم مصرف ، مانند مواردی که در پروژه های الکترونیکی کوچک یا اسباب بازی ها وجود دارد ، برای ارائه ولتاژ مداوم نیز به 7805 متکی هستند.این مدارها ممکن است حاوی قطعات حساس مانند میکروکنترلرها و سنسورها باشد که در صورت پایدار بودن برق می تواند نقص داشته باشد یا آسیب ببیند.7805 اطمینان می دهد که خروجی بدون توجه به آنچه با قدرت ورودی اتفاق می افتد ، در 5 ولت باقی می ماند.

در بعضی موارد ، 7805 می تواند در مدارهایی که نیاز به کنترل جریان جریان دارند استفاده شود.اگرچه این امر به طور عمده برای تنظیم ولتاژ طراحی شده است ، اما در صورت ترکیب با سایر قسمت ها مانند مقاومت یا ترانزیستور ، می تواند به تنظیم جریان نیز کمک کند.این اغلب در کنترل های از راه دور مادون قرمز برای تأمین قدرت پایدار مورد نیاز برای ارسال سیگنال استفاده می شود.دستگاه های زمان بندی ، مانند کرونومتر ، از 7805 نیز بهره مند می شوند. این اجزای ساعت داخلی را به درستی کار می کند ، و اطمینان حاصل می کند که دستگاه با تهیه ولتاژ مداوم ، زمان را به طور دقیق اندازه گیری می کند.

نقش خازن ها در 7805 مدار

شکل 8: مدار تنظیم ولتاژ با خازن ها

خازن ها اجزای الکترونیکی کوچکی هستند که اغلب با تنظیم کننده ولتاژ 7805 به مدارها اضافه می شوند.آنها به ایجاد ولتاژ نرم تر و کاهش نویز الکتریکی ناخواسته کمک می کنند.بدون این خازن ها ، خروجی از تنظیم کننده می تواند تغییرات کمی در ولتاژ داشته باشد ، که می تواند بر عملکرد قطعات متصل تأثیر بگذارد.

در قسمت ورودی 7805 ، یک خازن با مقدار 0.33 میکرومتر به طور معمول برای فیلتر کردن هرگونه سر و صدای حاصل از منبع تغذیه استفاده می شود.این امر به ویژه در صورتی که تنظیم کننده بیش از 10 اینچ از منبع تغذیه قرار بگیرد ، مفید می شود ، زیرا سر و صدای الکتریکی یا سنبله می تواند در مسافت های طولانی تر رایج باشد.خازن این نوسانات را جذب می کند و اطمینان حاصل می کند که ولتاژ پایدار تر به ورودی 7805 تحویل داده می شود.

از طرف خروجی ، یک خازن کوچکتر ، معمولاً در حدود 0.1 میکرومتر ، برای صاف کردن ولتاژ تنظیم شده اضافه می شود.حتی اگر 7805 کار خوبی برای تثبیت ولتاژ انجام دهد ، هنوز هم برخی از تغییرات جزئی ممکن است رخ دهد.این تغییرات می تواند توسط عوامل خارجی یا سایر قسمت های مدار ایجاد شود.خازن خروجی به فیلتر کردن این تغییرات کوچک کمک می کند ، و اطمینان حاصل می کند که ولتاژ تا حد امکان در 5 ولت ثابت می ماند.این یک منبع تغذیه قابل اطمینان تر برای دستگاه هایی که نسبت به تغییرات ولتاژ حساس هستند ، مانند میکروکنترلرها یا سایر مؤلفه های دیجیتالی که برای کار صحیح نیاز به قدرت مداوم دارند ، فراهم می کند.

پایان

تنظیم کننده ولتاژ 7805 به ثابت نگه داشتن منبع تغذیه در 5 ولت کمک می کند ، که باعث می شود آن را برای بسیاری از پروژه های مختلف الکترونیک مفید کند.استفاده از آن آسان است ، از محافظت های داخلی برخوردار است ، و می توان در دستگاه های مختلفی از وسایل کوچک گرفته تا سیستم های پیچیده تر یافت.با استفاده از 7805 ، می توانید اطمینان حاصل کنید که دستگاه های شما به درستی و بدون مشکل برق کار می کنند.

سوالات متداول [سؤالات متداول]

1. چه مقدار ولتاژ 7805 می تواند کنترل کند؟

تنظیم کننده ولتاژ 7805 می تواند ولتاژ ورودی تا 35 ولت را کنترل کند ، اما ایمن تر است و اگر ورودی بین 7 ولت و 25 ولت باقی بماند ، بهتر کار می کند.اگر ولتاژ ورودی خیلی زیاد باشد ، ممکن است بیش از حد گرم شود یا آسیب ببیند.

2. ولتاژ AC در 7805 چیست؟

7805 برای تنظیم ولتاژ DC طراحی شده است ، نه AC.قبل از اتصال آن به 7805 ، ابتدا باید AC را به DC تبدیل کنید.

3. آیا می توانم از 7805 بدون خازن استفاده کنم؟

بله ، شما از نظر فنی می توانید از 7805 بدون خازن استفاده کنید ، اما این نیز کار نخواهد کرد.خازن ها به صاف کردن ولتاژ کمک می کنند و مطمئن می شوند که خروجی پایدار است.معمولاً برای عملکرد بهتر ، یک خازن کوچک روی ورودی (0.33 میکرومتر) و دیگری در خروجی (0.1μF) قرار می گیرد.

4- چگونه می توان 12 ولت را با استفاده از 7805 کاهش داد؟

برای پایین آمدن 12 ولت به 5 ولت ، ورودی 12 ولت را به پین ​​ورودی 7805 وصل می کنید ، پین زمین را به زمین وصل کنید و 7805 از پین خروجی آن 5 ولت به شما می دهد.فراموش نکنید که از خازن ها برای کمک به ثابت نگه داشتن ولتاژ استفاده کنید.

5- کار داخلی 7805 چیست؟

در داخل 7805 ، قطعات الکترونیکی کوچکی مانند ترانزیستورها ، مقاومت ها و دیودهای مرجع وجود دارد که با هم کار می کنند تا ولتاژ خروجی را در 5 ولت نگه دارند.این کار را با تبدیل ولتاژ اضافی به گرما انجام می دهد ، بنابراین خروجی حتی اگر ولتاژ ورودی یا بار تغییر کند ، ثابت می ماند.