ב- 2024/09/19 462

ווסת מתח 7805

ווסת המתח 7805 הוא רכיב פופולרי המשמש לספק פלט 5V קבוע במעגלים אלקטרוניים, ומבטיח שהמכשירים פועלים בצורה חלקה גם כאשר מתח הכניסה משתנה.מאמר זה מסביר כיצד ה- 7805 עובד, פריסת ה- PIN שלו, החלקים הפנימיים המסייעים בשמירה על המתח ותכונות הבטיחות שהוא כולל.אנו נבחן כיצד משתמשים בו במכשירים כמו מטענים ניידים ומערכות הזקוקים לחשמל יציב לאלקטרוניקה קטנה.

קָטָלוֹג

איור 1: 7805 רגולטור מתח

מבוא לוויסות מתח

ווסת מתח עוזר לשמור על מתח היציאה יציב, גם כאשר מתח הכניסה משתנה או שהעומס החשמלי משתנה.שמירה על יציבות המתח שימושית מאוד כדי לוודא שמכשירים אלקטרוניים יעבדו היטב ואינם נפגעים כתוצאה משינויי מתח.

איור 2: סוגים שונים של רגולטורי מתח

רגולטורי המתח פועלים על ידי התאמת זרימת הזרם כדי לשמור על מתח היציאה זהה, גם אם מתח הכניסה או העומס משתנה.אם מתח הכניסה עולה, הרגולטור מצמצם את זרימת הזרם, ואם מתח הכניסה יורד, הוא מגדיל את הזרימה הנוכחית לשמירה על מתח היציאה הנכון.

במכשירים מודרניים רבים, רגולטורי המתח מובנים במעגלים משולבים (ICS), שהם קטנים ואמינים.רגולטור IC נפוץ אחד הוא 7805, המספק פלט +5V קבוע.סוג זה של רגולטור משמש לרוב במכשירים אלקטרוניים הזקוקים לאספקת חשמל יציבה, כגון מחשבים ומטעני טלפונים ניידים.

מהו רגולטור המתח 7805?

איור 3: 7805 ווסת מתח

ווסת המתח 7805 הוא מכשיר נפוץ המסייע בשליטה ומספק פלט 5V קבוע במעגלים אלקטרוניים.זה שייך למשפחה של רגולטורים המכונה סדרת "78xx", שם "xx" מתייחס למתח הפלט.במקרה של ה- 7805, הוא נועד לתת 5 וולט קבוע.רגולטור זה יכול לקחת מתח קלט בכל מקום בין 7V ל- 35V ועדיין להבטיח שהפלט יישאר ב 5 וולט.

ה- 7805 פועל על ידי הורדת המתח הנכנס ל- 5V הנדרש ונפטר מהאנרגיה הנוספת כחום.זה נקרא רגולטור "ליניארי" מכיוון שהוא לא ממיר את האנרגיה הנוספת ביעילות, אלא פשוט שורף אותה כחום כדי להוריד את המתח.לדוגמה, אם תספק לרגולטור 12 וולט, הוא יפחית את התפוקה ל- 5V, ושאר האנרגיה (ההבדל בין 12V ל- 5V) הופך לחום.

התפקיד העיקרי של ה- 7805 הוא לשמור על מתח היציאה יציב, גם אם מתח הכניסה משתנה.עם זאת, תהליך זה יוצר חום, במיוחד כאשר מתח הקלט גבוה בהרבה מ- 5V או כאשר המעגל זקוק ליותר זרם.כדי לטפל בחום זה, 7805 זקוק לרוב לכיור חום או שיטת קירור אחרת.ללא דרך לקרר את זה, הרגולטור יכול להתחמם מדי, מה שעלול להשפיע על כמה טוב הוא עובד או לגרום לו להפסיק לעבוד לגמרי.

תצורת סיכה של 7805 IC

איור 4: תצורת סיכה של ווסת מתח 7805

• סיכה 1 (קלט): כאן אתה מחבר את המתח שטרם הוסדר.המתח שנכנס חייב להיות לפחות 2 וולט מהפלט 5V הרצוי.לכן, כדי לקבל פלט 5V יציב, מתח הקלט חייב להיות לפחות 7V.

• סיכה 2 (קרקע): סיכה זו מתחברת לקרקע (או לאפס מתח) של המעגל שלך.זה משמש כנקודת ההתייחסות הן למתחי הקלט והן למתחי היציאה.

• סיכה 3 (פלט): מכאן מגיע פלט 5V היציב.הפלט הוא בדרך כלל בין 4.8V ל- 5.2V, אך הוא אמור להישאר קרוב ככל האפשר ל- 5V.

איך 7805 IC עובד?

איור 5: תרשים מעגלים המראה כיצד פועל רגולטור המתח 7805

בתוך ה- IC, כמה חלקים עובדים יחד כדי לשמור על מתח היציאה קבוע, גם אם יש שינויים במתח או עומס הקלט.להלן הסבר פשוט כיצד כל חלק של ה- IC פועל לשמירה על תפוקה קבועה זו.

מעגל התחלה

מעגל ההתחלה הוא החלק הראשון להפעלה כאשר ה- 7805 מופעל.תפקידו לוודא שכל החלקים הפנימיים האחרים של ה- IC מוכנים להתחיל לעבוד.לאחר הפעלת כוח, מעגל זה מציב את הכל בתנועה, ומאפשר ל- 7805 להתחיל להסדיר את המתח.

הגנרטור הנוכחי

הגנרטור הנוכחי מנהל כמה זרם זורם בתוך ה- IC.חלק זה מבטיח כי שאר הרכיבים הפנימיים יקבלו את הכמות הנכונה של הזרם לתפקוד נכון.זה עוזר ל- IC להסתגל למצבים שונים, כמו כאשר העומס ב- IC משתנה, כך שהוא יכול להמשיך לספק ביצועים יציבים.

מתח הפניה (דיודה זנר)

איור 6: סמל דיודה זנר

ה- 7805 משתמש בדיודה זנר כדי ליצור מתח התייחסות קבוע.מתח התייחסות זה משמש כמדריך בו משתמש ה- IC כדי לוודא כי מתח היציאה נשאר על 5V.דיודה זנר נבחרת מכיוון שהיא יכולה לשמור על מתח עקבי, המסייע ל- IC להשוות ולהתאים את מתח היציאה לפי הצורך.

מגבר שגיאה

מגבר השגיאה אחראי לבדיקה מתמדת של מתח הפלט.זה משווה את מתח היציאה בפועל למתח ההתייחסות שנקבע על ידי דיודה זנר.אם מתח הפלט אינו בדיוק 5V, מגבר השגיאה שולח אות לביצוע התאמות.בדרך זו מתח הפלט מתוקן בזמן אמת, ושומר עליו יציב בתנאים משתנים.

סדרה פאס אלמנט (טרנזיסטור)

אלמנט הסדרה עובר, בדרך כלל טרנזיסטור, שולט בכמות הזרם העוברת לפלט.זה משנה את התנגדותו על סמך האותות שהוא מקבל ממגבר השגיאה.אם מתח הפלט מתחיל לעלות מעל 5V או מתחת ל 5V, הטרנזיסטור מתאים את הזרימה הנוכחית כדי להחזיר אותו לרמה הנכונה.בזמן שהוא עושה זאת, הטרנזיסטור משחרר גם אנרגיה נוספת כחום, וזו הסיבה שה- IC יכול להתחמם במהלך השימוש.

מעגל הגנה תרמית

מעגל ההגנה התרמית מסייע במניעת התחממות של ה- IC של ה- IC.אם טמפרטורת ה- IC עולה גבוהה מדי, שיכולה לקרות בגלל שימוש כבד או טמפרטורות חיצוניות גבוהות, מעגל זה ייכנס פנימה כדי להוריד את הזרם או אפילו יכבה את ה- IC באופן זמני.תכונה זו חשובה להגנה על ה- IC ולוודא שהיא לא תיפגע מפני התחממות יתר.

הגנה על אזור הפעלה בטוח (SOA)

ההגנה על אזור ההפעלה הבטוח (SOA) מונעת מה- 7805 לעבוד מחוץ למגבלותיו הבטוחות.הגנה זו מבטיחה שה- IC לא נחשף למתח או זרם רב מדי, מה שעלול לגרום לו להיכשל.אם משהו ישתבש, כמו קצר חשמלי או עלייה פתאומית במתח הקלט, הגנה זו תגביל את פעולת ה- IC כדי למנוע נזק.תכונה זו מסייעת ל- IC להימשך זמן רב יותר ולפעול בצורה אמינה יותר.

ניהול חום ב- 7805 IC

ניהול חום בווסת המתח 7805 יכול להיות אתגר.ה- 7805 מפחית מתח קלט גבוה יותר לפלט 5V קבוע, אך כאשר מתח הכניסה גבוה בהרבה מ- 5V, המתח הנוסף מומר לחום.לדוגמה, אם הקלט הוא 15 וולט והזרם הוא 0.5A, הרגולטור יפיק 5 וואט חום.זה יכול להיות יותר מדי חום מכדי ש- 7805 יוכל להתמודד עם קירור, מה שעלול לגרום לו להתחמם יתר על המידה ולהיכשל.

כדי להפחית את החום, עדיף לשמור על מתח הכניסה קרוב ל- 7V, שהוא המינימום הנדרש לפלט 5V יציב.ככל שמתח הקלט קרוב יותר ל- 7V, כך אנרגיה עודפת שהווסת צריך להמיר לחום.אם יש צורך במתח קלט גבוה יותר, ניתן לחבר כיוון חום ל- 7805 כדי לעזור לקרר אותו על ידי הפצת החום על שטח פנים גדול יותר.ככל שהקירור החום גדול יותר, כך הוא יהיה טוב יותר בפיזור החום ובשמירה על הרגולטור בטווח טמפרטורות בטוח.

מאפיינים של רגולטור מתח 7805 IC

רכיבים חיצוניים מינימליים

אחד הדברים הטובים ביותר ב- 7805 IC הוא שהוא צריך מעט מאוד חלקים נוספים כדי לעבוד.בדרך כלל זה דורש רק שני קבלים קטנים - אחד בצד הקלט ואחד בצד הפלט.קבלים אלה עוזרים לשמור על יציב המתח ולהפחית את כל השינויים או הרעש הפתאומי בכוח.מכיוון שה- 7805 אינו זקוק לחלקים רבים נוספים, הוא הופך את העיצוב לפשוט יותר ומוריד את העלות.זה הופך את זה לבחירה נהדרת עבור פרויקטים רבים.

טווח מתח קלט רחב

7805 יכול לעבוד עם מגוון רחב של מתחי קלט, בין 7V ל- 35V.משמעות הדבר היא שהיא יכולה להתמודד עם כוח ממקורות שונים, גם אם המתח גבוה או נמוך מהצפוי.כל עוד מתח הכניסה נשאר בטווח זה, 7805 ייתן פלט 5V קבוע.גמישות זו הופכת את זה למועיל למגוון מצבים בהם כוח הקלט לא תמיד יהיה זהה.

קיבולת נוכחית

ה- 7805 יכול לספק עד 1.5A של זרם, מה שהופך אותו לשימושי למכשירים הזקוקים לכמות מתונה של כוח, כמו מנועים קטנים או חיישנים.זה יכול לספק באופן אמין זרם זה לחלקים אלקטרוניים שונים, אך הזרם בפועל תלוי בכמה חום שה- IC מייצר ובמתח הקלט.אם זה מתחמם מדי או שמתח הקלט נמוך מדי, הזרם עשוי להיות מופחת.ובכל זאת, לרוב המטרות, ה- 7805 יכול לענות בקלות עם צרכי הכוח של מכשירים רבים.

זרם המתנה נמוך

כאשר ה- 7805 אינו מספק באופן פעיל כוח למכשיר, הוא משתמש מעט מאוד באנרגיה עצמה, בדרך כלל בסביבות 5mA.המשמעות היא שהיא לא מבזבזת כוח רב, וזה שימושי במיוחד במכשירים הפועלים על סוללות.מכיוון שהוא לא מנקז כוח שלא לצורך, הוא עוזר לייעל מערכות, במיוחד בעיצובים שבהם חסכון באנרגיה הוא בראש סדר העדיפויות.

הגנות מובנות

ה- IC 7805 מגיע עם מספר תכונות בטיחות המגנות הן על ה- IC והן על המכשירים שהוא מפעיל.יש לו הגנה תרמית, שמכבה את ה- IC אם הוא מתחמם מדי.יש לו גם מגביל זרם מובנה שמונע זרימה של זרם רב מדי, מה שמגן על המעגל מפני נזק.לבסוף, הוא יכול להתמודד עם מעגלים קצרים מבלי להיכשל, בזכות אמצעי הבטיחות הפנימיים שלו.הגנות מובנות אלה הופכות את ה- 7805 לבחירה אמינה לפרויקטים רבים, אפילו בסביבות בהן תנאי חשמל עשויים להשתנות באופן בלתי צפוי.

היתרונות של השימוש ב- 7805 IC

קל לשימוש

אחד היתרונות הגדולים ביותר של ה- IC 7805 הוא כמה פשוט לעבוד איתו.אתה זקוק רק לכמה רכיבים נוספים, כמו קבלים, כדי לייצב את מתחי הכניסה והיציאה.זה מקל על ההתקנה, אפילו לאנשים שרק מתחילים באלקטרוניקה.קל להבין את פריסת ה- PIN: סיכה אחת למתח הקלט, אחד לקרקע ואחד לפלט 5V.פירושו של פשטות זו אתה יכול להוסיף במהירות את 7805 למעגל מבלי שתצטרך לבצע התאמות מורכבות או להתמודד עם כל הגדרות מסובכות.

תכונות בטיחות

ה- IC 7805 כולל תכונות בטיחות מובנות המגנות עליו מפני נזק.תכונה אחת כזו היא הגנה תרמית, אשר מכבה אוטומטית את ה- IC אם הוא מתחמם מדי.זה מונע את הנגיעה ב- IC וחלקים אחרים במעגל.זה מועיל במיוחד במצבים שבהם המעגל עשוי להתחמם מדי או כאשר הקירור הוא דאגה.תכונה שימושית נוספת היא הגנה קצרת מעגל.אם יש תקלה במעגל הגורם לקצר, 7805 יגביל את הזרם הזורם דרכו, ומגן על עצמו וגם על שאר המעגל מפני נזק.הגנות אלה הופכות את ה- 7805 לבחירה עמידה ואמינה לפרויקטים רבים של אלקטרוניקה.

יישומים נפוצים

ה- IC 7805 נמצא בשימוש נרחב במעגלים הזקוקים לאספקת חשמל של 5 וולט יציבה.לעתים קרובות הוא נמצא במכשירים המשתמשים בהספק נמוך, כמו פרויקטים של מיקרו -בקר, מערכות משובצות וסוגים רבים של חיישנים.רכיבים אלקטרוניים רבים, כמו מעבדי מיקרו, תצוגות ומודולי תקשורת, זקוקים ל- 5V קבוע כדי לעבוד כראוי.ה- IC 7805 מספק כוח יציב זה, המסייע לרכיבים אלה לפעול בצורה חלקה.מכיוון שקל למצוא ועובד היטב במגוון רחב של יישומים, IC 7805 מהימן על ידי אנשי מקצוע וגם חובבים בפרויקטים שלהם.

יישומים של רגולטור מתח 7805

איור 7: 12 וולט עד 5V אספקת חשמל USB באמצעות רגולטור מתח 7805

ווסת המתח 7805 הוא רכיב נרחב במכשירים אלקטרוניים רבים.תפקידו לספק תפוקת 5V יציבה, המועילה למעגלים הזקוקים לאספקת חשמל קבועה.

לדוגמה, במטענים בטלפונים ניידים, ה- 7805 עוזר לשמור על המתח יציב על 5V, גם אם הכוח שמגיע משקע הקיר משתנה.זה חשוב למכשירי טעינה בבטחה הדורשים מתח עקבי.באופן דומה, ניתן למצוא אותו במערכות אספקת חשמל ללא הפרעה (UPS), שם הוא מסייע באספקת מתח קבוע למעגלים שאינם יכולים להרשות לעצמם הפרעות או טיפות בכוח.

במכשירים כמו שחקני מדיה ניידים, מתח הסוללה יכול להשתנות בזמן שהוא מתנקז, אך ה- 7805 מבטיח כי הרכיבים הפנימיים עדיין יקבלו 5 וולט יציבים, ומגנים על המכשיר מפני נזק שנגרם כתוצאה משינויים פתאומיים בכוח.מעגלים בעלי עוצמה נמוכה, כמו אלה בפרויקטים או גאדג'טים אלקטרוניים קטנים, מסתמכים גם הם על 7805 כדי לספק מתח עקבי.מעגלים אלה עשויים להכיל חלקים רגישים כמו בקרי מיקרו וחיישנים, שעלולים לתקלה או להיפגע אם הכוח אינו יציב.ה- 7805 מוודא שהפלט יישאר ב 5 וולט, ללא קשר למה שקורה עם כוח הקלט.

במקרים מסוימים ניתן להשתמש ב- 7805 במעגלים שצריכים לשלוט על זרימת הזרם.למרות שהוא נועד בעיקר לווסת את המתח, בשילוב עם חלקים אחרים כמו נגדים או טרנזיסטורים, זה יכול גם לסייע בוויסות הזרם.לעתים קרובות הוא משמש בשלטים מרחוק אינפרא אדום כדי לספק את הכוח היציב הדרוש לשליחת אותות.מכשירי תזמון, כמו שעוני עצור, נהנים גם הם מ- 7805. הם שומרים על רכיבי השעון הפנימיים עובדים כראוי, ומבטיחים כי המכשיר מודד את הזמן במדויק על ידי מתן מתח עקבי.

תפקיד קבלים ב- 7805 מעגלים

איור 8: מעגל ויסות מתח עם קבלים

קבלים הם רכיבים אלקטרוניים קטנים שלעתים קרובות מתווספים למעגלים עם ווסת המתח 7805.הם עוזרים להפוך את המתח לחלק יותר ולהפחית רעש חשמלי לא רצוי.ללא קבלים אלה, התפוקה מהווסת יכולה להיות שינויים קטנים במתח, מה שעלול להשפיע על ביצועי החלקים המחוברים.

בצד הקלט של ה- 7805, בדרך כלל משמש קבלים עם ערך של 0.33μF לסינון כל רעש שמגיע ממקור הכוח.זה הופך מועיל במיוחד אם הרגולטור ממוקם במרחק של יותר מ -10 סנטימטרים מאספקת החשמל, מכיוון שרעש חשמלי או דוקרנים יכולים להיות נפוצים יותר למרחקים ארוכים יותר.הקבל סופג תנודות אלה, ומבטיח כי מתח קבוע יותר מועבר לכניסת ה- 7805.

בצד הפלט, קבלים קטנים יותר, בדרך כלל סביב 0.1 מיקרוגרם, מתווסף לחלק עוד יותר את המתח המוסדר.למרות שה- 7805 עושה עבודה טובה בייצוב המתח, כמה שינויים קלים עדיין יכולים להתרחש.שינויים אלה יכולים להיגרם על ידי גורמים חיצוניים או חלקים אחרים במעגל.קבל הפלט מסייע בסינון הווריאציות הקטנות הללו, ומבטיח שהמתח יישאר יציב ככל האפשר ב- 5V.זה מספק ספק כוח אמין יותר למכשירים הרגישים לשינויי מתח, כמו בקרי מיקרו או רכיבים דיגיטליים אחרים הדורשים כוח עקבי לעבוד נכון.

מַסְקָנָה

ווסת המתח 7805 מסייע לשמור על אספקת החשמל יציבה על 5V, מה שהופך אותו לשימושי לפרויקטים רבים של אלקטרוניקה.זה קל לשימוש, יש הגנות מובנות וניתן למצוא אותו במגוון מכשירים, מגאדג'טים קטנים ועד מערכות מורכבות יותר.על ידי שימוש ב- 7805, אתה יכול לעזור להבטיח שהמכשירים שלך יעבדו כראוי ללא בעיות כוח.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. כמה מתח 7805 יכול לטפל?

ווסת המתח 7805 יכול להתמודד עם מתח כניסה של עד 35 וולט, אך הוא בטוח יותר ועובד טוב יותר אם הקלט יישאר בין 7V ל- 25V.אם מתח הכניסה גבוה מדי, הוא עלול להתחמם יתר על המידה או להיפגע.

2. מה המתח של AC בשנת 7805?

ה- 7805 נועד לווסת את מתח DC, ולא AC.אתה צריך להמיר תחילה את AC ל- DC באמצעות משהו כמו מיישר לפני שאתה מחבר אותו ל- 7805.

3. האם אוכל להשתמש ב- 7805 ללא קבלים?

כן, אתה יכול להשתמש טכנית ב- 7805 ללא קבלים, אבל זה לא יעבוד טוב.קבלים עוזרים להחליק את המתח ולוודא שהפלט נשאר יציב.בדרך כלל, קבלים קטנים ממוקמים על הקלט (0.33μF) ואחר על הפלט (0.1μF) לביצועים טובים יותר.

4. כיצד להפחית 12V ל- 5V באמצעות 7805?

כדי להוריד 12V ל- 5V, אתה מחבר את כניסת 12V לסיכת הקלט של 7805, חבר את סיכת הקרקע לקרקע, ו- 7805 ייתן לך 5V מסיכת הפלט שלה.אל תשכח להשתמש בקבלים כדי לעזור לשמור על יציב המתח.

5. מהי העבודה הפנימית של 7805?

בתוך 7805 ישנם חלקים אלקטרוניים קטנים כמו טרנזיסטורים, נגדים ודיודות התייחסות הפועלות יחד כדי לשמור על מתח הפלט ב 5V.זה עושה זאת על ידי הפיכת המתח הנוסף לחום, כך שהפלט נשאר יציב גם אם מתח הכניסה או העומס משתנים.