7805 spennujafnarinn er einn mest notaði línulegi þrýstijafnarinn til að búa til stöðugt +5 V framboð. Hann er þekktur fyrir einfaldleika, áreiðanleika og innbyggða vörn og er enn traustur kostur. Allt frá örstýringarborðum til skynjararása, 7805 tryggir stöðugan árangur í bæði fræðslu- og faglegum rafeindaverkefnum.
Hvað er 7805 spennujafnarin?
7805 er klassískur línulegur þrýstijafnari með föstu úttaki sem skilar +5 V frá hærri inntaksspennu. Það tilheyrir 78xx fjölskyldunni, þar sem "xx" táknar stýrða spennu. Með aðeins þremur pinnum (IN, GND, OUT) er auðvelt að samþætta það í rafrásir án háþróaðra hönnunarkrafna. Vinsældir þess koma frá því að vera harðgerður, ódýr og framleiddur af næstum öllum helstu hálfleiðarafyrirtækjum, sem tryggir samhæfni milli söluaðila.
Það er oftast til staðar í TO-220 pakkanum fyrir hönnun í gegnum holur, en yfirborðsfestingarvalkostir eins og SOT-223 og D²PAK (TO-263) eru fáanlegir fyrir fyrirferðarlítil PCB. Þó að 7805 sé sérsniðin fyrir +5 V teina, stækka tengd tæki eins og 7806 (+6 V), 7809 (+9 V) og 7905 (–5 V) sömu fjölskyldu. Stillanlegir þrýstijafnarar eins og LM317 þjóna þegar þörf er á óstöðluðum spennu.
Eiginleikar 7805 spennujafnara
• Einföld útfærsla: Þarf aðeins litla inntaks- og úttaksþétta fyrir stöðugleika.
• Ágætis núverandi drif: Birgðir ~ 1 A stöðugt; allt að 1,5 A hámark með réttri hitakólf.
• Innbyggð vörn: Straumtakmörkun, hitauppstreymi og bætur á öruggu svæði eru samþættar.
• Bilanaþol: Lifir af skammhlaup, ofhleðslu og ofhitunaratburði.
• Miðlungs brottfall: Venjulega ~2 V, þannig að inntak verður að vera ≥7 V.
• Breitt vinnsluhitastig: Hannað fyrir atvinnu- og iðnaðarsvið, allt að ~125 °C eftir umbúðum.
Tæknilegar upplýsingar 7805 spennujafnara
| Breytu | Gildi / svið | Skýringar |
|---|---|---|
| Framleiðsla Spenna | 5 V (fast) ±4% dæmigert | Sumir söluaðilar ábyrgjast ±2% |
| Inntak binditage (mælt með) | 7–25 V | Leyfir brottfall + gára höfuðrými |
| Inntak Voltage (Max) | 25–35 V (sértækt fyrir söluaðila) | Algjört hámark, athugaðu gagnablað |
| Framleiðsla Núverandi | \~1 A samfellt | Hitatakmörkuð, háð pakka |
| Kyrrlátur straumur | \~5 mA | Lítilsháttar niðurfall í biðstöðu |
| Brottfall spennu | \~2 V | Lægra við lítið álag, hærra við 1 A |
| Þéttar (hjáleið) | 0,33 μF (Í), 0,1 μF (ÚT) | Settu nálægt þrýstipinnunum |
| Reglugerð um línur | 3–7 mV/V dæmigert | Breyting á Vout á Vin skref |
| Reglugerð um álag | 25–50 mV (0–1 A) | Breyting á Vout úr hleðslulausu í fulla hleðslu |
| PSRR | \~62–70 dB @ 100 Hz | Sterk höfnun á gára/hávaða |
| Framleiðsla gára / hávaði | \~40–80 μV rms | Lægra en flestar skiptistillingar |
7805 Spennujafnari Pinout
| Næla | Nafn | Lýsing |
|---|---|---|
| 1 | Í | Stjórnlaust DC inntak (≥7 V) |
| 2 | GND | Leið til baka |
| 3 | ÚT | Stýrð +5 V framleiðsla |
Dæmigert 5 V framboð með 7805
Venjuleg 12 V-til-5 V þrýstijafnarakeðja lítur oft svona út:
• Niðurstigsspennir – Dregur úr rafstraumi (110/220 V) í öruggara ~12 V AC stig.
• Brúarjafnari - Breytir AC í púlsandi DC með fjórum díóðum.
• Magnsíuþétti – Stór rafgreiningarþétti (venjulega 1000 μF/25 V) sléttar leiðrétta bylgjulögun í stöðugri DC.
• 7805 Regulator IC – Stjórnar sléttum DC og klemmir spennuna nákvæmlega við +5 V.
• Hjáveituþéttar – 0.33 μF keramikþétti við inntakið og 0.1 μF við úttakið koma í veg fyrir sveiflur og bæta tímabundna svörun.
• Verndaríhlutir – Öryggi fyrir ofhleðsluöryggi, öfug skautunardíóða yfir IN/OUT til að vernda gegn losun þegar inntak hrynur og valfrjáls yfirspennubæla fyrir rafmagnstoppa.
Þessi uppsetning sést í Arduino borðum, skynjaraeiningum og litlum innbyggðum kerfum. Til dæmis notar Arduino UNO knúinn af 12 V veggmillistykki 7805 innbyrðis til að útvega stýrða 5 V járnbraut fyrir rökrásir sínar og jaðartæki.
Vinnuregla 7805 spennujafnara
Að innan samþættir 7805 þrjá lykilkubba: 5 V tilvísun, villumagnara og raðpassasmára. Villumagnarinn fylgist stöðugt með úttakinu á móti tilvísuninni og stillir leiðni framhjáveitunnar.
• Þegar framleiðsla lækkar: framhjásmárinn er keyrður harðar, sem gerir meiri straumi kleift að flæða og hækka spennuna aftur í 5 V.
• Þegar framleiðsla eykst: virk viðnám smárans eykst, dregur úr straumflæði og dregur spennuna aftur niður.
Þetta endurgjöfarkerfi með lokaðri lykkju heldur stöðugu +5 V úttaki með góðri línu- og álagsstjórnun, en lágmarkar einnig hávaða miðað við stjórnlausar birgðir.
Málamiðlunin er óhagkvæmni: umframspenna dreifist sem hiti. Orkutapið er gefið með:
Ploss = (bláæð − 5) × Iout
Þetta gerir 7805 einfaldan og áreiðanlegan, en minna skilvirkan þegar inntaksspennan er langt yfir 5 V eða þegar meiri straumar eru veittir.
Hitauppstreymi og skilvirkni
7805 stjórnar spennu með því að dreifa umframorku sem hita. Krafturinn sem tapast er:
Svindla = (Vin − 5) × Iout
Þetta gerir hitastjórnun að lykilhönnunarþætti, sérstaklega þegar inntaksspenna er miklu hærri en 5 V eða álagsstraumur er verulegur.
Hitaþolsgildi
• TO-220 pakki: RθJA ≈ 50–65 °C / W (enginn kæliskápur), RθJC ≈ 5 °C / W.
• SOT-223 pakki: RθJA ≈ 90–110 °C/W (takmörkuð hitadreifing).
• Með kæliskáp: RθJA getur batnað í 10–20 °C/W eftir stærð og loftflæði.
Leiðbeiningar um hitakólf
• Festu við hitakólfa úr áli eða undirvagn úr málmi til að fá betri dreifingu.
• Notaðu hitafitu eða einangrunarpúða til að lækka viðnám viðmóts.
• Gakktu úr skugga um rétt loftflæði ef dreifing fer yfir ~5 W.
Unnið dæmi
Fyrir Vin = 12 V, Iout = 0.5 A:
Svindla = (12 − 5) × 0,5=3,5 W
• Án hitakólfs (RθJA = 50 °C/W): Tj hækkun ≈ 175 °C → óörugg.
• Með hitakólfi (RθJA = 15 °C/W): Tj hækkun ≈ 52 °C → örugg við stofuhita.
Dæmi um skilvirkni
• Vin = 9 V, Iout = 500 mA → Skilvirkni ≈ 5/9 = 56%.
• Vin = 12 V, Iout = 500 mA → Skilvirkni ≈ 5/12 = 42%.
Þannig virkar 7805 best fyrir lága til miðlungs strauma og þegar Vin er nálægt 5 V. Fyrir meira afl eða mikinn mun á inntaki og úttaki er rofastýring valinn fyrir skilvirkni.
Umsóknir 7805 spennujafnara
7805 er enn vinsæll vegna einfaldleika og öflugrar frammistöðu í fjölmörgum lágorkukerfum. Algeng notkunartilvik eru:
• Kveikja á örstýringarborðum – Veitir stöðuga 5 V járnbraut fyrir palla eins og Arduino, STM32, AVR og PIC þróunarborð. Það tryggir stöðuga notkun, jafnvel þegar inntakið er frá millistykki eða stjórnlausum aðilum.
• Analog og Sensor Circuits - Notað til að útvega op-amps, ADC og nákvæmni skynjara þar sem hrein, lítil gáraspenna er mikilvæg fyrir nákvæmni.
• Akstursjaðareiningar – Styður lítið álag eins og liða, LCD einingar og þráðlaus senditæki sem krefjast áreiðanlegs 5 V framboðs.
• Rafhlöðuknúin kerfi - Hentar fyrir rafhlöðupakka ≥7 V (eins og 9 V eða 12 V) þar sem hóflegur straumur er dreginn, sem gerir það gagnlegt í færanlegum rafrásum eða varakerfum.
• Rannsóknarstofu- og fræðslubreytingar – Algengt í bekkuppsetningum þar sem 12 V uppspretta er stjórnað niður í 5 V fyrir frumgerð og nemendaverkefni.
Inni í 7805 spennujafnaranum IC hringrásinni
7805 spennujafnarinn IC er hannaður til að veita stöðugt 5V úttak frá hærri inntaksspennu. Innri hönnun þess sameinar reglugerð, endurgjöf og öryggiseiginleika, sem gerir hann að einum áreiðanlegasta spennujafnara sem notaður er í rafeindatækni.
Aðalstýring (Q16 – Pass smári)
Q16 stjórnar straumflæði milli inntaks og úttaks. Það vinnur saman við bandgap viðmiðunarrásina (gulur hluti), sem veitir stöðuga viðmiðunarspennu sem breytist ekki með hitastigi.
Endurgjöf og villuleiðrétting
Lítill hluti framleiðslunnar er skilaður til baka í gegnum 1. og 6. ársfjórðung. Ef spennan er of há eða of lág mynda þau villumerki. Þetta merki er magnað af villumagnaranum (appelsínugulur hluti) og notað til að stilla Q16 og halda úttakinu læstu við 5V.
Ræsingarrás (grænn hluti)
Þessi hringrás tryggir að bandgapsviðmiðunin virkjist rétt þegar kveikt er á þrýstijafnaranum. Án þess gæti IC ekki ræst. Þegar það er virkt heldur það reglugerðarferlinu stöðugu.
Innbyggð vörn
7805 inniheldur nokkra öryggiseiginleika:
• Q13 kemur í veg fyrir ofhitnun.
• Q19 verndar gegn of mikilli inntaksspennu.
• Q14 takmarkar úttaksstraum.
Þessar hlífðarrásir draga úr eða slökkva á úttakinu þegar þörf krefur og koma í veg fyrir skemmdir á bæði IC og tengdum tækjum.
Spennuskilrúm (blár hluti)
Skilrúmið minnkar úttaksspennuna til innri samanburðar. Þetta gerir þrýstijafnaranum kleift að fínstilla og halda úttakinu stöðugu undir mismunandi álagi.
Kostir og gallar 7805 spennujafnara
| Kostir | Gallar |
|---|---|
| Einfalt í notkun - Þarf aðeins nokkra ytri þétta; engin þörf á stillingu eða stillingu. | Lítil afköst við hátt Vin - Umfram inntaksspenna dreifist sem hiti, sem lækkar skilvirkni. |
| Innbyggð vörn - Skammhlaup, hitauppstreymi og straumtakmörkun tryggja öruggari notkun. | Hitaáskoranir - Myndar verulegan hita við hærri strauma og þarf oft hitakólf. |
| Stöðugt, hávaðalítið úttak – Veitir hreina 5 V járnbraut sem hentar fyrir rökfræði og hliðrænar hringrásir. | Fast úttaksspenna – Takmörkuð við +5 V, hentar ekki fyrir breytilega spennu þarfir. |
| Hagkvæmt og aðgengilegt - Ódýrt, víða fáanlegt og framleitt í mörgum pakkategundum. | Brottfallsspenna (\~2 V) – Þarf að minnsta kosti \~7 V inntak til að stjórna rétt, hentar ekki fyrir lágspennugjafa. |
| Áreiðanleg hönnun - Sannað afrekaskrá í neytenda- og iðnaðarvörum. | Núverandi takmarkanir - Venjulega birgðir \~1 A; Hærra álag krefst þess að skipta um þrýstijafnara. |
Algeng mistök sem ber að forðast í 7805 spennujafnara
• Sleppa framhjáhjáþéttum: Litlir keramikþéttar (0.33 μF við inntak, 0.1 μF við úttak) eru nauðsynlegir til að koma í veg fyrir sveiflur. Að sleppa þeim leiðir oft til óstöðugrar eða hávaðasamrar framleiðslu.
• Gefur of lága inntaksspennu: Þar sem 7805 þarf að minnsta kosti ~7 V til að stjórna, leiðir fóðrun aðeins 6–6.5 V til lélegrar stjórnunar og sveiflukenndrar framleiðslu.
• Hunsa hitaleiðni: Við mikið álag eða hátt VIN getur þrýstijafnarinn ofhitnað og farið í hitauppstreymi, eða jafnvel bilað ef enginn kæliskápur er notaður.
• Undirstærð inntakssíuþétti: Lítill magnþétti getur ekki slétt leiðréttan DC almennilega, sem veldur gára sem dregur úr stöðugleika og getur truflað viðkvæmar rafrásir.
• Lélegar jarðtengingaraðferðir: Notkun langra eða þunnra jarðspora veldur hávaða og spennufalli. Gakktu úr skugga um trausta jarðtengingu nálægt þrýstipinnunum.
Prófun og bilanaleit 7805 spennujafnari
• Staðfestu inntaksspennu: Gakktu úr skugga um að þrýstijafnarinn sé með að minnsta kosti 7 V undir álagi. Ef Vin lækkar undir þessu stigi getur 7805 ekki stjórnað almennilega.
• Mældu úttaksspennu: Athugaðu með margmæli að úttakið sé nálægt +5 V. Veruleg frávik geta bent til ofhleðslu, ofhitnunar eða bilunar í þrýstijafnara.
• Eftirlitshitastig: Snertiöruggar athuganir eða hitamælir geta leitt í ljós ofhitnun. Ef pakkinn verður of heitur skaltu íhuga að bæta við hitakólfi eða draga úr álagsstraumi.
• Berðu saman hleðsluleysi vs álagshegðun: Mældu afköst bæði með og án álags. Mikið voltage fall undir álagi bendir til ófullnægjandi inntakssíunar, of mikillar straumdráttar eða bilaðs tækis.
• Einangraðu bilanir með því að fjarlægja álag: Ef úttakið er dregið niður eða þrýstijafnarinn slekkur á sér skaltu aftengja álagið til að prófa þrýstijafnarann sjálfstætt. Venjulegt 5 V úttak án álags gefur til kynna að vandamálið liggi í tengdu hringrásinni.
7805 Valkostir fyrir mikla skilvirkni
Þó að 7805 sé einfaldur og áreiðanlegur, sóar línulegt eðli hans orku sem hita. Fyrir forrit sem þurfa meiri skilvirkni eða lengri endingu rafhlöðunnar eru valkostir oft betri kostir:
Skipta um buck þrýstijafnara (LM2596, XL4015)
Niðurstigsbreytir sem ná 80–90% skilvirkni, jafnvel þegar Vin er miklu hærra en 5 V. Þeir henta vel til að knýja álag yfir 500 mA eða þegar lágmörkun hita er mikilvæg.
Lágt brottfall eftirlitsstofnanir (LDO) - td AMS1117-5.0, LT1763
Þetta getur stjórnað með Vin aðeins ~0.5–1 V fyrir ofan Vout, sem gerir þau gagnleg þegar inntakið er nálægt 5 V (td 6 V millistykki eða 2 fruma Li-ion pakkar). Skilvirkni eykst þegar Vin-Vout er lítill.
Hybrid nálgun
Buck þrýstijafnari getur fyrst sleppt háu inntaki (td 12 V → 6.5 V), síðan 7805 fyrir lokareglugerð. Þetta sameinar skilvirkni rofastjórnunar og lágs hávaða úttaks línulegs þrýstijafnara.
Tilbúnar einingar
Forsamsett buck converter borð eru ódýr, fyrirferðarlítil og kosta oft ekki meira en ber IC. Þetta er mikið notað í áhugamál rafeindatækni og DIY verkefni fyrir skjóta og skilvirka orkubreytingu.
Niðurstaða
7805 spennujafnarinn er enn klassísk lausn til að skila hreinu og stöðugu +5 V afli. Þó að það sé ekki það skilvirkasta fyrir hástraums- eða breiðinntaksforrit, þá gerir harðgerð þess, auðveld notkun og lítill hávaði það tilvalið fyrir ótal lágorkuhönnun. Hvort sem um er að ræða frumgerðir, fræðslusett eða lítil innbyggð kerfi, þá heldur 7805 áfram að vera áreiðanlegur kostur.
Algengar spurningar [algengar spurningar]
Hver er hámarks inntaksspenna fyrir 7805 þrýstijafnara?
Flestir 7805 þrýstijafnarar þola allt að 25 V inntak, þar sem sum afbrigði gagnablaða leyfa 30–35 V hámark. Hins vegar, að keyra nálægt þessum mörkum myndar umframhita, svo mælt er með því að halda sig innan 7–20 V fyrir áreiðanleika.
Er hægt að nota 7805 án þétta?
Tæknilega já, en það er ekki ráðlegt. Gagnablaðið tilgreinir inntak (0.33 μF) og úttak (0.1 μF) þétta sem eru staðsettir nálægt pinnanum til að koma í veg fyrir sveiflur og bæta tímabundna svörun. Að sleppa þeim hættir óstöðugleika og hávaða.
Hvernig lækka ég hita í 7805 þrýstijafnararás?
Hiti er í réttu hlutfalli við (Vin – 5) × Iout. Til að lágmarka það skaltu lækka inntaksspennuna, nota hitakólf eða para 7805 við rofaforstilli. Fyrir mikið álag eru skiptistýringar mun skilvirkari.
Hentar 7805 fyrir rafhlöðuknúin verkefni?
Það getur virkað ef rafhlaðan er yfir 7 V, en skilvirkni verður léleg vegna línulegrar dreifingar. Fyrir færanleg tæki eru lágt brottfall (LDO) þrýstijafnarar eða DC-DC buck breytir venjulega betri kostir.
Af hverju að nota 7805 í stað buck breytir?
Þó að 7805 sé óhagkvæmari veitir hann ofurlítinn hávaða og gára, sem gerir hann tilvalinn fyrir hliðræna skynjara, hljóðrásir og RF einingar. Buck breytir skara fram úr í skilvirkni, en þeir þurfa oft auka síun til að ná sambærilegri hreinleika framleiðslunnar.