了解7805 IC電壓調(diào)節(jié)器

簡(jiǎn)介

在本教程中，我們將了解最常用的穩(wěn)壓集成電路之一--7805 穩(wěn)壓集成電路。穩(wěn)壓電源對(duì)于一些電子設(shè)備來(lái)說(shuō)非常重要，因?yàn)檫@些設(shè)備采用的半導(dǎo)體材料具有固定的電流和電壓率。如果偏離固定速率，設(shè)備可能會(huì)損壞。

電池是直流電源的重要來(lái)源之一。但是，在敏感的電子電路中使用電池并不是一個(gè)好主意，因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，電池最終會(huì)耗盡并失去其電勢(shì)。

此外，電池提供的電壓通常為 1.2V、3.7V、9V 和 12V。這對(duì)電壓要求在這一范圍內(nèi)的電路很有好處。但是，大多數(shù) TTL 集成電路的工作電壓為 5V，因此我們需要一種機(jī)制來(lái)提供穩(wěn)定的 5V 電源。 

這時(shí)，7805 穩(wěn)壓器集成電路就派上用場(chǎng)了。它是 78XX 系列線性穩(wěn)壓器中的一款集成電路，可輸出穩(wěn)壓的 5V 電壓。

7805 穩(wěn)壓器簡(jiǎn)介

7805 是一款三端線性穩(wěn)壓器集成電路，具有 5V 固定輸出電壓，適用于各種應(yīng)用。目前，德州儀器、安森美半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體、Diodes incorporated、英飛凌科技等公司都生產(chǎn) 7805 穩(wěn)壓器集成電路。

它們有多種集成電路封裝，如 TO-220、SOT-223、TO-263 和 TO-3。其中，TO-220 封裝是最常用的一種（如上圖所示）。

7805 IC 的一些重要特性如下： 

可提供高達(dá) 1.5 A 的電流（帶散熱器）。

具有內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷功能。

只需極少的外部元件即可實(shí)現(xiàn)全部功能。

7805 穩(wěn)壓器集成電路引腳圖

如前所述，7805 是一個(gè)三端器件，三個(gè)引腳分別為 1. 輸入、2.接地和 3. 輸出。下圖顯示了采用 To-220 封裝的典型 7805 集成電路的引腳。

下表列出了 7805 的引腳說(shuō)明：

7805 的基本電路 

正如我之前所說(shuō)，穩(wěn)壓電源是一種工作在直流電壓上的設(shè)備，即使直流輸入電壓發(fā)生重大變化，它也能始終將輸出精確保持在固定電壓上。

根據(jù) 7805 集成電路的數(shù)據(jù)表，7805 作為一個(gè)完整的穩(wěn)壓器所需的基本電路非常簡(jiǎn)單。事實(shí)上，如果輸入電源是未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓，那么只需要兩個(gè)電容器（甚至根據(jù)不同的實(shí)現(xiàn)方式，這兩個(gè)電容器也不是必須的）。

上述電路顯示了 7805 集成電路正常工作所需的所有元件。只有當(dāng)穩(wěn)壓器集成電路與電源濾波器之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，才需要在輸入端附近安裝 0.22μF 電容器。此外，輸出端附近的 0.1μF 電容是可選項(xiàng)，如果使用，則有助于瞬態(tài)響應(yīng)。

在該電路中，VIN 是 7805 IC 的輸入電壓，電源可以是電池或非穩(wěn)壓直流電。VOUT 是 7805 IC 的輸出，為穩(wěn)壓 5V。

如何從交流電源獲得恒定的直流電源？

雖然電池可用作 7805 穩(wěn)壓器集成電路的輸入，但我們會(huì)遇到一些問(wèn)題，如電池頻繁放電和電池電壓水平在一段時(shí)間內(nèi)降低。

使用電池的最佳替代方法是從交流電源提供未經(jīng)調(diào)節(jié)但經(jīng)過(guò)整流的直流電壓。由于交流電源很容易獲得，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)電路，將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電，并將其作為 7805 穩(wěn)壓器集成電路的輸入。

電路圖

下圖顯示了從交流電源產(chǎn)生穩(wěn)壓 5V 電壓的電路圖。

所需元件

230V-12V 降壓變壓器 

橋式整流器（或 4 個(gè) PN 二極管 - 1N4007） 

1A 保險(xiǎn)絲 

1000μF 電容器 

7805 穩(wěn)壓器 IC 

0.22μF 電容器 

0.1μF 電容器 

1N4007 二極管 

工作原理

在該電路的幫助下，來(lái)自市電的交流電源首先被轉(zhuǎn)換成非穩(wěn)壓直流電，然后再轉(zhuǎn)換成恒定的穩(wěn)壓直流電。電路由變壓器、二極管組成的橋式整流器、線性穩(wěn)壓器 7805 和電容器組成。

觀察一下，電路的工作可分為兩部分。在第一部分，交流電源被轉(zhuǎn)換成非穩(wěn)壓直流電；在第二部分，非穩(wěn)壓直流電被轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓的 5V 直流電。因此，讓我們以此為出發(fā)點(diǎn)開(kāi)始討論工作原理。

首先，將 230 伏變?yōu)?12 伏的降壓變壓器的初級(jí)連接到主電源。變壓器的次級(jí)連接到橋式整流器（可使用專用集成電路或 4 個(gè) 1N4007 二極管組合）。

變壓器和橋式整流器之間裝有一個(gè) 1A 的保險(xiǎn)絲。這將把電路的電流限制在 1A。橋式整流器整流后的直流電借助 1000μF 電容器進(jìn)行平滑。

因此，1000μF 電容器的輸出是未經(jīng)調(diào)節(jié)的 12V 直流電。這就是 7805 穩(wěn)壓器集成電路的輸入。然后，7805 IC 將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓的 5 伏直流電，并在其輸出端輸出。

7805 穩(wěn)壓器集成電路的要點(diǎn) 

首先要注意的是，輸入電壓應(yīng)始終大于輸出電壓（至少 2.5V）。

輸入電流和輸出電流幾乎相同。這意味著當(dāng)輸入 7.5V 1A 電源時(shí)，輸出將為 5V 1A。

剩余的功率以熱量的形式耗散，因此 7805 集成電路必須使用下圖所示的散熱器。