Устройства, которые входят в схему блока питания, и поддерживают стабильное выходное напряжение, называются стабилизаторами напряжения. Эти устройства рассчитаны на фиксированные значения напряжения выхода: 5, 9 или 12 вольт. Но существуют устройства с наличием регулировки. В них можно установить желаемое напряжение в определенных доступных пределах.
Большинство стабилизаторов предназначены на определенный наибольший ток, который они выдерживают. Если превысить эту величину, то стабилизатор выйдет из строя.
Инновационные стабилизаторы оснащены блокировкой по току, обеспечивающей выключение устройства при достижении наибольшего тока в нагрузке и защищены от перегрева.
Вместе со стабилизаторами, которые поддерживают положительное значение напряжения, есть и устройства, действующие с отрицательным напряжением. Они применяются в двухполярных блоках питания.
Стабилизатор 7805 изготовлен в корпусе, подобном транзистору. На рисунке видны три вывода. Он рассчитан на напряжение 5 вольт и ток 1 ампер. В корпусе есть отверстие для фиксации стабилизатора к радиатору. Модель 7805 является устройством положительного напряжения.
Зеркальное отображение этого стабилизатора — это его аналог 7905, предназначенный для отрицательного напряжения. На корпусе будет положительное напряжение, на вход поступит отрицательное значение. С выхода снимается -5 В. Чтобы стабилизаторы работали в нормальном режиме, нужно подавать на вход 10 вольт.
Распиновка
Стабилизатор 7805 имеет распиновку, которая показана на рисунке. Общий вывод соединен с корпусом. Во время установки устройства это играет важную роль. Две последние цифры обозначают выдаваемое микросхемой напряжение.
Стабилизаторы для питания микросхем
Рассмотрим методы подключения к питанию цифровых приборов, сделанных самостоятельно, на микроконтроллерах. Любое электронное устройство требует для нормальной работы правильное подключение питания. Блок питания рассчитывается на определенную мощность. На его выходе устанавливается конденсатор значительной величины емкости для выравнивания импульсов напряжения.
Блоки питания без стабилизации, применяемые для роутеров, сотовых телефонов и другой техники, не сочетаются с питанием микроконтроллеров напрямую. Выходное напряжение этих блоков изменяется, и зависит от подключенной мощности. Исключением из этого правила являются зарядные блоки для смартфонов с USB портом, на котором выходит 5 В.
Схема работы стабилизатора, сочетающаяся со всеми микросхемами этого типа:
Если разобрать стабилизатор и посмотреть его внутренности, то схема выглядела бы следующим образом:
Для электронных устройств не чувствительных к точности напряжения, такой прибор подойдет. Но для точной аппаратуры нужна качественная схема.
В нашем случае стабилизатор 7805 выдает напряжение в интервале 4,75-5,25 В, но нагрузка по току не должна быть больше 1 А. Нестабильное входное напряжение колеблется в интервале 7,5-20 В.
При этом выходное значение будет постоянно равно 5 В. Это является достоинством стабилизаторов.
При возрастании нагрузки, которую может выдать микросхема (до 15 Вт), прибор лучше обеспечить охлаждением вентилятором с установленным радиатором.
Работоспособная схема стабилизатора:
Технические данные:
- Наибольший ток 1,5 А.
- Интервал входного напряжения – до 40 вольт.
- Выход – 5 В.
Во избежание перегрева стабилизатора, необходимо поддерживать наименьшее входное напряжение микросхемы. В нашем случае входное напряжение 7 вольт.
Лишнюю величину мощности микросхема рассеивает на себе. Чем выше входное напряжение на микросхеме, тем выше потребляемая мощность, которая преобразуется в нагревание корпуса. В итоге микросхема перегреется и сработает защита, устройство отключится.
Стабилизатор напряжения 5 вольт
Такое устройство имеет отличие от аналогичных приборов в своей простоте и приемлемой стабилизации. В нем использована микросхема К155J1А3. Этот стабилизатор использовался для цифровых устройств.
Устройство состоит из рабочих узлов: запуска, источника образцового напряжения, схемы сравнения, усилителя тока, ключа на транзисторах, накопителя индуктивной энергии с коммутатором на диодах, фильтров входа и выхода.
После подключения питания начинает действовать узел запуска, который выполнен в виде стабилизатора напряжения. На эмиттере транзистора возникает напряжение 4 В. Диод VD3 закрыт. В итоге включается образцовое напряжение и усилитель тока.
Ключ на транзисторах закрыт. На выходе усилителя образуется импульс напряжения, который открывает ключ, пропускающий ток на накопитель энергии. В стабилизаторе включается схема отрицательной связи, устройство переходит в режим работы.
Все применяемые детали тщательно проверяются. Перед установкой на плату резистора, его значение делают равным 3,3 кОм. Стабилизатор вначале подключают на 8 вольт с нагрузкой 10 Ом, далее, при необходимости устанавливают его на 5 вольт.
Стабилизатор 5V! На микросхеме L7805CV.
L7805CV: Характеристики, datasheet и схема подключения
Линейный стабилизатор напряжения l7805cv помогает добиться неизменной величины этого параметра в 5 В при силе тока не более 1,5 А. В этой микросхеме есть 3 вывода, поэтому он используется во многих электронных приложениях. У него есть внутренняя защита от перегревания, схема, ограничивающая усиление силы тока. Прибор отличается положительной полярностью.
Имейте в виду, что транзистором l7805cv не является. Часто радиоэлектронщики — новички ошибочно так полагают из-за того, что у устройства есть только 3 вывода. При этом, во внутренней структуре рассматриваемого устройства есть 17 триодов-полупроводников.
Распиновка l7805cv
Взгляните на l7805cv datasheet перед тем, как приобрести прибор. Нужно присмотреться к полному обозначению этого стабилизатора. Если у детали толстая подложка из металла, оно заканчивается двумя буквами dg.
Объясню, откуда это взялось. 15 лет назад в ряде фирм, включая STM, изменилось устройство корпуса ТО-220. В итоге возникли их разные варианты — одиночный и двойной калибр. Производитель заявил о незначительных различиях в работоспособности разных вариантов своих изделий. Но разные показатели теплового сопротивления не указаны в техническом описании. Их можно увидеть вот в этом изображении.
Более крупной подложкой оборудованы микросхемы l7805cv с буквенным обозначением «DG» в конце наименования корпуса. Они имеют толщину приблизительно 1,2-1,3 мм.
l7805cv — основные характеристики
Согласно даташит, данное устройство включено в серию 178 и партию l7805c. Она, в свою очередь, содержит различные упаковки из пластика:
- TO-220.
- D²PAK.
- DPAK.
- TO-220FP.
Внешне они отличаются, но максимумы ключевых величин в всей продукции, входящей в эту линейку, неотличимы.
Максимумы
Расскажем о наибольших значениях величин для рассматриваемого прибора:
- Напряжение входа: 35 В при нулевом значении от 5 до 15 в, 40 В — от 20 до 24 В.
- Температура, допустимая для работы — от 0 до 125 градусов.
- Температура, допустимая для хранения — от -65 до 150 градусов.
Мощность рассеивания и выходной ток у таких приборов ограничиваются корпусной конструкцией и защитой изнутри. В инструкции к эксплуатации упоминается, что нормальная работа микросхемы при таком режиме — не всегда возможна. Если одно из перечисленных значений превышается, устройство может сломаться.
Учтите, что наименьшая разница между напряжением входа и выхода, чтобы устройство работало, должно быть равно где-то 2-3 В. Максимальный выходной ток же обеспечивается только тогда, когда разница между начальным и конечным напряжением составляет от 5 до 15 В.
Так что не подавайте на микросхему более 15 В питания. Чтобы увеличить выходной ток, по мнению производителя, необходимо ставить устройство на радиатор. Так следует поступать, даже когда выходной ток составляет 300 мА, из-за сильного нагрева прибора во время работы. Когда температура кристалла возрастает, происходит просадка стабилизируемого напряжения.
Электрические параметры
Ниже указаны параметры устройства из инструкции, для типовой схемы стабилизации, с использованием классических сглаживателей напряжения на входе и выходе, 0,33 и 0,1 мкФ, соответственно.
При этом напряжение питания составляет 10 В, а сила тока — 0,5А. В инструкции также указано, что скачки напряжения при экспериментах, согласно переменам температуры, не учтено.
Наибольшая температура кристалла составляет 25 градусов.
Представленные характеристики взяты из англоязычной версии даташит.
l7805cv: аналоги
Стабилизатор имеет ряд современных заменителей. Это не такие популярные линейки, как L78 компании STM, но выпускаются довольно известными производителями:
- Texas Instruments (LM340AT-5.0, UA7805CKCS),
- ON Semiconductor (MC7805CTG),
- Fairchild (LM7805CT).
L7805ABP обладает такими же характеристиками, но ее корпус полностью выполнен из пластика. Подложка из металла отсутствует в этом устройстве.
Есть и другой возможный заменитель, L7805CT. Он содержится в прочной упаковке, обработанной металлом.
Где используется схема l7805cv
Как правило, по такому принципу конструируют стабилизаторы напряжения. Для этого нужен совсем небольшой комплект дополнительной электроники.
Изготовители
Оригиналы устройств L78 производятся европейской фирмой STMicroelectronics (STM), которая постоянно совершенствует качество своей продукции.
Последние варианты прибора от названной компании сертифицированы ECOPACK. Они соответствуют международным экостандартам. Так как у прибора достаточно аналогов, и он продается по адекватной цене, приблизительно до 50 рублей, подделки практически невозможны.
l7805cv: схема подключения
Любой, даже не самый опытный опытный электронщик, может сконструировать источник электричества со стабильным напряжением выхода по схеме 7805, и его аналоги. Рассмотрим линейный корректор стабильного входного напряжения.
Рисунок отображает типовое подключение линейного стабилитрона с плюсовой поляризацией 5В и минимальной для работы силой тока, 1.5 А. Параметры микросхемы стали настолько широко известны, что их изготовлением занялись многие лидеры производства. А на следующем рисунке показана более совершенная схема. Она работает при возрастании емкостей конденсаторов С1 и С2.
Обычно, в радиолюбительской среде пользуются упрощенным названием этого чипа и не называют буквенные обозначения, которые стоят впереди и указывают на изготовителя. Большинству и без этого понятно, что перед ними — стабилизатор, и последнее число в его названии указывает на выходное напряжение.
Новички, которые еще не видели данные электронные компоненты в реальности, и владеют минимумом информации о них, должны знать, что основное условие правильной сборки — качественные компоненты.
Не секрет, что при приобретении деталей очень важно учитывать, где они были произведены. Имеет значение и бренд, и поставщик. Например, качественную продукцию изготавливает STMicroelectronics, изготовитель микроэлектроники.
Стабилизаторы без названия от неизвестных производителей, обычно, имеют минимальную цену, по сравнению с популярными брендами. Но не всегда их можно назвать качественными. Больше всего на их работу влияет разница выходного напряжения.
Мне часто встречались микросхемы, которые выдавали на выходе 4,5 В, а не 5 В, как положено. Другие варианты из той же линейки, напротив, имели превышенное значение, например, 5,5 В. Также эти образцы нередко обладают своим сильным фоном, у них увеличено потребление энергии.
Схема источника энергии, которая выполнена на элементах L78xx
Сила выходного тока обуславливается стабильным резистором, который параллельно подключен к конденсатору 0,1uF. Этим сопротивлением и создается нагрузка для устройства. У стабилизатора отсутствует заземление. К “земле” направлен лишь 1 вывод, нагрузочного сопротивления. Работа такой схемы подключения требует выдачи в нагрузку конкретной силы тока, с помощью регуляции напряжения выхода.
Максимум, что можно добиться из такой попытки, — это получение на выходе токов от 8 мА до 1А. Но, если значения тока превышают показатели от 750 до 850 мА, нужно обязательно ставить конструкцию на радиатор. Работа при таких показателях силы тока — не выгодна.
Ток 1А, который прописан в документах, — это максимум. По факту чип может перегреться и сломаться. Поэтому самый разумный ток выхода находится в диапазоне от 20 до 751 мА.
Допустимый ток на выходе и уровень напряжения
Изменение тока в покое составляет 0,5 мА. При таком значении можно считать, что настройки тока на выходе — правильные. Это значит, что на точность его монтажа влияет нагрузочное сопротивление конструкции.
В такой ситуации нужно воспользоваться прецизионными резисторами, которые имеют высокую стабильность и существенную точность в пределах до ±0,5%.
Допустимое нагрузочное сопротивление
Нельзя не брать в расчет указанную величину. Тут все предельно ясно: все можно рассчитать с применением закона Ома. К примеру, подставим значения в формулу: V= I*R = 0.15 * 100 = 15 В.
С помощью таких нехитрых вычислений выясняем, каким должно быть нагрузочное напряжение при сопротивлении 100 Ом, чтобы получился ток выхода. По данной формуле выходит, что лучший вариант — это применение микросхем 7812 или 7815, рассчитанных на 12-15 В, про запас.
Разумеется, указанная схема источника имеет свои ограничения. Она может применяться во многих решениях, где не так уж важна большая точность. Простота схемы позволяет создать источник тока почти при любых обстоятельствах, особенно, учитывая то, что приобрести к ней детали — предельно просто.
l7805cv: как проверить мультиметром
Вышедший из строя стабилизатор сказывается на напряжении источника тока, а значит, на функционировании устройства. Поэтому радиоэлектронщик должен знать, как осуществить проверку его исправности с помощью мультиметра.
Включите мультиметр в режим замера сопротивления. Если подключить его к стабилизатору напрямую, на экране прибора высветится минимальное значение сопротивления. При обратном подключении высветится бесконечность. Это значит, что полупроводник исправен.
Проверка стабилизатора с помощью мультиметра в режиме тестирования диодов — аналогична. Тогда прямое направление будет соответствовать снижению напряжения в диапазоне от 400 до 600 мВ, обратное — бесконечности.
Взгляните на рисунок, чтобы было понятно, как это происходит.
Пробитый диод продемонстрирует небольшое отклонение сопротивления от нулевого значения. При обрыве p-n перехода и любом направлении включения у прибора не будет показаний.
Аналогично проверяется стабилизатор, который не выпаивают из схемы. Тогда прибор все время показывает сопротивление компонентов с параллельным подключением. Иногда при таких обстоятельствах проверка оказывается невозможной.
Но нельзя сказать, что проверка примитивным тестером — достаточна, ведь кроме пробоя и обрыва перехода бывают и другие условия. Полная проверка возможна, если составить компактную схему.
Как убедиться, что микросхема — работоспособна? Сначала просто прозвоните выводы при помощи мультиметра. Если хоть раз произойдет короткое замыкание, элемент неисправен.
Если у вас есть источник питания с напряжением от 7 В, соберите схему по даташит и подайте к входу питание.
У выхода, при помощи мультиметра, зафиксируйте напряжение 5 В, это будет означать полную работоспособность элемента.
Если питание отсутствует
При отсутствии источника питания все намного сложнее, но при составлении такой схемы вы как раз получите и его. Схема должна содержать выпрямительный мост.
Для проверки можно воспользоваться понижающим трансформатором, коэффициент которого 18-20, и выпрямительным мостом. На 1 стабилизатор приходится 2 конденсатора — получится источник питания в 5 В. Номинальные значения емкостей превышены относительно схемы подключения в даташит. Это сглаживает колебания напряжения, спровоцированные выпрямительным мостом.
Безопасность работы можно обеспечить индикацией для видимости подключения устройства.
При наличии на нагрузке большого количества конденсаторов или других емкостных нагрузок стабилизатор защищается с помощью обратного диода. Тогда элемент не выгорит, если разрядятся конденсаторы.
Главное достоинство микросхемы — это легкость конструкции и простая эксплуатация, если вам нужно стабильное электропитание. Схемы, зависимые от перебоев напряжения, должны оснащаться стабилизаторами, во избежание выхода элементов из строя.
Купить этот стабилизатор можно в Китае по ссылке.
Видео:
7805, 7812, 7815
Теперь поговорим о трех выводном стабилизаторе L7805. Микросхема выпускается в двух видах, в пластмассовом корпусе — ТО-220, например как транзистор КТ837 и металлическом корпусе — ТО-3, например как всем известный КТ827.
Три вывода, если считать слева на право — то соответственно вход, минус и выход.
Последних две цифры в маркировке указывают на стабилизированный выход микросхемы — L7805 — 5 в, 7806 — 6 в.
Ниже будет описание и схема включения стабилизатора, которая подходит для всех микросхем этой серии.
На конденсаторы малой емкости не смотрим, желательно поставить побольше.
Output voltage — выходное напряжение. Input voltage — входное напряжение. В нашем примере выдает нам на выходе 5 вольт. Желательным входным напряжением производители отметили не более 10 в. Но, бывает так, что выходное стабилизированное напряжение иногда бывает или чуть занижено, или чуть завышено.
Здесь мы видим, что стабилизатор L7805 может нам выдать одно из напряжений диапазона 4.75 — 5.25 в, но при этом должны соблюдаться условия (conditions), что ток на выходе в нагрузке не будет превышать 1 ампер. Нестабилизированное постоянное напряжение может быть от 7.5 и до 20 в, при это на выходе будет всегда 5 в.
Это есть большой плюс данного радиокомпонента.
При нагрузке свыше 14 Вт, стабилизатор желательно установить на алюминиевый теплоотвод, чем больше нагрузка тем больше нужна площадь охлаждаемой поверхности.
Производят в основном в корпусе ТО-220
Максимальный ток нагрузки: 1.5, а
Допустимое входное напряжение: 35 в
Выходное напряжение: 5 в
Число регуляторов в корпусе: 1
Ток потребления: 6 мА
Погрешность: 4 %
Диапазон рабочих температур: 0 C … +140 C
Отечественный аналог КР142ЕН5А
Для того, чтобы стабилизатор не вывести из строя окончательно, нужно придерживаться нужного минимума на входе микросхемы, то есть если L7805, то на вход пускаем примерно 7-8 в.
Это связано с тем, что излишнюю мощность стабилизатор будет рассеивать на себе. Как вы помните, формула мощности P=IU, где U — напряжение, а I — сила тока.
Следовательно, чем больше входное напряжение стабилизатора, тем больше мощность, потребляемая им. А излишняя мощность — это и есть перегрев. В результате нагрева такой прибор может перейти в состояние защиты.
Легкое в использовании и отсутствие наладки и дополнительных радиокомпонентов привело к тому что стабилизатор хорошо распространился среди радиолюбителей как начинающих так и профессионалов.
Характеристики стабилизатора L7805CV
Технические характеристики линейного стабилизатора L7805CV (STMicroelectronics) обеспечивают получение с его помощью постоянного фиксированного выходного напряжения в 5 В, с током в нагрузке до 1,5 А.
Данная микросхема имеет всего три вывода и применяется в широком спектре электронных приложений. Имеет всторенную защиту от перегрева, а также схему ограничения превышения токовых значений.
Полярность – положительная.
Надо заметить, что l7805cv это не транзистор! Хотя многие начинающие радиолюбители обычно ошибаются, из-за наличия у устройства всего трёх выводов. А между тем, внутренняя структура данного стабилизатора содержит 17 таких полупроводниковых триодов.
Цоколевка
При просмотре datasheet на l7805cv, особенно перед покупкой, стоит обратить внимание на полное обозначение товара в магазине. У устройств с большей толщиной металлической подложки в конце указаны символы «-DG».
Дело в том, что начиная примерно с августа 2006 года многие компании, в том числе и STM, изменили конструкцию корпусов ТО-220. В результате появились их разновидности в виде одинарного (single gauge) и двойного калибра (dual gauge).
STM отмечает незначительные отличия в производительности своих изделий и не указывает различия в тепловом сопротивлении в техописании. Их внешний вид представлен на рисунке.
Распиновка у l7805cv стандартная для такого типа устройств. Левая ножка «вход» (input), правая «выход» (output), посередине «земля» (ground), которая имеет физическое соединение с выводом Ground. Она производится в обновлённом корпусе ТО-220 (single gauge). Толщина металлической подложки уменьшена и составляет порядка 0,51-0,61 мм.
Более мощная подложка у микросхем с символами «DG» в конце маркировки, которыми обозначаются корпуса ТО-220 (dual gauge). Их толщина составляет порядка 1,23-1,32 мм.
Основные параметры
Рассматриваемый линейный стабилизатор по datasheet относится к серии l78, номер партии l7805c. Последняя включает в себя разные типы пластиковых упаковок: TO-220, TO-220FP, D²PAK и DPAK. Несмотря на внешние различия, максимальные значения основных параметров у всей линейки данных микросхем будут одинаковые.
Максимальные значения
Приведём максимальные значения параметров для l7805cv:
- входное напряжение (VI ): до 35 В (при VO от 5 до 18 В); до 40 В (при VO =20, 24 В);
- рабочая температура (TOP) от 0 до +125 оС;
- хранение от -65 до +150 оС.
Рассеиваемая мощность и величина выходного тока у этих микросхем ограничена конструктивным исполнением корпуса и внутренней защитой. В даташит также указано, что стабильное функционирование устройства в таких режимах работы не гарантируется. Превышение любого из приведённых значений приводит к выходу последнего из строя.
Надо учитывать, что минимальная разница между входным и выходным напряжением (VI-VO) для работы микросхемы должна составлять 2-3 В. А наибольший ток на её выходе возможно обеспечить когда VI-VO находится в диапазоне от 5 до 15 В. Поэтому не стоит подавать на неё питание более 15-16 В.
Для увеличения силы выходного тока (более 1 А), производитель рекомендует устанавливать микросхему на радиатор. Это необходимо делать даже при 300 мА на выходе, так как устройство сильно нагревается при работе. Вместе с ростом температуры кристалла сильно проседает стабилизируемое им напряжение.
Электрические параметры
Ниже представлены электрические характеристики l7805cv (из даташит) для тестовой типовой схемы стабилизации с применением стандартных сглаживающих конденсаторов на входе (0,33 мкФ) и выходе (0,1 мкФ), при питающем напряжении (VI) = 10 В и токе (IO) =500 мА. Производитель указывает, что изменение VO при испытаниях, в зависимости от нагрева не учитывалось. При этом, максимальная температура кристалла (TJ) не должна превышать +25 оС.
Электрические характеристики l7805cv на русском языке, вернее перевод этой информации из даташит от STM, можно посмотреть по ссылке.
Аналоги
У L7805CV есть современные аналоги. Хоть они менее известны популярной серии L78 от STM, но производятся не менее именитыми брэндами: Texas Instruments (LM340AT-5.
0, UA7805CKCS), ON Semiconductor (MC7805CTG), Fairchild (LM7805CT). Идентичная по характеристикам L7805ABP, но она имеет полностью пластиковый корпус, без металлической подложки.
Возможной заменой можно считать L7805CT в мощной металлизированной упаковке ТО-3.
Примеры использования
Чаще всего на l7805cv собирают стабилизатор напряжения. Набор дополнительных электронных компонентов для этого минимален. Пример такой конструкции рассмотрен в видеоролике.
Производители
Оригинальные версии микросхем серии L78 выпускает только европейская компания STMicroelectronics (STM). При этом её продукция постепенно совершенствуется.
Последние версии данного устройства от указанного производителя имеют сертификаты ECOPACK® соответствующие европейским экологическим стандартам REACH и RoHS.
В связи с большим количеством аналогов и демократичной ценой (до 50 р.) подделки встречаются очень редко.
Скачать даташит на рассмотренное устройство можно по ссылке.
Стабилизатор напряжения 7805 схема включения
Ни для кого не секрет, как собрать блок питания на стабилизаторах 7805, 7809, 7812 и тд. Но не все знают, что на этих же стабилизаторах можно собрать приличный источник тока. Схема источника тока и стала героем этой статьи.
Так выглядит стандартная схема стабилизатора напряжения на микросхемах серии 78xx. Эти микросхемы настолько популярны, что их выпускает каждая, уважающая себя контора. Обычно в разговоре или на схеме даже опускают первые буквы, характеризующие производителя, указывая просто 7815. Ибо нефиг захламлять схему и сразу ясно, что речь о стабилизаторе напряжения.
Для тех, кто мало знаком с подобными стабилизаторми небольшое видео по сборке «на коленках»:
Качество компонентов
В реальности производитель очень важен. Всегда старайтесь покупать стабилизаторы, да и любые детали от крупных производителей и у проверенных поставщиков. Я лично предпочитаю STMicroelectronics. Их отличает эмблема ST в углу.
Как своими руками сделать фрезу для мотоблока?
Ноунейм стабилизаторы или производства дедушки чаньханьбздюня очень часто имеют значительный разброс значений выходного напряжения от изделия к изделию. На практике встречалось, что стабилизатор 7805, который должен давать 5 вольт выдавал 4.63, либо же некоторые образцы давали до 5.2 вольта.
Ладно бы это, напряжение то он держит постоянным, но проблема еще и в том, что в несколько раз сильнее выбросы, фон и больше потребление самого стабилизатора. Думаю вы поняли.
Ну так и зачем всё это нужно то?
Теперь вы знаете, чем стабилизатор напряжения отличается от стабилизатора тока и можете ориентироваться в их многообразии. Возможно, вам так и не стало понятно, зачем эти штуки нужны.
Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети автомобиля. Как вы можете узнать из , для светодиода важно контролировать именно силу тока. Используем самый распространенный вариант соединения светодиодов: последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Напряжение питания — 12 вольт.
Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели. Падение напряжения на светодиоде пусть будет у нас 3.4 вольта. После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт. Нам пока хватает. На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта. И для третьего светодиода тоже хватит. А после третьего останется 5.2-3.
4=1.8 вольта. При желании добавить четвёртый светодиод — уже не хватит. Если напряжение питания поднять до 15В, то тогда хватит. Но тогда и резистор тоже надо будет пересчитать. Резистор — простейший стабилизатор (ограничитель) тока. Их часто ставят на те же ленты и модули.
У него есть минус — чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде (закон Ома, с ним не поспоришь). Значит, если входное напряжение нестабильно (в автомобилях обычно так и есть), то предварительно нужно стабилизировать напряжение, а потом можно ограничить резистором ток до необходимых значений.
Если используем резистор, как токовый ограничитель там, где напряжение не стабильно, нужно стабилизировать напряжение.
Стоит помнить, что резисторы имеет смысл ставить только до определенной силы тока. После некоторого порога резисторы начинают сильно греться и приходится ставить более мощные резисторы (зачем резистору мощность рассказано в о этом приборе) . Тепловыделение растёт, КПД падает.
Тоже называют светодиодным драйвером. Часто те, кто не сильно разбирается в этом, стабилизатор напряжения называют просто драйвером светодиодов, а импульсный стабилизатор тока — хорошим
светодиодным драйвером. Он выдаёт сразу стабильное напряжение и ток. И почти не нагревается. Вот так он выглядит:
78L05 это наверное самый распространенный стабилизатор напряжения на 5 Вольт. Маломощный аналог 7805.
Практически каждая мировая фирма производящая интегральные схемы выпустила аналог этой микросхемы, обычно первые две буквы предваряющие обозначение 78L05 указывают на фирму, например: LM78L05, TS78L05, KA78L05.
Конечно в любом случае, чтобы узнать параметры и цоколевку корпуса микросхемы лучше прочитать официальный datasheet.
Но вот что мне не нравиться в официальной документации, что цоколевка приведена ненаглядно, и когда что-то чинишь или настраиваешь приходиться смотреть сразу на две картинки: соответствия названия и номера вывода и расположение номера вывода на самом корпусе.
То что в этой микросхеме первый вывод является выходом, а последний — входом пару раз меня сбивало с толку и я неправильно разводил плату. Дабы в дальнейшем избежать подобных казусов, я пририсовал название выводов прямо на рисунки корпусов в исполнениях SO-8, SOT-89, TO-92.
Проще схем наверное не бывает: сам стабилизатор и два конденсатора. Чтобы стабилизатор работал правильно (нормально стабилизировал и не генерировал пульсации) стабилизатора на вход и выход необходимо подключить конденсаторы. Причем их номиналы не должны быть меньше 0,33 мкФ и 0,1 мкФ соответственно.
Если стабилизатор питается выпрямленным напряжением частотой 50Гц, то входной конденсатор приходиться увеличивать, ставить электролитический у которого не маленькое последовательное сопротивление. Поэтому в данном случае к электролитическому конденсатору в параллель нужно поставить керамический.
Схема источника тока на 78xx
Арматурная сталь — виды и характеристики
Величина тока задается резистором R*, который является нагрузкой для стабилизатора. При этом стабилизатор не заземлен. Заземление происходит только через нагрузку Rн. Такая схема включения вынуждает микросхему пытаться обеспечить в нагрузку заданный ток, путем регулировки напряжения на выходе.
Проверка работоспособности L7805CV
Как проверить работоспособность микросхемы? Для начала можно просто прозвонить выводы мультиметром, если хоть в одном случае наблюдается закоротка, то это однозначно указывает на неисправность элемента.
При наличии у вас источника питания на 7 В и выше, можно собрать схему согласно датащита, приведенную выше, и подать на вход питание, на выходе мультиметром фиксируем напряжение в 5 В, соответственно элемент абсолютно работоспособен. Третий способ более трудоемкий, в случае если у вас отсутствует источник питания.
Однако в этом случае вы параллельно получите и источник питания на 5 В. Необходимо собрать схему с выпрямительным мостом согласно рисункe, представленного ниже.
Для проверки нужен понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации в 18 — 20 и выпрямительный мост, дальнейший обвес стандартный два конденсатора на стабилизатор и все, источник питания на 5 В готов.
Значения номиналов конденсаторов тут завышены по отношению к схеме включения L7805 в datasheet, это связано с тем, чтобы лучше сгладить пульсации напряжения после выпрямительного моста.
Для более безопасной работы, желательно добавить индикацию для визуализации включения прибора. Тогда схема приобретет такой вид:
Читать также: Устройство для зарядки акб
Если на нагрузке будет много конденсаторов или любой другой емкостной нагрузки, можно защитить стабилизатор обратным диодом, во избежание выгорания элемента при разряде конденсаторов.
Большим плюсом микросхемы является достаточно легкая конструкция и простота использования, в случае, если вам необходимо питание одного значения. Схемы чувствительные к значениям напряжения обязательно должны снабжаться подобными стабилизаторами чтобы предохранить чувствительные к скачкам напряжения элементы.
Выходной ток источника тока на L78
Небольшой неприятностью представляется ток покоя Id, который складывается с выходным током. Величина тока покоя указывается в даташите. Для большинства стабилизаторов Id = 8мА. Эта цифра показывает наименьшее значение выходного тока. Т.е. Получить источник тока с величиной тока менее 8 млА не выйдет.
В идеале из стабилизатора можно выжать токи от 8 мА до 1 А. Однако при токах больше 200-300 мА крайне желателен радиатор. Гнать токи более 700-800 мА в принципе не желательно. Указанный в даташите 1А — это пиковое значение, в реальности стабилизатор скорее всего перегреется. На основании сказанного можно заключить, что диапазон выходных токов составляет 10-700 мА.
Точность тока и выходное напряжение
При этом нестабильность тока покоя составляет ΔId = 0.5мА. Эта величина определяет точность установки выходного тока. Так же точность задания величины выходного тока определяется точностью сопротивления R*. Лучше использовать резистор, точностью не хуже 1%.
Определенное удобство тут представляет тот факт, что схемы не может выдать напряжение выше заложенного напряжения стабилизации. Например при использовании стабилизатора 7805, напряжение на выходе не сможет превысить 5 вольт. Это бывает критично.
Внутреннее устройство [ править | править код ]
Биполярные ИС семейства 78xx изготавливаются по планарно-эпитаксиальной технологии, оптимизированной под производство мощных выходных транзисторов.
В ИС применяются мощные и слаботочные npn-транзисторы, боковые pnp-транзисторы (в источнике тока), подложечный pnp-транзистор (в усилителе ошибки), поверхностные стабилитроны (диоды Зенера) и сопротивления величиной от 0,2 Ом (датчик выходного тока) до 20 К. Единственный слой алюминия, соединяющего эти компоненты, имеет толщину до 1 мкм.
Площадь кристалла зависят от максимального выходного тока: «большие» кристаллы военных серий на токи 1-1,5 А имеют размер 1,6×1,7 мм (67×73 мил) или 2×2 мм (80×80 мил) при толщине 0,3 мм (12 мил) [1]
Все ИС семейства строятся по одной и той же схеме компенсационного стабилизатора.
Принципиальные схемы ИС на разные напряжения различаются величиной верхнего резистора в делителе выходного напряжения, принципиальные схемы ИС на разные выходные токи — сопротивлением датчика выходного тока (от 0,2 до 2 Ом).
Величины прочих сопротивлений в ИС разных подсемейств разных производителей могут несущественно различаться. Графическое представление принципиальных схем обычно предельно упрощено.
Один транзистор схемы может в действительности состоять из множества параллельно включенных транзисторных структур, один резистор — из нескольких последовательно включенных резисторов и включенных параллельно с ними технологических стабилитронных перемычек. На схемах обычно не указывается важнейшие параметры «аналоговых» транзисторов — относительные площади их эмиттерных переходов.
Регулирующим (проходным) элементом схемы служит составной транзистор Дарлингтона npn-структуры (Т15, Т16), включенный эмиттерным повторителем, источником опорного напряжения — бандгап по модифицированной схеме Видлара. Обратная связь по напряжению замыкается через делитель напряжения (R20, R21), подключенный между общим проводом и выходом схемы.
Нижнее сопротивление этого делителя (R21) обычно равно 4 кОм, верхнее (R20, от 1 до 21 кОм) зависит от напряжения стабилизации (от 5 до 24 В).
Усилитель ошибки сравнивает напряжение на средней точке делителя с напряжением на выходе бандгапа; если напряжение на средней точке отклоняется от искомой величины (+4,0 В, а в маломощных ИС 78Lxx 2,5 В), то усилитель корректирует ток
выходного транзистора, шунтируя источник стабильного тока на Т11.
Как проверить катушку зажигания
Встроенные схемы защиты [ править | править код ]
В мощных ИС подсемейств 78xx, 78Mxx и им подобным реализована односкатная схема защиты выходных транзисторов от выхода за пределы области безопасной работы (ОБР) по току и напряжению.
При малых падениях напряжения между входом и выходом (до 10 В) транзистор Т14 работает в режиме ограничителя тока: если падение напряжения на датчике (R16) превышает примерно 0,6 В (напряжение на открытом переходе база-эмиттер, Uбэ), Т14 плавно открывается и шунтирует (но не прерывает) базовый ток регулирующего транзистора. При больших падениях напряжения между входом и выходом пороговое значение тока линейно снижается. Так как пороговое Uбэ уменьшается с ростом температуры, то и порог срабатывания с ростом температуры снижается. В маломощных ИС подсемейства 78Lxx напряжение вход-выход не учитывается, схема защиты реагирует только на выходной ток.
- Читать также: Коронка для искусственного камня
- Схема защиты от перегрева расположена «выше по течению» и работает независимо от защиты по ОБР: при температуре кристалла порядка +125 °С напряжение на последовательно включенных эмиттерных переходах Т2, Т3 падает настолько, что цепь защиты перехватывает управление выходным транзистором, и напряжение на выходе падает.
- Встроенный подложечный диод защищает схему от воздействия обратного тока, протекающего от выхода ко входу при нормальном
- выключении устройства, поэтомуобычно защищать микросхему внешним обратным диодом не нужно. Некоторые производители указывают характеристики встроенного обратного диода в явном виде: например, в ИС семейства NCP7800 омическое сопротивление обратной цепи равно 1 Ом, а предельный обратный ток в коротком (несколько мс) импульсе не должен превышать 5 А (протекание
- постоянного
- и
обратного тока не оговаривается). Этого запаса может быть недостаточным при мгновенном закорачивании входной цепи, например, при срабатывании тиристорной защиты блока питания. В схемах, в которых возможно такое закорачивание в которых к выходу ИС 78хх подключены значительные ёмкости, следует защищать микросхемы внешними обратно включенными диодами.
Загрузка...
