Ang 7805-boltahe regulator ay isa sa mga pinaka-malawak na ginagamit na linear regulator para sa pagbuo ng isang matatag na +5 V supply. Kilala para sa pagiging simple, pagiging maaasahan, at built-in na proteksyon, nananatiling isang pinagkakatiwalaang pagpipilian. Mula sa mga microcontroller board hanggang sa mga circuit ng sensor, tinitiyak ng 7805 ang pare-pareho na pagganap sa parehong pang-edukasyon at propesyonal na mga proyekto sa electronics.
Ano ang 7805 boltahe regulator?
Ang 7805 ay isang klasikong fixed-output linear regulator na naghahatid ng +5 V mula sa isang mas mataas na boltahe ng input. Kabilang ito sa pamilya 78xx, kung saan ang "xx" ay tumutukoy sa kinokontrol na boltahe. Sa pamamagitan lamang ng tatlong mga pin (IN, GND, OUT), madali itong isama sa mga circuit nang walang mga advanced na kinakailangan sa disenyo. Ang katanyagan nito ay nagmumula sa pagiging matibay, mura, at ginawa ng halos bawat pangunahing kumpanya ng semiconductor, na tinitiyak ang pagiging tugma ng pin-to-pin sa mga vendor.
Ito ay kadalasang ibinibigay sa TO-220 package para sa mga disenyo ng through-hole, ngunit ang mga pagpipilian sa ibabaw-mount tulad ng SOT-223 at D²PAK (TO-263) ay magagamit para sa mga compact PCB. Habang ang 7805 ay nababagay para sa +5 V rails, ang mga kaugnay na aparato tulad ng 7806 (+6 V), 7809 (+9 V), at 7905 (–5 V) ay nagpapalawak ng parehong pamilya. Ang mga adjustable regulator tulad ng LM317 ay nagsisilbi kapag kinakailangan ang mga di-pamantayang boltahe.
Mga Tampok ng 7805 Boltahe Regulator
• Simpleng pagpapatupad: Kailangan lamang ng maliit na input at output capacitors para sa katatagan.
• Disenteng kasalukuyang pagmamaneho: Patuloy na nagbibigay ng ~ 1 A; Hanggang sa 1.5 Isang Peak na may tamang heatsinking.
• Built-in na proteksyon: Ang kasalukuyang paglilimita, thermal shutdown, at kabayaran sa ligtas na lugar ay isinama.
• Fault tolerance: Nakaligtas sa mga maikling circuit, labis na karga, at mga kaganapan sa sobrang temperatura.
• Katamtamang dropout: Karaniwan, ~ 2 V, kaya ang input ay dapat manatiling ≥ 7 V.
• Malawak na temperatura ng pagpapatakbo: Dinisenyo para sa komersyal at pang-industriya na hanay, hanggang sa ~ 125 ° C depende sa pakete.
7805 Boltahe Regulator Teknikal na Specs
| Parameter | Halaga / Saklaw | Mga Tala |
|---|---|---|
| Boltahe ng Output | 5 V (naayos) ±4% karaniwan | Ang ilang mga vendor ay ginagarantiyahan ang ±2% |
| Boltahe ng Input (Inirerekomenda) | 7–25 V | Pinapayagan ang dropout + ripple headroom |
| Boltahe ng Input (Max) | 25-35 V (tukoy sa vendor) | Ganap na max, suriin ang datasheet |
| Kasalukuyang Output | \~1 Isang tuloy-tuloy | Limitado ang thermal, nakasalalay sa pakete |
| Quiescent Kasalukuyang | \~5 mA | Bahagyang standby drain |
| Boltahe ng Dropout | \~2 V | Mas mababa sa maliit na karga, mas mataas sa 1 A |
| Mga Capacitor (Bypass) | 0.33 μF (IN), 0.1 μF (OUT) | Ilagay malapit sa mga pin ng regulator |
| Regulasyon ng Linya | 3-7 mV / V tipikal | Pagbabago sa Vout sa bawat hakbang ng Vin |
| Regulasyon ng Pag-load | 25–50 mV (0–1 A) | Pagbabago sa Vout mula sa no-load hanggang sa full load |
| PSRR | \~62–70 dB @ 100 Hz | Malakas na pagtanggi sa ripple / ingay |
| Output Ripple / Ingay | \~40–80 μV rms | Mas mababa kaysa sa karamihan ng mga suplay ng switch-mode |
7805 Boltahe Regulator Pinout
| Pin | Pangalan | Paglalarawan |
|---|---|---|
| 1 | SA | Hindi naaayos na input ng DC (≥7 V) |
| 2 | GND | Landas ng pagbabalik ng lupa |
| 3 | OUT | Kinokontrol na +5 V output |
Karaniwang 5 V Supply Gamit ang 7805
Ang isang karaniwang 12 V-to-5 V regulator chain ay madalas na ganito ang hitsura:
• Step-Down Transformer - Binabawasan ang mains AC (110/220 V) sa isang mas ligtas na ~ 12 V AC na antas.
• Bridge Rectifier - Nagko-convert ng AC sa pulsating DC gamit ang apat na diode.
• Bulk Filter Capacitor - Ang isang malaking electrolytic capacitor (karaniwang 1000 μF / 25 V) smooths ang rectified waveform sa isang mas matatag na DC.
• 7805 Regulator IC - Kinokontrol ang smoothed DC at clamps ang boltahe nang tumpak sa + 5 V.
• Bypass Capacitors - Ang isang 0.33 μF ceramic capacitor sa input at 0.1 μF sa output maiwasan ang oscillations at mapabuti ang pansamantalang tugon.
• Mga Bahagi ng Proteksyon - Fuse para sa kaligtasan ng labis na karga, reverse-polarity diode sa buong IN / OUT upang maprotektahan laban sa paglabas kapag gumuho ang input, at opsyonal na surge suppressor para sa mga spike ng mains.
Ang pag-setup na ito ay nakikita sa mga board ng Arduino, mga module ng sensor, at maliliit na naka-embed na system. Halimbawa, ang isang Arduino UNO na pinapatakbo ng isang 12 V wall adapter ay gumagamit ng 7805 sa loob upang magbigay ng isang kinokontrol na 5 V rail para sa mga logic circuit at peripheral nito.
Prinsipyo ng Pagtatrabaho ng 7805 Boltahe Regulator
Sa loob, ang 7805 ay nagsasama ng tatlong key block: isang 5 V reference, isang error amplifier, at isang series pass transistor. Ang error amplifier ay patuloy na sinusubaybayan ang output laban sa sanggunian at inaayos ang pagpapadaloy ng elemento ng pass.
• Kapag bumaba ang output: ang pass transistor ay hinihimok nang mas mahirap, na nagpapahintulot sa mas maraming kasalukuyang dumaloy at pinatataas ang boltahe pabalik sa 5 V.
• Kapag tumataas ang output: ang epektibong paglaban ng transistor ay nagdaragdag, binabawasan ang kasalukuyang daloy at hinihila ang boltahe pababa.
Ang closed-loop feedback system na ito ay nagpapanatili ng isang matatag na +5 V output na may mahusay na regulasyon ng linya at pag-load, habang pinapaliit din ang ingay kumpara sa mga hindi reguladong supply.
Ang tradeoff ay kawalan ng kahusayan: ang labis na boltahe ay nawawala bilang init. Ang pagkawala ng kuryente ay ibinibigay sa pamamagitan ng:
Ploss = (Vin − 5) × Iout
Ginagawa nitong simple at maaasahan ang 7805, ngunit hindi gaanong mahusay kapag ang boltahe ng input ay higit sa 5 V o kapag nagbibigay ng mas mataas na kasalukuyang.
Mga Pagsasaalang-alang sa Thermal at Kahusayan
Ang 7805 ay nag-aayos ng boltahe sa pamamagitan ng pag-aalis ng labis na enerhiya bilang init. Ang kapangyarihan na nawala ay:
Pheat = (Vin − 5) × Iout
Ginagawa nitong thermal management ang isang pangunahing kadahilanan ng disenyo, lalo na kapag ang boltahe ng input ay mas mataas kaysa sa 5 V o ang kasalukuyang pag-load ay makabuluhan.
Mga Halaga ng Thermal Resistance
• TO-220 package: RθJA ≈ 50-65 °C / W (walang heatsink), RθJC ≈ 5 °C / W.
• SOT-223 package: RθJA ≈ 90-110 °C / W (limitadong pagkalat ng init).
• Sa heatsink: Ang RθJA ay maaaring mapabuti sa 10-20 ° C / W depende sa laki at daloy ng hangin.
Mga Patnubay sa Heatsinking
• Ilakip sa aluminyo heatsinks o metal chassis para sa mas mahusay na pagwawaldas.
• Gumamit ng thermal grease o insulating pads upang mapababa ang paglaban sa interface.
• Siguraduhin ang tamang daloy ng hangin kung ang pagwawaldas ay lumampas sa ~ 5 W.
Nagtrabaho Halimbawa
Para sa Vin = 12 V, Iout = 0.5 A:
Trigo = (12 − 5) × 0.5 = 3.5 W
• Nang walang heatsink (RθJA = 50 °C / W): Tj tumaas ≈ 175 °C → hindi ligtas.
• Sa heatsink (RθJA = 15 °C / W): Pagtaas ≈ 52 °C → ligtas sa temperatura ng kuwarto.
Mga Halimbawa ng Kahusayan
• Vin = 9 V, Iout = 500 mA → kahusayan ≈ 5/9 = 56%.
• Vin = 12 V, Iout = 500 mA → kahusayan ≈ 5/12 = 42%.
Kaya, ang 7805 ay pinakamahusay na gumagana para sa mababang-sa-katamtamang alon at kapag ang Vin ay malapit sa 5 V. Para sa mas mataas na kapangyarihan o malaking pagkakaiba sa input-output, ang isang switching regulator ay ginusto para sa kahusayan.
Mga aplikasyon ng 7805 boltahe regulator
Ang 7805 ay nananatiling popular dahil sa pagiging simple at matatag na pagganap nito sa isang malawak na hanay ng mga low-power system. Kabilang sa mga karaniwang kaso ng paggamit ang:
• Powering Microcontroller Boards - Nagbibigay ng isang matatag na 5 V rail para sa mga platform tulad ng Arduino, STM32, AVR, at PIC development boards. Tinitiyak nito ang matatag na operasyon kahit na ang supply ng input ay mula sa mga adapter sa dingding o hindi kinokontrol na mga mapagkukunan.
• Analog at Sensor Circuits - Ginagamit upang magbigay ng op-amps, ADCs, at precision sensors kung saan ang isang malinis, mababang-ripple boltahe ay mahalaga para sa katumpakan.
• Pagmamaneho ng Peripheral Modules - Sinusuportahan ang mga maliliit na naglo-load tulad ng mga relay, LCD module, at wireless transceiver na nangangailangan ng isang maaasahang 5 V supply.
• Mga Sistema na Pinapagana ng Baterya - Angkop para sa mga pack ng baterya ≥7 V (tulad ng 9 V o 12 V) kung saan ang katamtamang alon ay iginuhit, na ginagawang kapaki-pakinabang sa mga portable circuit o backup system.
• Lab at Educational Conversions - Karaniwan sa mga bench setup kung saan ang isang 12 V na mapagkukunan ay kinokontrol hanggang sa 5 V para sa prototyping at mga proyekto ng mag-aaral.
Sa loob ng 7805 boltahe regulator IC circuit
Ang 7805 boltahe regulator IC ay dinisenyo upang magbigay ng isang matatag na 5V output mula sa isang mas mataas na input boltahe. Pinagsasama ng panloob na disenyo nito ang regulasyon, feedback, at mga tampok sa kaligtasan, na ginagawa itong isa sa mga pinaka maaasahang mga regulator ng boltahe na ginagamit sa electronics.
Pangunahing Kontrol (Q16 - Pass Transistor)
Ang Q16 ay namamahala sa kasalukuyang daloy sa pagitan ng input at output. Gumagana ito kasama ang bandgap reference circuit (dilaw na seksyon), na nagbibigay ng isang matatag na sanggunian boltahe na hindi nagbabago sa temperatura.
Feedback at Pagwawasto ng Error
Ang isang maliit na bahagi ng output ay fed pabalik sa pamamagitan ng Q1 at Q6. Kung ang boltahe ay masyadong mataas o masyadong mababa, bumubuo sila ng isang signal ng error. Ang signal na ito ay pinalakas ng error amplifier (orange na seksyon) at ginagamit upang ayusin ang Q16, pinapanatili ang output na naka-lock sa 5V.
Startup Circuit (Berdeng Seksyon)
Tinitiyak ng circuit na ito na ang bandgap reference ay nag-activate nang maayos kapag nag-on ang regulator. Kung wala ito, maaaring hindi magsimula ang IC. Kapag aktibo, pinapanatili nitong matatag ang proseso ng regulasyon.
Built-in na Proteksyon
Kasama sa 7805 ang ilang mga tampok sa kaligtasan:
· Pinipigilan ng Q13 ang labis na pag-init.
• Pinoprotektahan ng Q19 laban sa labis na boltahe ng input.
• Q14 limitahan output kasalukuyang.
Ang mga proteksiyon na circuit na ito ay binabawasan o isinasara ang output kung kinakailangan, na pumipigil sa pinsala sa parehong IC at mga konektadong aparato.
Boltahe divider (asul na seksyon)
Ang divider scales down ang output boltahe para sa panloob na paghahambing. Pinapayagan nito ang regulator na gumawa ng mga pinong pagsasaayos at panatilihing matatag ang output sa ilalim ng iba't ibang mga naglo-load.
Mga kalamangan at kahinaan ng 7805 Boltahe Regulator
| Mga kalamangan | Mga kahinaan |
|---|---|
| Simpleng Gamitin - Nangangailangan lamang ng ilang mga panlabas na kapasitor; Hindi na kailangan ng pag-tune o pag-aayos. | Mababang Kahusayan sa Mataas na Vin - Labis na boltahe ng input ay dissipated bilang init, pagbaba ng kahusayan. |
| Built-in na Proteksyon - Ang maikling circuit, thermal shutdown, at kasalukuyang paglilimita ay nagsisiguro ng mas ligtas na operasyon. | Mga Hamon sa Thermal - Bumubuo ng makabuluhang init sa mas mataas na alon, madalas na nangangailangan ng isang heatsink. |
| Matatag, Mababang-Ingay Output - Nagbibigay ng isang malinis na 5 V rail na angkop para sa lohika at analog circuits. | Nakapirming Boltahe ng Output - Limitado sa + 5 V, hindi angkop para sa mga variable na pangangailangan ng boltahe. |
| Cost-Effective at Naa-access - Mura, malawak na magagamit, at ginawa sa maraming mga uri ng pakete. | Dropout Boltahe (\~2 V) - Nangangailangan ng hindi bababa sa \~7 V input upang ayusin nang maayos, hindi angkop para sa mga mapagkukunan ng mababang boltahe. |
| Maaasahang Disenyo - Napatunayan na track record sa mga produktong consumer at pang-industriya. | Kasalukuyang Mga Limitasyon - Karaniwang nagbibigay ng \~1 A; Ang mas mataas na pag-load ay nangangailangan ng paglipat ng mga regulator. |
Mga Karaniwang Pagkakamali na Iwasan sa 7805 Voltage Regulator
• Pag-aalis ng Mga Capacitor ng Bypass: Ang mga maliliit na ceramic capacitor (0.33 μF sa input, 0.1 μF sa output) ay mahalaga upang maiwasan ang mga oscillation. Ang paglaktaw sa mga ito ay kadalasang humahantong sa hindi matatag o maingay na output.
• Pagbibigay ng Masyadong Mababang Boltahe ng Input: Dahil ang 7805 ay nangangailangan ng hindi bababa sa ~ 7 V upang ayusin, ang pagpapakain lamang ng 6-6.5 V ay nagreresulta sa mahinang regulasyon at pabagu-bago ng output.
• Huwag pansinin ang Pagwawaldas ng Init: Sa ilalim ng mabigat na pag-load o mataas na Vin, ang regulator ay maaaring mag-overheat at pumasok sa thermal shutdown, o kahit na mabigo kung walang heatsink na ginagamit.
• Undersizing ang Input Filter Capacitor: Ang isang maliit na bulk capacitor ay hindi maaaring makinis na naitama ang DC nang maayos, na nagiging sanhi ng ripple na binabawasan ang katatagan at maaaring makagambala sa mga sensitibong circuit.
• Mahinang Mga Kasanayan sa Grounding: Ang paggamit ng mahaba o manipis na mga bakas ng lupa ay nagpapakilala ng ingay at mga patak ng boltahe. Laging tiyakin ang isang solidong koneksyon sa lupa na malapit sa mga pin ng regulator.
Pagsubok at Pag-troubleshoot ng 7805 Boltahe Regulator
• I-verify ang Boltahe ng Input: Tiyaking ang regulator ay ibinibigay na may hindi bababa sa 7 V sa ilalim ng pag-load. Kung ang Vin ay bumaba sa ibaba ng antas na ito, ang 7805 ay hindi maaaring mag-ayos nang maayos.
• Sukatin ang Boltahe ng Output: Gamit ang isang multimeter, suriin na ang output ay malapit sa +5 V. Ang makabuluhang paglihis ay maaaring magpahiwatig ng labis na karga, sobrang pag-init, o pagkabigo ng regulator.
• Subaybayan ang Temperatura: Ang mga tseke na ligtas sa pagpindot o isang thermometer ay maaaring magbunyag ng sobrang pag-init. Kung ang pakete ay tumatakbo nang labis na mainit, isaalang-alang ang pagdaragdag ng isang heatsink o pagbabawas ng kasalukuyang pag-load.
• Ihambing ang No-Load kumpara sa Pag-uugali ng Pag-load: Sukatin ang output kapwa may at walang pag-load. Ang isang malaking boltahe drop sa ilalim ng load ay nagpapahiwatig ng hindi sapat na input filtering, labis na kasalukuyang draw, o isang nabigong aparato.
• Ihiwalay ang Mga Pagkakamali sa pamamagitan ng Pag-alis ng Pag-load: Kung ang output ay hinila pababa o ang regulator ay nag-shut down, idiskonekta ang pag-load upang subukan ang regulator nang nakapag-iisa. Ang isang normal na 5 V output na walang pag-load ay nagpapahiwatig na ang isyu ay namamalagi sa konektadong circuit.
7805 Mga Alternatibo para sa Mataas na Kahusayan
Habang ang 7805 ay simple at maaasahan, ang linear na likas na katangian nito ay nag-aaksaya ng kapangyarihan bilang init. Para sa mga application na nangangailangan ng mas mataas na kahusayan o mas mahabang buhay ng baterya, ang mga alternatibo ay madalas na mas mahusay na mga pagpipilian:
Paglipat ng Mga Regulator ng Buck (LM2596, XL4015)
Step-down converter na nakakamit ang 80-90% na kahusayan, kahit na ang Vin ay mas mataas kaysa sa 5 V. Ang mga ito ay angkop para sa pag-load ng higit sa 500 mA o kapag ang pag-minimize ng init ay kritikal.
Mababang Dropout Regulators (LDOs) - hal., AMS1117-5.0, LT1763
Ang mga ito ay maaaring mag-ayos sa Vin lamang ~ 0.5-1 V sa itaas ng Vout, na ginagawang kapaki-pakinabang kapag ang supply ng input ay malapit sa 5 V (hal., 6 V adapters o 2-cell Li-ion packs). Ang kahusayan ay nagpapabuti kapag ang Vin-Vout ay maliit.
Hybrid na diskarte
Ang isang buck regulator ay maaaring unang mag-drop ng isang mataas na input (hal., 12 V → 6.5 V), na sinusundan ng isang 7805 para sa pangwakas na regulasyon. Pinagsasama nito ang kahusayan ng paglipat ng regulasyon sa mababang ingay na output ng isang linear regulator.
Handa nang Mga Module
Ang mga pre-assembled buck converter board ay mura, compact, at madalas na nagkakahalaga ng hindi hihigit sa hubad na IC. Ang mga ito ay malawakang ginagamit sa libangan electronics at mga proyekto ng DIY para sa mabilis, mahusay na conversion ng kuryente.
Konklusyon
Ang 7805-boltahe na regulator ay nananatiling isang klasikong solusyon para sa paghahatid ng malinis at matatag na +5 V na kapangyarihan. Habang hindi ang pinaka-mahusay para sa mga application na may mataas na kasalukuyang o malawak na input, ang pagiging matibay, kadalian ng paggamit, at mababang ingay ay ginagawang perpekto para sa hindi mabilang na mga disenyo na may mababang kapangyarihan. Kung para sa mga prototype, pang-edukasyon na kit, o maliliit na naka-embed na system, ang 7805 ay patuloy na isang maaasahang pagpipilian.
Mga Madalas Itanong [FAQ]
Ano ang maximum na boltahe ng input para sa isang 7805 regulator?
Karamihan sa mga regulator ng 7805 ay maaaring hawakan ang hanggang sa 25 V input, na may ilang mga variant ng datasheet na nagpapahintulot sa 30-35 V ganap na maximum. Gayunpaman, ang pagtakbo malapit sa limitasyong ito ay bumubuo ng labis na init, kaya ang pananatili sa loob ng 7-20 V ay inirerekomenda para sa pagiging maaasahan.
Maaari bang gamitin ang 7805 nang walang mga capacitor?
Technically oo, ngunit hindi ito maipapayo. Ang datasheet ay tumutukoy sa input (0.33 μF) at output (0.1 μF) capacitors na inilagay malapit sa mga pin upang maiwasan ang oscillations at mapabuti ang pansamantalang tugon. Ang paglaktaw sa kanila ay nanganganib na kawalang-katatagan at ingay.
Paano ko mababawasan ang init sa isang 7805 regulator circuit?
Ang init ay proporsyonal sa (Vin - 5) × Iout. Upang mabawasan ito, ibaba ang boltahe ng input, gumamit ng isang heatsink, o ipares ang 7805 sa isang switching pre-regulator. Para sa mabibigat na naglo-load, ang mga regulator ng paglipat ay mas mahusay.
Angkop ba ang 7805 para sa mga proyekto na pinapatakbo ng baterya?
Maaari itong gumana kung ang baterya ay higit sa 7 V, ngunit ang kahusayan ay magiging mahina dahil sa linear na pagwawalat. Para sa mga portable na aparato, ang mga regulator ng low-dropout (LDO) o DC-DC buck converter ay karaniwang mas mahusay na pagpipilian.
Bakit gumamit ng 7805 sa halip na isang buck converter?
Habang hindi gaanong mahusay, ang 7805 ay nagbibigay ng ultra-mababang ingay at ripple, na ginagawang perpekto para sa mga analog sensor, audio circuit, at RF module. Ang mga converter ng Buck ay mahusay sa kahusayan, ngunit madalas silang nangangailangan ng dagdag na pag-filter upang makamit ang maihahambing na kalinisan ng output.