7805 Bộ điều chỉnh điện áp

Bộ điều chỉnh điện áp 7805 là một thành phần phổ biến được sử dụng để cung cấp đầu ra 5V ổn định trong các mạch điện tử, đảm bảo các thiết bị chạy trơn tru ngay cả khi điện áp đầu vào thay đổi.Bài viết này giải thích cách 7805 hoạt động, bố cục pin của nó, các bộ phận bên trong giúp duy trì điện áp và các tính năng an toàn mà nó bao gồm.Chúng tôi cũng sẽ xem xét cách nó được sử dụng trong các thiết bị như bộ sạc và hệ thống di động cần năng lượng ổn định cho các thiết bị điện tử nhỏ.

Danh mục

Hình 1: Bộ điều chỉnh điện áp 7805

Giới thiệu về bộ điều chỉnh điện áp

Một bộ điều chỉnh điện áp giúp giữ cho điện áp đầu ra ổn định, ngay cả khi điện áp đầu vào thay đổi hoặc tải điện thay đổi.Giữ cho điện áp ổn định là rất hữu ích để đảm bảo các thiết bị điện tử hoạt động tốt và không bị hỏng do thay đổi điện áp.

Hình 2: Các loại điều chỉnh điện áp khác nhau

Bộ điều chỉnh điện áp hoạt động bằng cách điều chỉnh luồng dòng điện để giữ cho điện áp đầu ra như nhau, ngay cả khi điện áp đầu vào hoặc tải thay đổi.Nếu điện áp đầu vào tăng lên, bộ điều chỉnh sẽ giảm lưu lượng dòng điện và nếu điện áp đầu vào giảm, nó sẽ tăng lưu lượng dòng điện để duy trì điện áp đầu ra chính xác.

Trong nhiều thiết bị hiện đại, các bộ điều chỉnh điện áp được tích hợp thành các mạch tích hợp (IC), nhỏ và đáng tin cậy.Một bộ điều chỉnh IC phổ biến là 7805, cung cấp đầu ra ổn định +5V.Loại điều chỉnh này thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử cần nguồn điện ổn định, chẳng hạn như máy tính và bộ sạc điện thoại di động.

Bộ điều chỉnh điện áp 7805 là gì?

Hình 3: Bộ điều chỉnh điện áp 7805

Bộ điều chỉnh điện áp 7805 là một thiết bị thường được sử dụng giúp điều khiển và cung cấp đầu ra 5V ổn định trong các mạch điện tử.Nó thuộc về một gia đình của các cơ quan quản lý được gọi là loạt "78xx", trong đó "xx" đề cập đến điện áp đầu ra.Trong trường hợp của 7805, nó được thiết kế để cung cấp 5V cố định.Bộ điều chỉnh này có thể lấy điện áp đầu vào ở bất cứ đâu từ 7V đến 35V và vẫn đảm bảo rằng đầu ra vẫn ở mức 5V.

7805 hoạt động bằng cách giảm điện áp đến xuống 5V cần thiết và loại bỏ năng lượng thêm dưới dạng nhiệt.Nó được gọi là bộ điều chỉnh "tuyến tính" vì nó không chuyển đổi năng lượng thêm một cách hiệu quả, mà chỉ đơn giản là đốt cháy nó dưới dạng nhiệt để đưa điện áp xuống.Ví dụ: nếu bạn cung cấp cho bộ điều chỉnh 12V, nó sẽ giảm đầu ra xuống còn 5V và phần còn lại của năng lượng (chênh lệch giữa 12V và 5V) được biến thành nhiệt.

Công việc chính của 7805 là giữ cho điện áp đầu ra ổn định, ngay cả khi điện áp đầu vào thay đổi.Tuy nhiên, quá trình này tạo ra nhiệt, đặc biệt là khi điện áp đầu vào cao hơn nhiều so với 5V hoặc khi mạch cần nhiều dòng hơn.Để xử lý sức nóng này, 7805 thường cần tản nhiệt hoặc một số phương pháp làm mát khác.Không có cách nào để làm mát nó, bộ điều chỉnh có thể quá nóng, điều này có thể ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của nó hoặc khiến nó ngừng hoạt động hoàn toàn.

Cấu hình pin của IC 7805

Hình 4: Cấu hình pin của bộ điều chỉnh điện áp 7805

• Chân 1 (đầu vào): Đây là nơi bạn kết nối điện áp chưa được quy định.Điện áp đến phải cao hơn ít nhất 2V so với đầu ra 5V bạn muốn.Vì vậy, để có được đầu ra 5V ổn định, điện áp đầu vào phải ít nhất là 7V.

• Chân 2 (mặt đất): Chân này kết nối với mặt đất (hoặc điện áp bằng không) của mạch của bạn.Nó đóng vai trò là điểm tham chiếu cho cả điện áp đầu vào và đầu ra.

• PIN 3 (đầu ra): Đây là nơi đầu ra 5V ổn định đến từ.Đầu ra thường nằm trong khoảng từ 4,8V đến 5,2V, nhưng nó có nghĩa là ở gần 5V càng tốt.

7805 IC hoạt động như thế nào?

Hình 5: Sơ đồ mạch cho thấy cách thức điều chỉnh điện áp 7805 hoạt động

Bên trong IC, một số phần hoạt động cùng nhau để giữ cho điện áp đầu ra không đổi, ngay cả khi có những thay đổi về điện áp hoặc tải đầu vào.Dưới đây là một lời giải thích đơn giản về cách mỗi phần của IC hoạt động để duy trì đầu ra ổn định đó.

Mạch bắt đầu

Mạch bắt đầu là phần đầu tiên để kích hoạt khi 7805 được bật nguồn.Công việc của nó là đảm bảo tất cả các bộ phận nội bộ khác của IC đã sẵn sàng để bắt đầu làm việc.Khi nguồn điện được áp dụng, mạch này đặt mọi thứ trong chuyển động, cho phép 7805 bắt đầu điều chỉnh điện áp.

Máy phát điện hiện tại

Trình tạo hiện tại quản lý số lượng dòng chảy bên trong IC.Phần này đảm bảo rằng các thành phần bên trong khác có được lượng dòng điện phù hợp để hoạt động chính xác.Nó giúp IC thích ứng với các tình huống khác nhau, như khi tải trên IC thay đổi, do đó nó có thể tiếp tục mang lại hiệu suất ổn định.

Điện áp tham chiếu (Zener Diode)

Hình 6: Biểu tượng diode Zener

7805 sử dụng diode zener để tạo điện áp tham chiếu ổn định.Điện áp tham chiếu này hoạt động như một hướng dẫn mà IC sử dụng để đảm bảo điện áp đầu ra vẫn ở mức 5V.Diode Zener được chọn vì nó có thể duy trì điện áp nhất quán, giúp IC so sánh và điều chỉnh điện áp đầu ra khi cần thiết.

Bộ khuếch đại lỗi

Bộ khuếch đại lỗi chịu trách nhiệm liên tục kiểm tra điện áp đầu ra.Nó so sánh điện áp đầu ra thực tế với điện áp tham chiếu được đặt bởi diode zener.Nếu điện áp đầu ra không chính xác là 5V, bộ khuếch đại lỗi sẽ gửi tín hiệu để điều chỉnh.Bằng cách này, điện áp đầu ra được điều chỉnh trong thời gian thực, giữ cho nó ổn định trong điều kiện thay đổi.

Yếu tố Pass Series (Transitor)

Phần tử vượt qua loạt, thường là một bóng bán dẫn, điều khiển lượng dòng điện đi đến đầu ra.Nó thay đổi điện trở của nó dựa trên các tín hiệu mà nó nhận được từ bộ khuếch đại lỗi.Nếu điện áp đầu ra bắt đầu vượt quá hoặc dưới 5V, bóng bán dẫn sẽ điều chỉnh dòng điện để đưa nó trở lại mức chính xác.Trong khi làm điều này, bóng bán dẫn cũng giải phóng thêm năng lượng dưới dạng nhiệt, đó là lý do tại sao IC có thể trở nên ấm áp trong quá trình sử dụng.

Mạch bảo vệ nhiệt

Mạch bảo vệ nhiệt giúp ngăn chặn IC quá nóng.Nếu nhiệt độ IC IC tăng quá cao, điều này có thể xảy ra do sử dụng nặng hoặc nhiệt độ bên ngoài cao, mạch này sẽ bước vào để giảm dòng điện hoặc thậm chí tắt IC tạm thời.Tính năng này rất quan trọng để bảo vệ IC và đảm bảo nó không bị hư hại do quá nóng.

Bảo vệ khu vực vận hành an toàn (SOA)

Bảo vệ khu vực vận hành an toàn (SOA) giữ cho 7805 làm việc ngoài giới hạn an toàn của nó.Bảo vệ này đảm bảo IC không được tiếp xúc với quá nhiều điện áp hoặc dòng điện, điều này có thể khiến nó bị hỏng.Nếu có sự cố xảy ra, như ngắn mạch hoặc tăng đột biến trong điện áp đầu vào, sự bảo vệ này sẽ hạn chế hoạt động IC IC để ngăn ngừa thiệt hại.Tính năng này giúp IC tồn tại lâu hơn và hoạt động đáng tin cậy hơn.

Quản lý nhiệt trong IC 7805

Quản lý nhiệt trong bộ điều chỉnh điện áp 7805 có thể là một thách thức.7805 làm giảm điện áp đầu vào cao hơn xuống đầu ra 5V ổn định, nhưng khi điện áp đầu vào cao hơn nhiều so với 5V, điện áp phụ được chuyển thành nhiệt.Ví dụ: nếu đầu vào là 15V và dòng điện là 0,5a, bộ điều chỉnh sẽ tạo ra 5 watt nhiệt.Điều này có thể là quá nhiều nhiệt cho 7805 để xử lý mà không làm mát, có khả năng khiến nó bị quá nóng và thất bại.

Để giảm nhiệt, tốt nhất là giữ cho điện áp đầu vào gần 7V, đây là mức tối thiểu cần thiết cho đầu ra 5V ổn định.Điện áp đầu vào càng gần 7V, năng lượng dư thừa mà bộ điều chỉnh cần chuyển đổi thành nhiệt.Nếu một điện áp đầu vào cao hơn là cần thiết, một tản nhiệt có thể được gắn vào 7805 để giúp làm mát nó bằng cách trải nhiệt trên một diện tích bề mặt lớn hơn.Tản nhiệt càng lớn thì càng tốt trong việc tiêu tan nhiệt và giữ cho bộ điều chỉnh trong phạm vi nhiệt độ an toàn.

Các tính năng của IC điều chỉnh điện áp 7805

Các thành phần bên ngoài tối thiểu

Một trong những điều tốt nhất về IC 7805 là nó cần rất ít phần bổ sung để làm việc.Thông thường, nó chỉ yêu cầu hai tụ nhỏ, một ở phía đầu vào và một ở phía đầu ra.Những tụ điện này giúp giữ cho điện áp ổn định và giảm bất kỳ thay đổi đột ngột hoặc tiếng ồn trong điện.Bởi vì 7805 không cần nhiều phần bổ sung, nó làm cho thiết kế đơn giản hơn và giảm chi phí.Điều này làm cho nó một lựa chọn tuyệt vời cho nhiều dự án.

Phạm vi điện áp đầu vào rộng

7805 có thể hoạt động với một loạt các điện áp đầu vào, từ 7V đến 35V.Điều này có nghĩa là nó có thể xử lý năng lượng từ các nguồn khác nhau, ngay cả khi điện áp cao hơn hoặc thấp hơn dự kiến.Miễn là điện áp đầu vào trong phạm vi này, 7805 sẽ cho đầu ra 5V ổn định.Tính linh hoạt này làm cho nó hữu ích cho nhiều tình huống trong đó công suất đầu vào có thể không phải lúc nào cũng giống nhau.

Năng lực hiện tại

7805 có thể cung cấp tới 1,5A dòng điện, điều này giúp nó hữu ích cho các thiết bị cần một lượng năng lượng vừa phải, chẳng hạn như động cơ hoặc cảm biến nhỏ.Nó có thể cung cấp dòng điện này một cách đáng tin cậy cho các bộ phận điện tử khác nhau, nhưng dòng điện thực tế phụ thuộc vào mức độ nhiệt mà IC tạo ra và điện áp đầu vào.Nếu nó quá nóng hoặc điện áp đầu vào quá thấp, dòng điện có thể giảm.Tuy nhiên, đối với hầu hết các mục đích, 7805 có thể dễ dàng đáp ứng nhu cầu năng lượng của nhiều thiết bị.

Dòng điện dự phòng thấp

Khi 7805 không tích cực cung cấp năng lượng cho thiết bị, nó sử dụng rất ít năng lượng, thường là khoảng 5mA.Điều này có nghĩa là nó không lãng phí nhiều năng lượng, đặc biệt hữu ích trong các thiết bị chạy bằng pin.Vì nó không thoát khỏi năng lượng không cần thiết, nó giúp các hệ thống hiệu quả hơn, đặc biệt là trong các thiết kế trong đó tiết kiệm năng lượng là ưu tiên.

Bảo vệ tích hợp

IC 7805 đi kèm với một số tính năng an toàn bảo vệ cả IC và các thiết bị mà nó cung cấp.Nó có bảo vệ nhiệt, giúp tắt IC nếu nó quá nóng.Nó cũng có một bộ giới hạn hiện tại tích hợp ngăn chặn quá nhiều dòng chảy, bảo vệ mạch khỏi bị hư hại.Cuối cùng, nó có thể xử lý các mạch ngắn mà không bị lỗi, nhờ các biện pháp an toàn nội bộ của nó.Các biện pháp bảo vệ tích hợp này làm cho 7805 trở thành một lựa chọn đáng tin cậy cho nhiều dự án, ngay cả trong môi trường nơi điều kiện năng lượng có thể thay đổi bất ngờ.

Lợi ích của việc sử dụng IC 7805

Dễ sử dụng

Một trong những lợi thế lớn nhất của IC 7805 là cách làm việc đơn giản như thế nào.Bạn chỉ cần một vài thành phần bổ sung, như tụ điện, để ổn định điện áp đầu vào và đầu ra.Điều này giúp bạn dễ dàng thiết lập, ngay cả đối với những người mới bắt đầu trong thiết bị điện tử.Bố cục pin rất dễ hiểu: một pin cho điện áp đầu vào, một cho mặt đất và một cho đầu ra 5V.Sự đơn giản này có nghĩa là bạn có thể nhanh chóng thêm 7805 vào một mạch mà không cần phải điều chỉnh phức tạp hoặc đối phó với bất kỳ thiết lập phức tạp nào.

Tính năng an toàn

IC 7805 bao gồm các tính năng an toàn tích hợp bảo vệ nó khỏi thiệt hại.Một tính năng như vậy là bảo vệ nhiệt, tự động tắt IC nếu quá nóng.Điều này ngăn IC và các bộ phận khác trong mạch bị hỏng.Điều này đặc biệt hữu ích trong các tình huống mà mạch có thể trở nên quá ấm hoặc khi làm mát là một mối quan tâm.Một tính năng hữu ích khác là bảo vệ ngắn mạch.Nếu có một lỗi trong mạch gây ra một thời gian ngắn, 7805 sẽ giới hạn dòng điện chảy qua nó, bảo vệ cả chính nó và phần còn lại của mạch khỏi bị tổn hại.Những biện pháp bảo vệ này làm cho 7805 trở thành một lựa chọn bền và đáng tin cậy cho nhiều dự án điện tử.

Các ứng dụng phổ biến

IC 7805 được sử dụng rộng rãi trong các mạch cần nguồn điện 5V ổn định.Nó thường được tìm thấy trong các thiết bị sử dụng công suất thấp, chẳng hạn như các dự án vi điều khiển, hệ thống nhúng và nhiều loại cảm biến.Nhiều thành phần điện tử, như bộ vi xử lý, màn hình và mô -đun giao tiếp, cần 5V ổn định để hoạt động đúng.IC 7805 cung cấp công suất ổn định này, giúp các thành phần này chạy trơn tru.Bởi vì nó dễ dàng tìm thấy và hoạt động tốt trong một loạt các ứng dụng, IC 7805 được cả các chuyên gia và người có sở thích trong các dự án của họ tin tưởng.

Các ứng dụng của bộ điều chỉnh điện áp 7805

Hình 7: 12V đến 5V cung cấp nguồn USB sử dụng bộ điều chỉnh điện áp 7805

Bộ điều chỉnh điện áp 7805 là một thành phần được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử.Công việc của nó là cung cấp đầu ra 5V ổn định, rất hữu ích cho các mạch cần nguồn điện ổn định.

Chẳng hạn, trong bộ sạc điện thoại di động, 7805 giúp giữ cho điện áp ổn định ở mức 5V, ngay cả khi công suất đến từ ổ cắm tường thay đổi.Điều này rất quan trọng đối với các thiết bị sạc an toàn đòi hỏi một điện áp nhất quán.Tương tự, nó có thể được tìm thấy trong các hệ thống cung cấp năng lượng (UPS) không bị gián đoạn, trong đó nó giúp cung cấp điện áp không đổi cho các mạch không đủ khả năng gián đoạn hoặc giảm điện.

Trong các thiết bị như máy phát điện di động, điện áp của pin có thể dao động khi thoát nước, nhưng 7805 đảm bảo rằng các thành phần bên trong vẫn nhận được 5V ổn định, bảo vệ thiết bị khỏi thiệt hại do thay đổi điện.Các mạch công suất thấp, chẳng hạn như các mạch trong các dự án điện tử nhỏ hoặc thiết bị, cũng dựa vào 7805 để cung cấp điện áp nhất quán.Các mạch này có thể chứa các bộ phận nhạy cảm như vi điều khiển và cảm biến, có thể bị trục trặc hoặc bị hỏng nếu nguồn không ổn định.7805 đảm bảo đầu ra ở mức 5V, bất kể điều gì xảy ra với công suất đầu vào.

Trong một số trường hợp, 7805 có thể được sử dụng trong các mạch cần kiểm soát dòng điện.Mặc dù nó chủ yếu được thiết kế để điều chỉnh điện áp, khi kết hợp với các bộ phận khác như điện trở hoặc bóng bán dẫn, nó cũng có thể giúp điều chỉnh hiện tại.Nó thường được sử dụng trong các điều khiển từ xa hồng ngoại để cung cấp năng lượng ổn định cần thiết để gửi tín hiệu.Các thiết bị thời gian, chẳng hạn như đồng hồ bấm giờ, cũng được hưởng lợi từ 7805. Nó giữ cho các thành phần đồng hồ bên trong hoạt động chính xác, đảm bảo rằng thiết bị đo thời gian chính xác bằng cách cung cấp điện áp nhất quán.

Vai trò của tụ điện trong 7805 Mạch

Hình 8: Mạch điều hòa điện áp với tụ điện

Tụ điện là các thành phần điện tử nhỏ thường được thêm vào các mạch với bộ điều chỉnh điện áp 7805.Chúng giúp làm cho điện áp mượt mà hơn và giảm nhiễu điện không mong muốn.Nếu không có các tụ điện này, đầu ra từ bộ điều chỉnh có thể có những thay đổi nhỏ về điện áp, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các bộ phận được kết nối.

Ở phía đầu vào của 7805, một tụ điện có giá trị 0,33FF thường được sử dụng để lọc bất kỳ nhiễu nào đến từ nguồn điện.Điều này trở nên đặc biệt hữu ích nếu bộ điều chỉnh được đặt cách nguồn điện hơn 10 inch, vì nhiễu điện hoặc gai có thể phổ biến hơn trong khoảng cách dài hơn.Tụ điện hấp thụ các dao động này, đảm bảo điện áp ổn định hơn được cung cấp đến đầu vào của 7805.

Ở phía đầu ra, một tụ điện nhỏ hơn, thường là khoảng 0,1 ,f, được thêm vào để làm mịn hơn điện áp quy định.Mặc dù 7805 thực hiện tốt công việc ổn định điện áp, một số thay đổi nhỏ vẫn có thể xảy ra.Những thay đổi này có thể được gây ra bởi các yếu tố bên ngoài hoặc các phần khác trong mạch.Tụ điện đầu ra giúp lọc các biến thể nhỏ này, đảm bảo rằng điện áp vẫn ổn định nhất có thể ở 5V.Điều này cung cấp nguồn cung cấp năng lượng đáng tin cậy hơn cho các thiết bị nhạy cảm với các thay đổi điện áp, chẳng hạn như vi điều khiển hoặc các thành phần kỹ thuật số khác đòi hỏi sức mạnh nhất quán để hoạt động chính xác.

Phần kết luận

Bộ điều chỉnh điện áp 7805 giúp giữ cho nguồn điện ổn định ở mức 5V, điều này hữu ích cho nhiều dự án điện tử khác nhau.Nó rất dễ sử dụng, có các biện pháp bảo vệ tích hợp và có thể được tìm thấy trong nhiều thiết bị khác nhau, từ các thiết bị nhỏ đến các hệ thống phức tạp hơn.Bằng cách sử dụng 7805, bạn có thể giúp đảm bảo rằng các thiết bị của bạn hoạt động đúng mà không gặp sự cố năng lượng.

Câu hỏi thường gặp [Câu hỏi thường gặp]

1. Có thể xử lý bao nhiêu điện áp 7805?

Bộ điều chỉnh điện áp 7805 có thể xử lý điện áp đầu vào lên tới 35V, nhưng nó an toàn hơn và hoạt động tốt hơn nếu đầu vào vẫn ở trong khoảng từ 7V đến 25V.Nếu điện áp đầu vào quá cao, nó có thể quá nóng hoặc bị hỏng.

2. Điện áp của AC trong 7805 là bao nhiêu?

7805 được thiết kế để điều chỉnh điện áp DC, không phải AC.Bạn cần chuyển đổi AC sang DC trước bằng cách sử dụng một cái gì đó như bộ chỉnh lưu trước khi kết nối nó với 7805.

3. Tôi có thể sử dụng 7805 mà không cần tụ điện không?

Có, về mặt kỹ thuật, bạn có thể sử dụng 7805 mà không có tụ điện, nhưng nó cũng đã giành được công việc.Tụ điện giúp làm mịn điện áp và đảm bảo đầu ra vẫn ổn định.Thông thường, một tụ điện nhỏ được đặt trên đầu vào (0,33 Phaf) và một tụ khác trên đầu ra (0,1 PhaF) để có hiệu suất tốt hơn.

4. Làm thế nào để giảm 12V xuống 5V bằng 7805?

Để đưa 12V xuống 5V, bạn kết nối đầu vào 12V với chân đầu vào 7805, kết nối chân đất với mặt đất và 7805 sẽ cung cấp cho bạn 5V từ chân đầu ra của nó.Don Tiết quên sử dụng các tụ điện để giúp giữ cho điện áp ổn định.

5. Công việc nội bộ của 7805 là gì?

Bên trong 7805, có các bộ phận điện tử nhỏ như bóng bán dẫn, điện trở và điốt tham chiếu hoạt động cùng nhau để giữ điện áp đầu ra ở 5V.Nó thực hiện điều này bằng cách biến điện áp phụ thành nhiệt, do đó, đầu ra vẫn ổn định ngay cả khi điện áp đầu vào hoặc tải thay đổi.