了解7805 IC電壓調節器

簡介

在本教程中，我們將了解最常用的穩壓集成電路之一--7805 穩壓集成電路。穩壓電源對于一些電子設備來說非常重要，因為這些設備采用的半導體材料具有固定的電流和電壓率。如果偏離固定速率，設備可能會損壞。

電池是直流電源的重要來源之一。但是，在敏感的電子電路中使用電池并不是一個好主意，因為隨著時間的推移，電池最終會耗盡并失去其電勢。

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

這時，7805 穩壓器集成電路就派上用場了。它是 78XX 系列線性穩壓器中的一款集成電路，可輸出穩壓的 5V 電壓。

7805 穩壓器簡介

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

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 1.5 A 的電流（帶散熱器）。

具有內部電流限制和熱關斷功能。

只需極少的外部元件即可實現全部功能。

7805 穩壓器集成電路引腳圖

如前所述，7805 是一個三端器件，三個引腳分別為 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 的引腳說明：

7805 的基本電路 

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

根據 7805 集成電路的數據表，7805 作為一個完整的穩壓器所需的基本電路非常簡單。事實上，如果輸入電源是未經穩壓的直流電壓，那么只需要兩個電容器（甚至根據不同的實現方式，這兩個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。只有當穩壓器集成電路與電源濾波器之間的距離較遠時，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，如果使用，則有助于瞬態響應。

在該電路中，VIN 是 7805 IC 的輸入電壓，電源可以是電池或非穩壓直流電。VOUT 是 7805 IC 的輸出，為穩壓 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 穩壓器集成電路的輸入，但我們會遇到一些問題，如電池頻繁放電和電池電壓水平在一段時間內降低。

使用電池的最佳替代方法是從交流電源提供未經調節但經過整流的直流電壓。由于交流電源很容易獲得，我們可以設計一個電路，將交流電源轉換為直流電，并將其作為 7805 穩壓器集成電路的輸入。

電路圖

下圖顯示了從交流電源產生穩壓 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 PN 二極管 - 1N4007） 

1A 保險絲 

1000μF 電容器 

7805 穩壓器 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，來自市電的交流電源首先被轉換成非穩壓直流電，然后再轉換成恒定的穩壓直流電。電路由變壓器、二極管組成的橋式整流器、線性穩壓器 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，交流電源被轉換成非穩壓直流電；在第二部分，非穩壓直流電被轉換成穩壓的 5V 直流電。因此，讓我們以此為出發點開始討論工作原理。

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

變壓器和橋式整流器之間裝有一個 1A 的保險絲。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 電容器進行平滑。

因此，1000μF 電容器的輸出是未經調節的 12V 直流電。這就是 7805 穩壓器集成電路的輸入。然后，7805 IC 將其轉換為穩壓的 5 伏直流電，并在其輸出端輸出。

7805 穩壓器集成電路的要點 

首先要注意的是，輸入電壓應始終大于輸出電壓（至少 2.5V）。

輸入電流和輸出電流幾乎相同。這意味著當輸入 7.5V 1A 電源時，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。