Як працює регулятор напруги LM7805?
Відповіді:
Регулятори напруги досягають "жорсткості" за допомогою контуру управління зворотним зв'язком, де "жорсткість" означає, що велика зміна струму навантаження викликає невелику зміну напруги.
Як комутаційні, так і лінійні регулятори включають контур управління (історично аналоговий ... деякі нові комутатори використовують цифрові петлі управління) для регулювання певного параметра ланцюга, щоб вихідна напруга залишалася постійною за наявності змін струму навантаження та змін напруги вхідної напруги. .
У лінійному регуляторі параметром ланцюга є ланцюг приводу транзистора (який виробляє базовий струм для транзистора потужності NPN / PNP, напруга затвора для MOSFET).
У регуляторі комутації параметром ланцюга є робочий цикл перемикаючого елемента.
Тож дійсно є дві сфери, які вам потрібно зрозуміти, якщо ви хочете дізнатися деталі роботи регуляторів:
- топологічне проектування (досягнення необхідних меж струму / напруги / тощо)
- настройка петлі управління + стабільність
Регулятори напруги мають транзистор, який в контурі керування може проводити більше або менше, відповідно до попиту, тому це трохи схоже на змінний резистор.
Ця схема показує основний принцип, на якому будується більшість лінійних регуляторів:
Зенеровий діод - це версія 6,2 В, тому для того, щоб проводити Q1, для вузла з позначкою "зворотній зв'язок" потрібно близько 6,8 В R1 + R2 розділити вихідну напругу на 2, так що це робить вихід 13,6 В.
Якщо напруга на виході зростатиме, Q1 почне проводити і тягне основу Q2 вниз, так що Q2 подає менший струм на вихід і його напруга знову зменшується.
Якщо вихідна напруга піде нижче встановленої напруги 13,6 В, Q1 вимикається і через R3 вхідна напруга подасть Q2 достатній струм, щоб вихідна напруга знову зростала.
Тож Q1 переконається, що вихід залишається на рівні 13,6 В.
Це дуже основна установка, а стабільність і регулювання лінії не є оптимальними. Вбудовані регулятори напруги додадуть додаткові компоненти для підвищення (температурної) стабільності, обмеження струму та захисту від перегріву.
Це відмінний спосіб зрозуміти теорію. Лінійний регулятор буде використовувати транзистор для зменшення напруги в якості вбудованого резистора (транзистор можна моделювати як змінний опір), при цьому зворотний зв'язок змінює його опір для отримання дуже надійної вихідної напруги. Цей метод дуже низький, але в цілому неефективний.
Сторінка вікіпедії не є наполовиною поганою, щоб дізнатися про них. Комутаційні регулятори використовують метод, який може бути не більш як зарядний насос, скориставшись індукторами, що змінюють напругу, щоб підштовхнути постійний струм.
По суті, так. Існує прохідний транзистор, який змінюється в опорі, так що вихідна напруга залишається постійною. Це як змінний резистор, проте не потенціометр:
(джерело: techitoutuk.com )
Величина опору контролюється підсилювачем зворотного зв'язку. Він регулює опір таким чином, щоб напруга на виході була постійною, незалежно від змін напруги джерела чи опору навантаження.
Чи допомагає ця спрощена схема?
імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab
Специфіка внутрішніх справ, в основному, вищезазначена і опублікована в аркушах даних. Якщо ви не можете розпізнати загальні схеми в реальній схемі 7805 і розібратися в деталях складної внутрішньої схеми, то, боюся, детально тут не дуже складно.
В інших відповідях та коментарях вже є численні посилання, які, мабуть, допоможуть вам добре подорожувати.
Bitrex дав опис внутрішньої функції LM7805. Я думаю, що це далеко від реальності. Якщо хтось дізнається, як це працює, рекомендую прочитати http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snva512&fileType=pdf від Роберта Відлара. І ви знайдете Довідник напруги в зеленому полі, визначте червоне поле як пусковий ланцюг і термічне відключення, Здіоде у фіолетовій коробці як захист SOA тощо. З повагою KPK