Zasilanie i regulatory
Zasilacz nominalnie 9 V → 5 V z ST L7805CV, kondensatorami odsprzęgającymi wejście/wyjście, diodą rozładowującą i wskaźnikiem LED. Zawiera parametry z warunkami i obliczenia cieplne.
Przegląd układu
Kliknij dowolny element na schemacie powyżej, aby zobaczyć jego parametry elektryczne i rolę w układzie.
Układ wykorzystuje STMicroelectronics L7805CV w TO-220. Wartości pochodzą z noty ST L78 DS0422 Rev 38 (luty 2025), nie z wersji rodziny 7805 firm onsemi lub TI. Powiązana strona komponentu LM7805 jest odniesieniem dla rodziny; dla U1 stosuj podane tutaj granice ST. Rysunek adaptuje aplikację o stałym wyjściu z rysunku 8 (strona 22), dodając magazynowanie ładunku, gałąź LED i opcjonalną drogę rozładowania z wyjścia do wejścia.
Pokazane wejście to 9 V DC, a wyjście nominalnie 5 V. Tabela 10 (strona 13) określa 4,75–5,25 V przy VIN=7–18 V, IOUT=5 mA–1 A i TJ=0–125 °C; węższy wiersz 4,8–5,2 V obowiązuje przy TJ=25 °C w warunkach tabeli. To parametry układu scalonego, nie przetestowany prąd ciągły całego układu. Dostępny prąd zależy od temperatury, napięcia wejściowego, układu ścieżek i chłodzenia.
C2=330 nF i C3=100 nF odpowiadają wartościom odsprzęgania wejścia/wyjścia z rysunku 8. ST wymaga odsprzęgania wejścia, gdy stabilizator jest daleko od filtra zasilania; kondensator wyjściowy poprawia odpowiedź przejściową i nie jest wymagany do stabilności. C1=10 µF i C4=100 µF zapewniają dodatkowy lokalny zapas ładunku. Stosuj krótkie połączenia i sprawdź wybrane kondensatory pod napięciem oraz w temperaturze pracy.
D1 to Vishay 1N4007 w DO-41, z anodą do VOUT i katodą do VIN. Jest dodatkową drogą rozładowania, nie ochroną przed odwrotną polaryzacją wejścia. Rysunek 27 ST (strona 29) omawia niszczące rozładowanie wsteczne dla obciążeń o dużej pojemności powyżej 6 V; nie dowodzi, że ten układ 5 V/100 µF zawsze wymaga D1 albo bez niej ulegnie awarii. Sprawdź energię rozładowania i zdolność źródła wejściowego do przyjmowania prądu zwrotnego. Parametry D1 pochodzą osobno z Vishay 88503: https://www.vishay.com/docs/88503/1n4001.pdf .
R1=330 Ω ogranicza prąd ogólnej zielonej LED. LED wskazuje obecność napięcia; nie sprawdza dokładności wyjścia ani czasów power-good. Nie deklaruje się fizycznych testów stanowiskowych, kwalifikacji do samochodowych stanów przejściowych ani pełnego znamionowego prądu całego układu.
| Pokazane zasilanie | Nominalnie 9 V DC na wejściu i 5 V na wyjściu; bez pomiarów stanowiskowych |
|---|---|
| Stabilizowane napięcie wyjściowe | 4,75–5,25 V przy VIN=7–18 V, IOUT=5 mA–1 A, TJ=0–125 °C (ST, tabela 10) |
| Prąd obciążenia całego układu | Nieustalony; oblicz temperaturę i chłodzenie dla planowanego obciążenia |
| Minimalny spadek napięcia (dropout) | Typowo 2 V przy IOUT=1 A, TJ=25 °C (ST, tabela 10) |
| Prąd pinu masy | Maksymalnie 8 mA przy TJ=25 °C i warunkach tabeli 10 ST |
| Zakres roboczy temperatury złącza U1 | 0–125 °C dla L7805C (ST, tabela 1) |
| Bezwzględna granica napięcia wejściowego U1 | 35 V (ST, tabela 1); nie jest to parametr pracy całego układu |
P_VIN podaje nominalnie 9 V DC na pin 1 U1. C1 i C2 są połączone ze wspólną siecią masy. U1 stabilizuje pin 3 względem pinu 2 (GND); blaszka TO-220 również jest masą. Stabilizator rozprasza różnicę napięć wejścia i wyjścia jako ciepło.
C3 i C4 są połączone między VOUT a GND. R1 i LED1 tworzą osobną gałąź szeregową. Uwzględnij prąd LED w całkowitym prądzie wyjściowym stabilizatora. Tabela 10 określa minimalne obciążenie 5 mA dla stabilizacji; nie zakładaj, że ogólna gałąź LED zapewnia to minimum w każdych warunkach.
Dropout 2 V jest typowy przy IOUT=1 A i TJ=25 °C, nie jest uniwersalnym gwarantowanym zapasem. Stosuj warunki napięcia, obciążenia i temperatury tabeli 10 oraz uwzględnij tętnienia i straty w przewodach. Nominalne źródło 6 V jest poza tą specyfikacją napięcia wyjściowego.
Oszacuj straty mocy przy całkowitym prądzie wyjściowym, wraz ze wskaźnikiem:
PD ≈ (VIN-VOUT) IOUT+VIN IGDla przykładowych VIN=9 V, VOUT=5 V, IOUT=0,1 A i założonego IG=0,008 A otrzymujemy PD≈0,472 W. Wartość 8 mA jest maksimum tabeli 10 przy TJ=25 °C, nie gwarantowanym maksimum we wszystkich temperaturach. Dla katalogowego TO-220 RthJA=50 °C/W i założonego TA=25 °C proste oszacowanie daje TJ≈48,6 °C. Rzeczywisty montaż zmienia rezystancję cieplną; sprawdź gotowy układ. Wyłączenie termiczne jest zabezpieczeniem, nie określonym punktem projektu 150 °C.
D1 zwykle blokuje, ponieważ VIN jest większe od VOUT. Jeśli VIN spadnie poniżej naładowanego wyjścia, D1 może przewodzić z powrotem do wejścia. Sam nie ogranicza impulsu prądu kondensatora. Dla planowanego źródła oceń awarie wejścia, impedancję drogi rozładowania i zdolność impulsową diody.
Przykładowe oszacowanie DC; całkowity IOUT obejmuje gałąź LED. IG=8 mA to maksimum ST przy TJ=25 °C, przyjęte tutaj jako założenie.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| VIN | Przykładowe napięcie wejściowe | 9V |
| VOUT | Nominalne napięcie wyjściowe | 5V |
| IOUT | Przykładowy całkowity prąd wyjściowy | 0.1A |
| IG | Założony prąd pinu masy | 0.008A |
Oszacowanie pierwszego rzędu dla założonego montażu; 48,6 °C to wynik obliczeń, nie pomiaru. Sprawdź rzeczywistą płytkę i chłodzenie.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| TA | Założona temperatura otoczenia | 25°C |
| PD | Obliczone straty mocy | 0.472W |
| θJA | Rezystancja cieplna złącze–otoczenie ST TO-220 | 50°C/W |
VF zależy od wybranej LED i prądu pracy; nie deklaruje się dokładnego prądu LED.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| VOUT | Nominalne napięcie wyjściowe | 5V |
| VF | Napięcie przewodzenia wybranej LED | —V |
| R1 | Rezystancja szeregowa | 330Ω |
Wszystkie elementy potrzebne do zbudowania tego układu. Wybierz oznaczenie, aby obejrzeć element na schemacie.
| Oznacz. | Komponent | Wartość | Obudowa | Rola w układzie | Dokumentacja |
|---|---|---|---|---|---|
| Stabilizator STMicroelectronics L7805CV ST DS0422 Rev 38; piny 1 IN, 2 GND, 3 OUT; blaszka GND. Strona rodziny opiera się na innym producencie. | L7805CV | TO-220-3 | Stabilizacja stałego napięcia 5 V | Stabilizator STMicroelectronics L7805CV: pinout i nota katalogowa | |
| Prostownik krzemowy Vishay Vishay 88503: IF(AV)=1 A przy TA=75 °C, długość wyprowadzeń 9,5 mm; IFSM=30 A przy TA=25 °C, niepowtarzalny impuls półsinusoidalny 8,3 ms nałożony na obciążenie znamionowe. Sprawdź rzeczywiste rozładowanie. | 1N4007 | DO-41 | Dodatkowa droga rozładowania z wyjścia do wejścia | — | |
| Ogólny kondensator magazynujący wejścia Zachowaj polaryzację; element ogólny, dobierz footprint i dopuszczalny prąd tętnień do całego układu. | 10µF / 25V | Radial electrolytic | Lokalne magazynowanie ładunku na wejściu | — | |
| Ogólny ceramiczny kondensator odsprzęgający wejście X7R; krótkie połączenia z pinem 1 i GND. Wartość z rysunku 8. | 330nF / 50V | 0805 | Odsprzęganie wejścia | — | |
| Ogólny ceramiczny kondensator odsprzęgający wyjście X7R; według rysunku 8 kondensator wyjściowy poprawia odpowiedź przejściową, ale nie jest wymagany do stabilności. | 100nF / 25V | 0805 | Odsprzęganie stanów przejściowych wyjścia | — | |
| Ogólny kondensator magazynujący wyjścia Zachowaj polaryzację; dodatkowa adaptacja, oceń rozładowanie i stany przejściowe obciążenia. | 100µF / 16V | Radial electrolytic | Lokalne magazynowanie ładunku na wyjściu | — | |
| Ogólny rezystor szeregowy LED Dobierz tolerancję i sprawdź straty mocy z wybraną LED; nie deklaruje się dokładnego prądu. | 330Ω / 0.25W | Axial | Ograniczanie prądu LED | — | |
| Ogólna zielona dioda wskaźnikowa LED Wybierz konkretną LED o odpowiednim prądzie i napięciu przewodzenia; nie jest to monitor power-good. | Green LED | Through-hole | Wskazanie napięcia wyjściowego | — |
Pułapki spotykane przy prawdziwym montażu wraz z rozwiązaniem każdej z nich.
Prąd podawany dla rodziny układów scalonych nie określa prądu ciągłego całego układu. Wyższe napięcie wejściowe zwiększa straty mocy.
Oblicz PD i TJ dla rzeczywistego otoczenia, montażu i radiatora. Utrzymuj L7805C w roboczym zakresie temperatury złącza 0–125 °C; nie polegaj na wyłączeniu termicznym podczas normalnej pracy.
Dodanie typowego dropout 2 V do 5 V nie gwarantuje stabilizacji przy wszystkich obciążeniach i temperaturach. Tętnienia mogą obniżać chwilowe napięcie wejściowe.
Stosuj warunki tabeli 10 ST i sprawdź najniższe napięcie wejściowe przy rzeczywistym obciążeniu. Pokazane 9 V to nominalny punkt projektu, nie zmierzony zakres pracy.
D1 zwraca ładunek wyjścia do VIN. Nie chroni przed odwrotną polaryzacją zasilania, nie ogranicza przepięć wejściowych i nie gwarantuje bezpiecznego rozładowania do każdego źródła.
Sprawdź polaryzację D1 (anoda VOUT, katoda VIN), energię rozładowania i dopuszczalny prąd zwrotny źródła. Rysunek 27 ST dotyczy wyraźnie wyjść o dużej pojemności i napięciu powyżej 6 V; tutaj D1 jest dodatkową adaptacją.
Świecąca LED nie dowodzi stabilizacji wyjścia na 5 V. Napięcie przewodzenia ogólnej LED nie określa gwarantowanego prądu obciążenia.
Przy korzystaniu z granic stabilizacji tabeli 10 zapewnij co najmniej wymagane 5 mA obciążenia. Dobierz LED1 i R1 do dopuszczalnego prądu/mocy i uwzględnij prąd wskaźnika w IOUT.
Zbudowałeś, zasymulowałeś lub przejrzałeś ten obwód? Potwierdź go albo zgłoś błędną część, wartość lub połączenie.
Otwiera publiczny formularz na GitHubie z już wpisaną tą stroną; potrzebne jest bezpłatne konto GitHub. Jak działają zgłoszenia i potwierdzenia
Stabilizator nadążny ±15 V, 1 A z noty katalogowej TI LM79xx: LM7915 dostrojony do dokładnie −15 V i LM7815, którego wyprowadzeniem masy steruje wzmacniacz operacyjny LM307, dzięki czemu szyna dodatnia odwzorowuje ujemną.
Wysokowydajny impulsowy regulator obniżający 150 kHz dostarczający stabilizowane napięcie 5V przy obciążeniu ciągłym do 3A z zasilania 7V–40V DC przy minimalnej liczbie komponentów zewnętrznych.
Układ regulacji napięcia stałego z TI LM317KCS i nominalnym wejściem 12V. Obliczone nastawy do 9V zachowują zalecany zapas 3V; dopuszczalny prąd wymaga analizy obciążenia i bilansu cieplnego.