Fontes e reguladores
Fonte nominal de 9 V para 5 V com ST L7805CV, capacitores de desacoplamento de entrada/saída, diodo de descarga e indicador LED. Inclui especificações condicionais e cálculos térmicos.
Visão geral do circuito
Clique em qualquer componente no esquema para ver seus parâmetros elétricos e função no circuito.
Este circuito usa STMicroelectronics L7805CV em TO-220. Os valores vêm do datasheet ST L78 DS0422 Rev 38 (fevereiro de 2025), não das versões onsemi ou TI da família 7805. A página vinculada do componente LM7805 é uma referência da família; para U1 use os limites ST apresentados aqui. O desenho adapta a aplicação de saída fixa da figura 8 (página 22), acrescentando reserva de carga, um ramo LED e um caminho opcional de descarga da saída para a entrada.
A entrada ilustrada é 9 V DC e a saída é nominalmente 5 V. A tabela 10 (página 13) especifica 4,75–5,25 V com VIN=7–18 V, IOUT=5 mA–1 A e TJ=0–125 °C; a linha mais estreita de 4,8–5,2 V aplica-se com TJ=25 °C nas condições da tabela. São especificações do CI, não uma corrente contínua testada para este conjunto. A corrente disponível depende de temperatura, tensão de entrada, layout e refrigeração.
C2=330 nF e C3=100 nF seguem os valores de desacoplamento de entrada/saída da figura 8. A ST exige desacoplamento de entrada quando o regulador está longe do filtro de alimentação; o capacitor de saída melhora a resposta transitória e não é necessário para estabilidade. C1=10 µF e C4=100 µF fornecem reserva local adicional. Mantenha conexões curtas e verifique os capacitores escolhidos sob polarização e temperatura.
D1 é um Vishay 1N4007 em DO-41, com ânodo em VOUT e cátodo em VIN. É um caminho adicional de descarga, não proteção contra polaridade de entrada invertida. A figura 27 da ST (página 29) trata de descarga reversa destrutiva em cargas de alta capacitância acima de 6 V; não demonstra que este circuito de 5 V/100 µF sempre precise de D1 ou falhe sem ele. Verifique a energia de descarga e a capacidade da fonte de entrada de aceitar corrente devolvida. As especificações D1 vêm separadamente de Vishay 88503: https://www.vishay.com/docs/88503/1n4001.pdf .
R1=330 Ω limita a corrente de um LED verde genérico. O LED indica presença de tensão; não verifica precisão de saída nem temporização power-good. Não se afirma teste físico em bancada, qualificação para transientes automotivos nem corrente nominal completa do conjunto.
| Alimentação ilustrada | Entrada nominal de 9 V DC; saída nominal de 5 V; sem medição em bancada |
|---|---|
| Tensão de saída regulada | 4,75–5,25 V com VIN=7–18 V, IOUT=5 mA–1 A, TJ=0–125 °C (ST, tabela 10) |
| Corrente de carga do conjunto | Não estabelecida; calcule temperatura e refrigeração para a carga prevista |
| Queda mínima de tensão (dropout) | 2 V típicos com IOUT=1 A, TJ=25 °C (ST, tabela 10) |
| Corrente de terra | Máximo de 8 mA com TJ=25 °C nas condições da tabela 10 da ST |
| Faixa operacional de temperatura de junção U1 | 0–125 °C para L7805C (ST, tabela 1) |
| Limite absoluto de tensão de entrada U1 | 35 V (ST, tabela 1); não é uma especificação operacional do conjunto |
P_VIN fornece 9 V DC nominais ao pino 1 de U1. C1 e C2 conectam-se à rede comum de terra. U1 regula o pino 3 em relação ao pino 2 (GND); a aba TO-220 também é terra. O regulador dissipa a diferença de tensão entre entrada e saída como calor.
C3 e C4 conectam-se de VOUT a GND. R1 e LED1 formam um ramo série separado. Inclua a corrente LED na corrente total de saída do regulador. A tabela 10 especifica carga mínima de 5 mA para regulação; não presuma que um ramo LED genérico garanta esse mínimo em todas as condições.
O dropout de 2 V é típico com IOUT=1 A e TJ=25 °C, não uma margem universal garantida. Use as condições de tensão, carga e temperatura da tabela 10 e considere ondulação e perdas na fiação. Uma fonte nominal de 6 V está fora dessa especificação de tensão de saída.
Estime a dissipação com a corrente total de saída, incluindo o indicador:
PD ≈ (VIN-VOUT) IOUT+VIN IGPara o exemplo VIN=9 V, VOUT=5 V, IOUT=0,1 A e IG assumido de 0,008 A, PD≈0,472 W. Os 8 mA são o máximo da tabela 10 com TJ=25 °C, não um máximo garantido em todas as temperaturas. Com RthJA=50 °C/W do TO-220 no datasheet e TA assumida de 25 °C, a estimativa simples é TJ≈48,6 °C. A montagem real altera a resistência térmica; valide o conjunto final. O desligamento térmico é proteção, não um ponto de projeto especificado de 150 °C.
D1 normalmente bloqueia porque VIN excede VOUT. Se VIN cair abaixo da saída carregada, D1 pode conduzir de volta à entrada. Não limita sozinho o surto de corrente do capacitor. Avalie falhas de entrada, impedância de descarga e capacidade de pulso do diodo para a fonte prevista.
Estimativa ilustrativa em DC; IOUT total inclui o ramo LED. IG=8 mA é o máximo ST com TJ=25 °C, usado aqui como hipótese.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| VIN | Tensão de entrada ilustrativa | 9V |
| VOUT | Tensão nominal de saída | 5V |
| IOUT | Corrente total de saída ilustrativa | 0.1A |
| IG | Corrente de terra assumida | 0.008A |
Estimativa de primeira ordem para a montagem assumida; 48,6 °C é calculado, não medido. Verifique a placa e a refrigeração reais.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| TA | Temperatura ambiente assumida | 25°C |
| PD | Dissipação calculada | 0.472W |
| θJA | Resistência térmica junção-ambiente ST TO-220 | 50°C/W |
VF depende do LED escolhido e da corrente de operação; não se afirma uma corrente LED exata.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| VOUT | Tensão nominal de saída | 5V |
| VF | Tensão direta do LED escolhido | —V |
| R1 | Resistência em série | 330Ω |
Todas as peças necessárias para montar este circuito. Selecione uma referência para inspecioná-la no esquema.
| Ref. | Componente | Valor | Encapsulamento | Função no circuito | Referência |
|---|---|---|---|---|---|
| Regulador STMicroelectronics L7805CV ST DS0422 Rev 38; pinos 1 IN, 2 GND, 3 OUT; aba GND. A página da família usa outro fabricante de referência. | L7805CV | TO-220-3 | Regulação fixa de 5 V | Regulador STMicroelectronics L7805CV: pinagem e folha de dados | |
| Retificador de silício Vishay Vishay 88503: IF(AV)=1 A com TA=75 °C, terminais de 9,5 mm; IFSM=30 A com TA=25 °C, meia onda senoidal não repetitiva de 8,3 ms sobreposta à carga nominal. Verifique a descarga real. | 1N4007 | DO-41 | Caminho adicional de descarga da saída para a entrada | — | |
| Capacitor genérico de reserva de entrada Observe a polaridade; componente genérico, selecione footprint e capacidade de corrente de ondulação para o conjunto. | 10µF / 25V | Radial electrolytic | Reserva local de carga de entrada | — | |
| Capacitor cerâmico genérico de desacoplamento de entrada X7R; conexões curtas ao pino 1 e GND. Valor da figura 8. | 330nF / 50V | 0805 | Desacoplamento de entrada | — | |
| Capacitor cerâmico genérico de desacoplamento de saída X7R; segundo a figura 8, o capacitor de saída melhora a resposta transitória e não é necessário para estabilidade. | 100nF / 25V | 0805 | Desacoplamento de transientes de saída | — | |
| Capacitor genérico de reserva de saída Observe a polaridade; adaptação adicional, avalie descarga e transientes de carga. | 100µF / 16V | Radial electrolytic | Reserva local de carga de saída | — | |
| Resistor série genérico do LED Selecione tolerância e verifique dissipação com o LED escolhido; não se afirma uma corrente exata. | 330Ω / 0.25W | Axial | Limitação de corrente LED | — | |
| LED indicador verde genérico Selecione um LED específico com valores adequados de corrente e tensão direta; não é um monitor power-good. | Green LED | Through-hole | Indicação de tensão de saída | — |
Armadilhas encontradas em montagens reais, com a solução de cada uma.
A corrente anunciada para a família de CIs não estabelece a corrente contínua do conjunto. Uma tensão de entrada maior aumenta a dissipação.
Calcule PD e TJ com ambiente, montagem e dissipador reais. Mantenha L7805C na faixa de junção de 0–125 °C; não dependa do desligamento térmico na operação normal.
Somar um dropout típico de 2 V a 5 V não garante regulação em todas as cargas e temperaturas. A ondulação pode reduzir a tensão de entrada instantânea.
Use as condições da tabela 10 da ST e verifique a menor tensão de entrada com a carga real. Os 9 V ilustrados são um ponto nominal de projeto, não uma faixa medida.
D1 devolve a carga da saída para VIN. Não protege contra polaridade invertida, não limita surtos de entrada nem garante descarga segura para qualquer fonte.
Verifique a polaridade D1 (ânodo VOUT, cátodo VIN), a energia de descarga e a tolerância da fonte à corrente reversa. A figura 27 da ST trata explicitamente de saídas com alta capacitância acima de 6 V; aqui D1 é uma adaptação adicional.
Um LED aceso não comprova uma saída regulada de 5 V. A tensão direta de um LED genérico não estabelece uma corrente de carga garantida.
Verifique pelo menos os 5 mA de carga especificados ao usar os limites de regulação da tabela 10. Selecione LED1 e R1 conforme suas capacidades de corrente/potência e inclua a corrente do indicador em IOUT.
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