전압 조정기 7805

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필드: 기본 전기학

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모든 전압 소스는 회로의 변동으로 인해 고정된 출력을 제공할 수 없습니다. 일정하고 안정적인 출력을 얻기 위해 전압 조정기가 구현됩니다. 통합 회로는 전압의 조절에 사용되며 이를 전압 조정기 IC라고 합니다. 여기서는 IC 7805에 대해 논의할 수 있습니다.

전압 조정기 IC 7805는 실제로 78xx 시리즈의 전압 조정기 IC 중 하나입니다. 이는 고정형 선형 전압 조정기입니다. 78xx에서 xx는 특정 IC가 제공하는 고정 출력 전압 값을 나타냅니다. 7805 IC의 경우 +5V DC 정규화 전원 공급입니다. 이 조정기 IC는 히트 싱크를 위한 프로비저닝도 추가합니다. 이 전압 조정기에 대한 입력 전압은 최대 35V까지 가능하며, 이 IC는 35V 이하의 모든 입력 값에 대해 일정한 5V를 제공할 수 있습니다. 이것이 임계값입니다.

PIN 1-INPUT
이 핀의 기능은 입력 전압을 제공하는 것입니다. 범위는 7V부터 35V까지여야 합니다. 우리는 이 핀에 규제되지 않은 전압을 적용하여 규제합니다. 7.2V 입력의 경우, 핀은 최대 효율성을 달성합니다.

PIN 2-GROUND
우리는 이 핀에 지면을 연결합니다. 출력과 입력 모두에 대해 이 핀은 동일하게 중립적(0V)입니다.

PIN 3-OUTPUT
이 핀은 규제된 출력을 가져오는 데 사용됩니다. 이는

IC 7805의 열 방출

IC 7805 전압 조정기에서 많은 에너지가 열 형태로 소모됩니다. 입력 전압과 출력 전압의 차이가 열로 발생합니다. 따라서 입력 전압과 출력 전압의 차이가 클수록 더 많은 열이 발생합니다. 히트 싱크 없이는 이러한 과도한 열이 고장의 원인이 됩니다.

입력 전압과 출력 전압 사이의 최소한의 용인 가능한 차이를 드롭아웃 전압이라고 합니다. 출력 전압을 적절한 수준으로 유지하기 위해서는 입력 전압을 출력 전압보다 2~3V 정도 높게 유지하거나, 적절한 히트 싱크를 설치하여 과도한 열을 방출해야 합니다. 히트 싱크 크기를 올바르게 계산해야 합니다. 다음 공식은 이를 계산하는 아이디어를 제공합니다.

이제 이 조정기에서 생성된 열과 입력 전압 값 간의 관계를 다음 두 예를 통해 분석할 수 있습니다.

입력 전압 16V이고 필요한 출력 전류가 0.5A인 시스템을 가정합니다.
따라서 발생한 열
따라서 5.5W의 열 에너지가 낭비되고 실제 사용된 에너지는
거의 두 배의 에너지가 열로 낭비되었습니다.
다음으로, 입력이 9V와 같이 낮은 경우를 고려해볼 수 있습니다.
이 경우, 발생한 열
이로부터, 높은 입력 전압에서는 이 조정기 IC가 매우 비효율적이 될 것임을 결론 내릴 수 있습니다. 더 자세히 알아보려면, 저희는 다양한 무료 디지털 전자공학 MCQ 질문을 제공합니다.

7805 전압 조정기의 내부 블록 다이어그램

IC 7805의 내부 블록 다이어그램은 아래 그림에 표시되어 있습니다:

internal block diagram of 7805 voltage regulator

블록 다이어그램은 오류 증폭기, 직렬 패스 요소, 전류 발생기, 참조 전압, 전류 발생기, 시작 회로, SOA 보호 및 열 보호로 구성됩니다.

여기서 작동 증폭기는 오류 증폭기로 작동합니다. 제너 다이오드는 참조 전압을 제공하는 데 사용됩니다. 아래에 표시되어 있습니다.
voltage regulator
트랜지스터는 여기서 직렬 패스 요소입니다. 이는 열 형태로 추가 에너지를 소모하는 데 사용됩니다. 이는 입력과 출력 사이의 전류를 제어하여 출력 전압을 제어합니다. SOA는 안전 운용 영역을 의미합니다. 이는 장비가 자체 손상 없이 작동할 것으로 예상되는 전압 및 전류 조건입니다. 여기서 SOA 보호를 위해, 병렬 저항과 보조 트랜지스터가 함께 구현된 양극성 트랜지스터가 사용됩니다. 고전압 공급 시 열 보호를 위해 히트 싱크가 구현됩니다.

규제 전원 공급 회로

전압 조정기 7805와 다른 구성요소들은 다음과 같이 회로에 배열됩니다.
voltage regulator 7805 circuit
구성요소들이 IC7805에 연결되는 목적은 아래에 설명되어 있습니다.
C1– 이는 바이패스 커패시터로, 매우 작은 스파이크를 지면으로 우회합니다.
C2와 C3– 이들은 필터 커패시터입니다. C2는 회로에 주어진 입력 전압의 느린 변화를 안정적인 형태로 만듭니다. C3는 회로에서 조정기의 출력 전압의 느린 변화를 안정적인 형태로 만듭니다. 이러한 커패시터의 값이 증가할수록 안정성이 확대됩니다. 그러나 이러한 커패시터들만으로는 입력 및 출력 전압의 매우 미세한 변화를 필터링할 수 없습니다.
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