7805 régulateur de tension

Le régulateur de tension 7805 est un composant populaire utilisé pour fournir une sortie 5V stable dans les circuits électroniques, garantissant que les périphériques se déroulent en douceur même lorsque la tension d'entrée change.Cet article explique comment fonctionne le 7805, sa disposition de broches, les pièces internes qui aident à maintenir la tension et les caractéristiques de sécurité qu'il comprend.Nous examinerons également comment il est utilisé dans des appareils comme les chargeurs mobiles et les systèmes qui ont besoin d'une puissance stable pour les petits électroniques.

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Figure 1: régulateur de tension 7805

Introduction aux régulateurs de tension

Un régulateur de tension aide à maintenir la tension de sortie stable, même lorsque la tension d'entrée change ou que la charge électrique varie.Garder la tension stable est très utile pour s'assurer que les appareils électroniques fonctionnent bien et ne sont pas endommagés par les changements de tension.

Figure 2: différents types de régulateurs de tension

Les régulateurs de tension fonctionnent en ajustant le flux de courant pour maintenir la tension de sortie identique, même si la tension d'entrée ou la charge change.Si la tension d'entrée augmente, le régulateur réduit le flux de courant et si la tension d'entrée baisse, elle augmente le flux de courant pour maintenir la tension de sortie correcte.

Dans de nombreux appareils modernes, les régulateurs de tension sont intégrés dans des circuits intégrés (CI), qui sont petits et fiables.Un régulateur IC commun est le 7805, qui fournit une sortie stable + 5V.Ce type de régulateur est souvent utilisé dans des appareils électroniques qui ont besoin d'une alimentation stable, tels que les ordinateurs et les chargeurs de téléphonie mobile.

Qu'est-ce que le régulateur de tension 7805?

Figure 3: régulateur de tension 7805

Le régulateur de tension 7805 est un appareil couramment utilisé qui aide à contrôler et à fournir une sortie 5V stable dans les circuits électroniques.Il appartient à une famille de régulateurs appelée série "78xx", où "xx" fait référence à la tension de sortie.Dans le cas du 7805, il est conçu pour donner un 5V fixe.Ce régulateur peut prendre une tension d'entrée de 7V à 35 V tout en s'assure que la sortie reste à 5 V.

Le 7805 fonctionne en abaissant la tension entrante au 5V requise et en se débarrassant de l'énergie supplémentaire comme chaleur.Il est appelé un régulateur "linéaire" car il ne convertit pas l'énergie supplémentaire efficacement, mais le brûle simplement comme de la chaleur pour faire baisser la tension.Par exemple, si vous fournissez au régulateur 12V, cela réduira la sortie à 5 V et que le reste de l'énergie (la différence entre 12V et 5V) est transformée en chaleur.

Le travail principal du 7805 est de maintenir la tension de sortie stable, même si la tension d'entrée change.Cependant, ce processus crée de la chaleur, surtout lorsque la tension d'entrée est beaucoup plus élevée que 5V ou lorsque le circuit a besoin de plus de courant.Pour gérer cette chaleur, le 7805 a souvent besoin d'un dissipateur de chaleur ou d'une autre méthode de refroidissement.Sans un moyen de le refroidir, le régulateur peut devenir trop chaud, ce qui pourrait affecter son fonctionnement ou le faire arrêter complètement de travailler.

Configuration de la broche du 7805 IC

Figure 4: Configuration de la broche du régulateur de tension 7805

• broche 1 (entrée): C'est là que vous connectez la tension qui n'a pas encore été réglementée.La tension à venir doit être d'au moins 2 V supérieure à la sortie 5V que vous souhaitez.Ainsi, pour obtenir une sortie 5V stable, la tension d'entrée doit être d'au moins 7 V.

• broche 2 (sol): Cette broche se connecte au sol (ou à la tension nulle) de votre circuit.Il sert de point de référence pour les tensions d'entrée et de sortie.

• broche 3 (sortie): C'est de là que vient la sortie régulière 5V.La sortie est généralement comprise entre 4,8 V et 5,2 V, mais elle est censée rester aussi proche de 5V que possible.

Comment fonctionne 7805 IC?

Figure 5: Diagramme de circuit montrant comment fonctionne le régulateur de tension 7805

À l'intérieur du CI, plusieurs pièces fonctionnent ensemble pour maintenir la tension de sortie constante, même s'il y a des modifications de tension d'entrée ou de charge.Voici une explication simple de la façon dont chaque partie du CI fonctionne pour maintenir cette sortie régulière.

Circuit de départ

Le circuit de départ est la première partie à activer lorsque le 7805 est allumé.Son travail consiste à s'assurer que toutes les autres parties internes du CI sont prêtes à commencer à travailler.Une fois la puissance appliquée, ce circuit met tout en mouvement, permettant au 7805 de commencer à réguler la tension.

Générateur actuel

Le générateur actuel gère la quantité de courant qui circule à l'intérieur du CI.Cette pièce garantit que les autres composants internes obtiennent la bonne quantité de courant à fonctionner correctement.Il aide l'IC à s'adapter à différentes situations, comme lorsque la charge sur le CI change, afin qu'il puisse continuer à fournir des performances stables.

Tension de référence (diode Zener)

Figure 6: Symbole de diode Zener

Le 7805 utilise une diode Zener pour créer une tension de référence stable.Cette tension de référence agit comme un guide que le CI utilise pour s'assurer que la tension de sortie reste à 5V.La diode Zener est choisie car elle peut maintenir une tension cohérente, ce qui aide l'IC à comparer et ajuster la tension de sortie au besoin.

Amplificateur d'erreur

L'amplificateur d'erreur est responsable de la vérification constante de la tension de sortie.Il compare la tension de sortie réelle à la tension de référence définie par la diode Zener.Si la tension de sortie n'est pas exactement 5V, l'amplificateur d'erreur envoie un signal pour effectuer des ajustements.De cette façon, la tension de sortie est corrigée en temps réel, ce qui le maintient stable dans des conditions changeantes.

Élément de passe de la série (transistor)

L'élément de passe de la série, généralement un transistor, contrôle la quantité de courant allant à la sortie.Il modifie sa résistance en fonction des signaux qu'il reçoit de l'amplificateur d'erreur.Si la tension de sortie commence à aller au-dessus ou en dessous de 5V, le transistor ajuste le flux de courant pour le ramener au bon niveau.En faisant cela, le transistor libère également de l'énergie supplémentaire sous forme de chaleur, c'est pourquoi le CI peut devenir chaud pendant l'utilisation.

Circuit de protection thermique

Le circuit de protection thermique aide à empêcher le CI de devenir trop chaud.Si la température du CI augmente trop élevée, ce qui peut se produire en raison d'une utilisation intensive ou d'une température externe élevée, ce circuit interviendra pour abaisser le courant ou même arrêter temporairement le CI.Cette fonctionnalité est importante pour protéger le CI et s'assurer qu'elle ne soit pas endommagée de la surchauffe.

Protection des zones d'exploitation sûres (SOA)

La protection de la zone d'exploitation sûre (SOA) empêche le 7805 de fonctionner en dehors de ses limites sûres.Cette protection garantit que le CI n'est pas exposé à trop de tension ou de courant, ce qui pourrait le faire échouer.Si quelque chose ne va pas, comme un court-circuit ou un pic soudain dans la tension d'entrée, cette protection limitera le fonctionnement du CI pour éviter les dommages.Cette fonction aide le CI dure plus longtemps et fonctionne plus de manière fiable.

Gérer la chaleur dans le 7805 IC

La gestion de la chaleur dans le régulateur de tension 7805 peut être un défi.Le 7805 réduit une tension d'entrée plus élevée à une sortie stable de 5 V, mais lorsque la tension d'entrée est beaucoup plus élevée que 5V, la tension supplémentaire est convertie en chaleur.Par exemple, si l'entrée est de 15 V et que le courant est de 0,5 A, le régulateur produira 5 watts de chaleur.Cela peut être trop de chaleur pour que le 7805 se manifeste sans refroidissement, ce qui le fasse surchauffer et l'échec.

Pour réduire la chaleur, il est préférable de maintenir la tension d'entrée près de 7V, ce qui est le minimum requis pour une sortie stable 5 V.Plus la tension d'entrée est proche de 7V, moins l'énergie est excessive que le régulateur doit convertir en chaleur.Si une tension d'entrée plus élevée est nécessaire, un dissipateur thermique peut être fixé au 7805 pour aider à le refroidir en répartissant la chaleur sur une surface plus grande.Plus le dissipateur de chaleur est grand, mieux il sera à dissiper la chaleur et en gardant le régulateur dans une plage de température sûre.

Caractéristiques du régulateur de tension 7805 IC

Composants externes minimaux

L'une des meilleures choses à propos du 7805 IC est qu'elle a besoin de très peu de pièces supplémentaires pour fonctionner.Habituellement, il ne nécessite que deux petits condensateurs, un côté d'entrée et un du côté de la sortie.Ces condensateurs aident à maintenir la tension stable et à réduire tout changement soudain ou bruit dans la puissance.Étant donné que le 7805 n'a pas besoin de nombreuses pièces supplémentaires, il simplifie la conception et réduit le coût.Cela en fait un excellent choix pour de nombreux projets.

Large plage de tension d'entrée

Le 7805 peut fonctionner avec une large gamme de tensions d'entrée, de 7V à 35 V.Cela signifie qu'il peut gérer la puissance à partir de différentes sources, même si la tension est plus élevée ou inférieure à ce que prévu.Tant que la tension d'entrée reste dans cette plage, le 7805 donnera une sortie stable de 5 V.Cette flexibilité le rend utile pour une variété de situations où la puissance d'entrée n'est pas toujours la même.

Capacité actuelle

Le 7805 peut fournir jusqu'à 1,5 A de courant, ce qui le rend utile pour les appareils qui ont besoin d'une quantité modérée de puissance, tels que les petits moteurs ou les capteurs.Il peut fournir de manière fiable ce courant à différentes pièces électroniques, mais le courant réel dépend de la quantité de chaleur que le CI génère et de la tension d'entrée.S'il devient trop chaud ou si la tension d'entrée est trop faible, le courant pourrait être réduit.Pourtant, dans la plupart des fins, le 7805 peut facilement répondre aux besoins de puissance de nombreux appareils.

Courant de secours bas

Lorsque le 7805 ne fournit pas activement une puissance à un appareil, il utilise très peu d'énergie elle-même, généralement autour de 5 mA.Cela signifie qu'il ne gaspille pas beaucoup de puissance, ce qui est particulièrement utile dans les appareils qui fonctionnent sur les batteries.Étant donné qu'il ne draine pas la puissance inutilement, il aide à rendre les systèmes plus efficaces, en particulier dans les conceptions où la sauvegarde de l'énergie est une priorité.

Protections intégrées

Le 7805 IC est livré avec plusieurs fonctionnalités de sécurité qui protègent à la fois l'IC et les appareils qu'il alimente.Il a une protection thermique, ce qui désactive le CI s'il devient trop chaud.Il dispose également d'un limiteur de courant intégré qui empêche le courant de trop de courant, protégeant le circuit des dommages.Enfin, il peut gérer les courts-circuits sans échouer, grâce à ses mesures de sécurité internes.Ces protections intégrées font du 7805 un choix fiable pour de nombreux projets, même dans des environnements où les conditions de puissance peuvent changer de façon inattendue.

Avantages de l'utilisation du 7805 IC

Facile à utiliser

L'un des plus grands avantages du 7805 IC est de savoir à quel point il est simple de travailler.Vous n'avez besoin que de quelques composants supplémentaires, comme des condensateurs, pour stabiliser les tensions d'entrée et de sortie.Cela facilite l'installation, même pour les personnes qui commencent tout juste en électronique.La disposition de la broche est facile à comprendre: une broche pour la tension d'entrée, une pour terre et une pour la sortie 5V.Cette simplicité signifie que vous pouvez rapidement ajouter le 7805 à un circuit sans avoir besoin de faire des ajustements complexes ou de gérer les configurations compliquées.

Caractéristiques de sécurité

Le 7805 IC comprend des caractéristiques de sécurité intégrées qui le protègent contre les dommages.Une telle fonctionnalité est la protection thermique, qui arrête automatiquement le CI s'il devient trop chaud.Cela empêche le CI et les autres pièces du circuit d'être endommagées.Ceci est particulièrement utile dans les situations où le circuit pourrait devenir trop chaud ou où le refroidissement est une préoccupation.Une autre caractéristique utile est la protection de court-circuit.S'il y a un défaut dans le circuit provoquant un court-circuit, le 7805 limitera le courant qui le traversera, protégeant lui-même et le reste du circuit du préjudice.Ces protections font du 7805 un choix durable et fiable pour de nombreux projets électroniques.

Applications communes

Le 7805 IC est largement utilisé dans les circuits qui ont besoin d'une alimentation stable 5V.On le trouve souvent dans les appareils qui utilisent une faible puissance, comme les projets de microcontrôleur, les systèmes intégrés et de nombreux types de capteurs.De nombreux composants électroniques, comme les microprocesseurs, les affichages et les modules de communication, ont besoin d'un 5V stable pour fonctionner correctement.Le 7805 IC fournit cette puissance stable, ce qui aide ces composants à fonctionner en douceur.Parce qu'il est facile à trouver et à bien fonctionner dans un large éventail d'applications, le 7805 IC est fiable par des professionnels et des amateurs de leurs projets.

Applications du régulateur de tension 7805

Figure 7: Alimentation USB 12V à 5V à l'aide d'un régulateur de tension 7805

Le régulateur de tension 7805 est un composant largement utilisé dans de nombreux appareils électroniques.Son travail consiste à fournir une sortie stable 5 V, ce qui est utile pour les circuits qui ont besoin d'une alimentation régulière.

Par exemple, dans les chargeurs de téléphonie mobile, le 7805 aide à maintenir la tension stable à 5V, même si la puissance provenant de la prise murale change.Ceci est important pour les dispositifs de charge en toute sécurité qui nécessitent une tension cohérente.De même, il peut être trouvé dans les systèmes d'alimentation (UPS) sans interruption, où il aide à fournir une tension constante aux circuits qui ne peuvent pas se permettre des interruptions ou des baisses de puissance.

Dans des dispositifs tels que les joueurs de médias portables, la tension de la batterie peut fluctuer au fur et à mesure qu'il s'écoule, mais le 7805 garantit que les composants internes reçoivent toujours un 5 V stable, protégeant l'appareil contre les dommages causés par des changements soudains de puissance.Des circuits à faible puissance, tels que ceux des petits projets électroniques ou des gadgets, comptent également sur le 7805 pour fournir une tension cohérente.Ces circuits peuvent contenir des pièces sensibles comme les microcontrôleurs et les capteurs, ce qui pourrait mal fonctionner ou être endommagé si la puissance n'est pas stable.Le 7805 s'assure que la sortie reste à 5 V, indépendamment de ce qui se passe avec la puissance d'entrée.

Dans certains cas, le 7805 peut être utilisé dans les circuits qui doivent contrôler l'écoulement du courant.Bien qu'il soit principalement conçu pour réguler la tension, lorsqu'il est combiné avec d'autres pièces comme les résistances ou les transistors, il peut également aider à réguler le courant.Il est souvent utilisé dans les télécommandes infrarouges pour fournir la puissance stable nécessaire à l'envoi de signaux.Les dispositifs de synchronisation, tels que les chronomètres, bénéficient également du 7805. Il maintient les composants de l'horloge internes correctement, garantissant que l'appareil mesure le temps avec précision en fournissant une tension cohérente.

Rôle des condensateurs dans 7805 circuits

Figure 8: circuit de régulation de tension avec des condensateurs

Les condensateurs sont de petits composants électroniques qui sont souvent ajoutés aux circuits avec le régulateur de tension 7805.Ils aident à rendre la tension plus lisse et à réduire le bruit électrique indésirable.Sans ces condensateurs, la sortie du régulateur pourrait avoir de petits changements de tension, ce qui pourrait affecter les performances des pièces connectées.

Du côté d'entrée du 7805, un condensateur d'une valeur de 0,33 µF est généralement utilisé pour filtrer tout bruit provenant de la source d'alimentation.Cela devient particulièrement utile si le régulateur est placé à plus de 10 pouces de l'alimentation, car le bruit ou les pointes électriques peuvent être plus courants sur des distances plus longues.Le condensateur absorbe ces fluctuations, garantissant une tension plus stable est délivrée à l'entrée du 7805.

Du côté de la sortie, un condensateur plus petit, généralement autour de 0,1 µF, est ajouté pour lisser davantage la tension régulée.Même si le 7805 fait un bon travail pour stabiliser la tension, certains changements mineurs peuvent encore se produire.Ces changements pourraient être causés par des facteurs externes ou d'autres parties du circuit.Le condensateur de sortie aide à filtrer ces petites variations, garantissant que la tension reste aussi stable que possible à 5V.Cela fournit une alimentation plus fiable pour les appareils sensibles aux changements de tension, tels que les microcontrôleurs ou d'autres composants numériques qui nécessitent une puissance cohérente pour fonctionner correctement.

Conclusion

Le régulateur de tension 7805 aide à maintenir l'alimentation stable à 5V, ce qui le rend utile pour de nombreux projets électroniques différents.Il est facile à utiliser, possède des protections intégrées et peut être trouvée dans une variété d'appareils, des petits gadgets aux systèmes plus complexes.En utilisant le 7805, vous pouvez vous assurer que vos appareils fonctionnent correctement sans problèmes de puissance.

Questions fréquemment posées [FAQ]

1. Quelle tension peut gérer 7805?

Le régulateur de tension 7805 peut gérer une tension d'entrée allant jusqu'à 35 V, mais elle est plus sûre et fonctionne mieux si l'entrée reste entre 7 V et 25V.Si la tension d'entrée est trop élevée, elle peut surchauffer ou être endommagée.

2. Quelle est la tension d'AC en 7805?

Le 7805 est conçu pour réguler la tension CC, pas AC.Vous devez d'abord convertir AC en DC en utilisant quelque chose comme un redresseur avant de le connecter au 7805.

3. Puis-je utiliser 7805 sans condensateur?

Oui, vous pouvez techniquement utiliser le 7805 sans condensateurs, mais cela ne fonctionnera pas aussi.Les condensateurs aident à lisser la tension et à s'assurer que la sortie reste stable.Habituellement, un petit condensateur est placé sur l'entrée (0,33 µF) et un autre sur la sortie (0,1 µF) pour de meilleures performances.

4. Comment réduire 12V à 5V en utilisant 7805?

Pour ramener 12V à 5V, vous connectez l'entrée 12V à la broche d'entrée du 7805, connectez la broche de terre au sol, et le 7805 vous donnera 5 V à partir de sa broche de sortie.N'oubliez pas d'utiliser des condensateurs pour aider à maintenir la tension stable.

5. Quel est le travail interne de 7805?

À l'intérieur du 7805, il existe de petites pièces électroniques comme les transistors, les résistances et les diodes de référence qui fonctionnent ensemble pour maintenir la tension de sortie à 5V.Il le fait en transformant la tension supplémentaire en chaleur, de sorte que la sortie reste stable même si la tension d'entrée ou la charge change.