目前流行的 3 端子固定穩(wěn)壓器采用 IC 7805、IC 7809、IC 7812、IC 7815 和 IC 7824 的形式，對應(yīng)于 5 V、9 V、12 V、15V 和 24 V 的固定電壓輸出。

這些被稱為固定穩(wěn)壓器，因為這些IC能夠產(chǎn)生出色的穩(wěn)定固定直流輸出電壓，以響應(yīng)更高的未穩(wěn)壓直流輸入電壓。

如今，這些高端單片穩(wěn)壓器可以非常便宜地購買，與構(gòu)建分立穩(wěn)壓器電路等效產(chǎn)品相比，通常成本更低，使用起來也更簡單。

這些3端子穩(wěn)壓器非常容易接線，如下面的電路圖所示，該電路圖演示了實現(xiàn)這些IC的標準方法。

IC的三個端子出于明顯的原因，以輸入，公共和輸出的名稱命名。

電源正極和負極分別簡單地連接在IC的輸入端和公共端上，而穩(wěn)壓電壓則在輸出端和公共端上獲取。

唯一可選的分立外部部件是IC的輸入和輸出引線上的電容器。這些電容對于提高器件的輸出調(diào)節(jié)水平和改善瞬態(tài)響應(yīng)是必要的。這些電容器的微法拉值通常并不重要，因此通常在 100 nf、220 nf 或 330 nf 之間。

78XX系列穩(wěn)壓閥的類型

最流行和廣泛使用的固定電壓、單片穩(wěn)壓器類型是 78XX 系列正穩(wěn)壓器和 79XX 系列負穩(wěn)壓器。

它們有 3 種輸出電流規(guī)格。它們?yōu)槟峁?9 種陽性類型和 9 種陰性類型的變體，如下圖所示。

這些 78XX 系列 IC 具有正負形式的附加額定電壓。這些 78XX 穩(wěn)壓器的標準范圍為 8 V、9 V、10 V、18 V、20 V 和 24 V，對應(yīng)于 IC 7808、7809、7810、7818、7820、7824 IC。

其中許多設(shè)備帶有后綴字符或圖形及其印刷編號，具體取決于制造商或品牌類型。

但是，它們本質(zhì)上都是相同的，具有相同的評級。一些零件經(jīng)銷商實際上不會按類型編號來推廣這些IC，而只是指出它們的極性，電壓和電流規(guī)格，偶爾參考它們的封裝樣式。

主要特點

這些IC具有內(nèi)置電流限制和輸出負載短路保護功能。在中高功率78XX系列穩(wěn)壓器中，此功能通常為折返型。折返電流限制是指由于自動電流限制，輸出電流根本不響應(yīng)輸出過載的情況。

什么是折返電流限制

下圖顯示了折返限流電路的折返反應(yīng)，該圖清楚地展示了輸出電流如何在過載條件下最小化至理想輸出電流的50%以下。采用折返電流限制的主要原因是，在短路情況下，它顯著降低了穩(wěn)壓器內(nèi)的耗散。

折返限流響應(yīng)可以從以下解釋中理解：

假設(shè)我們有 7805 IC，輸入電壓為 10 V，其輸出端子發(fā)生短路。在這種情況下，在普通類型的電流限制下，IC的輸出將繼續(xù)產(chǎn)生1安培的電流，耗散為10瓦。但是，通過特殊的折返電流限制，短路電流可能會被限制在400 mA左右，導(dǎo)致器件的功耗僅為4瓦。

熱關(guān)斷功能

同樣，大多數(shù)單片式穩(wěn)壓器還具有內(nèi)置熱關(guān)斷保護電路。此功能有助于在器件出現(xiàn)過熱情況時降低輸出電流。

因此，這些類型的穩(wěn)壓器IC非常堅固耐用，即使使用不當也不會輕易損壞。也就是說，銷毀它們的一種方法是施加高于指定范圍的高輸入電源電壓。

您會發(fā)現(xiàn)不同供應(yīng)商為這些相同標準類型的 IC 指定的最大可容忍輸入電壓存在差異，盡管 25 伏顯然是任何 5 伏設(shè)備 （7805） 提供的最小范圍。更大的穩(wěn)壓器可以處理至少 30 伏的電壓，而對于 20 伏和 24 伏的品種，輸入范圍高達 40 伏。

為了使電路正常工作，輸入電壓必須比所需的輸出電壓高2.5伏，但7805穩(wěn)壓器除外，其輸入電壓應(yīng)僅比所需的5 V輸出高2 V以上，這意味著它應(yīng)至少為7 V。

無負載待機電流

這些IC在輸出端沒有任何負載時的靜態(tài)電流或空閑電流消耗可能在1至5 mA之間，盡管在某些非常高功率的變體中可能高達10 mA。

線路和負載調(diào)整率

所有 78XX 穩(wěn)壓器 IC 的電壓調(diào)整率均小于 1%。這意味著，無論輸入電壓與最大和最小輸入電壓范圍的變化如何，輸出電壓都可能顯示出小于1%的變化。

大多數(shù)這些器件的負載調(diào)整率通常也低于 1%。此功能可確保無論輸出負載條件如何，輸出都將繼續(xù)提供額定恒定輸出電壓。

大多數(shù)穩(wěn)壓器IC的紋波抑制功能在60 dB附近，輸出噪聲水平可能低于100微伏。

功耗

使用這些 78XX 穩(wěn)壓器 IC 時，您必須記住，這些 IC 的額定功耗有限。因此，在最高輸出負載下，輸入電壓絕不應(yīng)超過比最大容許輸入限值高幾伏。

低、中、高功率 78XX 系列器件在正常室溫（25 攝氏度）下的最大功耗分別為 0.7 瓦、1 瓦和 2 瓦。

如果設(shè)備安裝在相當大的散熱器上，上述限制可以分別顯著提高到 1.7 瓦、5 瓦和 15 瓦。所有這些穩(wěn)壓器器件的功耗與輸入和輸出電壓之差乘以輸出電流成正比。

如何將散熱器應(yīng)用于 78XX IC

在這種情況下，當器件滿載電流約為800 mA時，器件的功耗可能高達4瓦（0.8A x 5V = 4W）。

這似乎是 7815 設(shè)備的最大可滲透 2 瓦 PD 的兩倍。這意味著額外的 2 瓦必須通過散熱器進行補償。

市場上通常有多種散熱器可供選擇，這些散熱器的額定功率為特定度/瓦。

該額定值基本上表示通過散熱器耗散的每一瓦功率引起的溫升。這也表明，對于較大的散熱器，每瓦度數(shù)將成比例地降低。

78xx穩(wěn)壓器器件所需的最低散熱器尺寸可通過以下方式確定。

我們必須首先找出使用設(shè)備的標稱大氣溫度。除非該設(shè)備可能用于異常溫暖的環(huán)境中，否則大約 30 攝氏度的數(shù)字可以被認為是一個合理的假設(shè)。

安全溫度額定值

接下來，了解特定 78XX 穩(wěn)壓器 IC 的最大安全溫度額定值可能至關(guān)重要。對于單片 78XX 穩(wěn)壓器，此范圍可能在 125 攝氏度。話雖如此，這實際上是結(jié)溫，而不是IC可以承受的外殼溫度。

絕對最高允許外殼溫度約為 100 攝氏度。因此，重要的是不要讓設(shè)備溫度升高到 70 攝氏度 （100 - 30 = 70） 以上。

由于 2 瓦的功率可能導(dǎo)致溫度升高最多 70 度，因此額定耗散為 35 攝氏度/瓦或更低的散熱器（70 度除以 2 瓦 = 35 攝氏度/瓦）就足夠了。

實際上，應(yīng)該使用相對較大的散熱器，因為在大多數(shù)情況下，傳熱永遠不會非常有效。

此外，為了獲得持久的穩(wěn)定性，必須確保設(shè)備在略低于額定最大允許溫度范圍的理想下運行。

如果可能的話，確保合理的余量+/- 20度或更多。

當穩(wěn)壓器IC被封閉在容器內(nèi)并被覆蓋遠離自由大氣時，可能會導(dǎo)致容器內(nèi)滯留的空氣通過穩(wěn)壓器耗散而升溫。這反過來可能導(dǎo)致PCB上的其他敏感部件在較熱的條件下工作。這種情況可能需要為穩(wěn)壓器IC使用更大的散熱器。

應(yīng)用電路

使用固定電壓78XX單片穩(wěn)壓器的電源的典型應(yīng)用電路如下所示。

在此設(shè)計中，使用 7815 IC 作為穩(wěn)壓器 IC，在大約 800 mA 電流下為我們提供約 +15 伏的電壓。

所使用的變壓器的次級額定電壓為 18 -0 - 18V，額定電流為 1 A。

它連接到推挽式全波整流器，該整流器在通過 C1 濾波后提供約 27 V DC 的空載電壓。

電容器C2和C3的工作方式類似于輸入和輸出去耦電容器，它們應(yīng)相對靠近IC主體。當輸出負載滿時，您將看到施加到 IC1 的輸入電壓達到 19 至 20 V 的水平，允許穩(wěn)壓器的輸入/輸出端產(chǎn)生大約 5 V 的差值。
審核編輯：陳陳