Come funziona un regolatore di tensione LM7805?
Risposte:
I regolatori di tensione raggiungono la "rigidità" tramite un circuito di controllo di retroazione, dove "rigidità" significa che una grande variazione nella corrente di carico provoca una piccola variazione della tensione.
Sia i regolatori di commutazione che quelli lineari includono un circuito di controllo (storicamente analogico ... alcuni dei più recenti commutatori utilizzano circuiti di controllo digitali) per regolare alcuni parametri del circuito in modo che la tensione di uscita rimanga costante in presenza di variazioni della corrente di carico e variazioni della tensione di ingresso .
In un regolatore lineare il parametro circuitale è il circuito di pilotaggio del transistor passante (che produce corrente di base per un transistor di potenza NPN / PNP, tensione di gate per un MOSFET).
In un regolatore di commutazione il parametro del circuito è il duty cycle degli elementi di commutazione.
Quindi ci sono davvero due aree che devi capire se vuoi entrare nei dettagli di come funzionano i regolatori:
- progettazione della topologia (raggiungere i limiti richiesti di corrente / tensione / ecc.)
- regolazione dell'anello di controllo + stabilità
I regolatori di tensione hanno un transistor che in un circuito di controllo può condurre più o meno, a seconda della richiesta, quindi è un po 'come un resistore variabile.
Questo schema mostra il principio di base su cui sono costruite la maggior parte dei regolatori lineari:
Il diodo zener è una versione 6.2V, quindi il nodo contrassegnato "feedback" necessita di circa 6,8 V per condurre il Q1. R1 + R2 divide la tensione di uscita per 2, in modo da rendere l'uscita 13,6 V.
Se la tensione di uscita aumentasse, Q1 inizierebbe a condurre e abbasserebbe la base di Q2, in modo che Q2 fornisca meno corrente all'uscita e la sua tensione diminuisca nuovamente.
Se la tensione di uscita scende al di sotto della tensione impostata di 13,6 V, Q1 si spegne e tramite R3 la tensione di ingresso fornisce a Q2 corrente sufficiente in modo che la tensione di uscita aumenti nuovamente.
Quindi Q1 farà in modo che l'uscita rimanga a 13,6 V.
Questa è una configurazione molto semplice e la stabilità e la regolazione della linea non sono ottimali. I regolatori di tensione integrati aggiungeranno componenti extra per una maggiore stabilità (temperatura), limitazione della corrente e protezione da surriscaldamento.
Questo è un modo eccellente per comprendere la teoria. Un regolatore lineare utilizzerà un transistor per ridurre la tensione come un resistore in linea (il transistor può essere modellato come una resistenza variabile) con feedback che cambia la sua resistenza per ottenere una tensione di uscita molto affidabile. Questo metodo è molto silenzioso, ma in generale non è efficiente dal punto di vista energetico.
La pagina di Wikipedia non è affatto male per conoscerli. I regolatori di commutazione utilizzano un metodo che può essere considerato più come una pompa di carica, sfruttando gli induttori che cambiano tensione per spingere una corrente continua.
In sostanza sì. C'è un transistor di passaggio che cambia di resistenza in modo che la tensione di uscita rimanga costante. È come un resistore variabile, tuttavia, non un potenziometro:
(fonte: techitoutuk.com )
La quantità di resistenza è controllata da un amplificatore di feedback. Regola la resistenza in modo che la tensione all'uscita sia costante, indipendentemente dalle variazioni della tensione della sorgente o della resistenza di carico.
Questo circuito semplificato aiuta?
simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab
Le specifiche degli interni sono sostanzialmente le precedenti e sono pubblicate nelle schede tecniche. Se non riesci a riconoscere i circuiti comuni nell'attuale schema 7805 e non riesci a capire i dettagli dei complessi circuiti interni, temo che sia troppo complicato per essere dettagliato qui.
Ci sono numerosi link già forniti nelle altre risposte e commenti, che dovrebbero comunque farti strada.
Bitrex ha fornito una descrizione della funzione interna di LM7805. Penso che sia lontano dalla realtà. Se uno imparasse come funziona, consiglio di leggere http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snva512&fileType=pdf di Robert Widlar. E troverai il riferimento di tensione nella casella verde, identifica la casella rossa come circuito di avviamento e arresto termico, lo Zdiode nella casella viola come protezione SOA ecc. Con i migliori saluti KPK