LM芯片学习

1、LM7805稳压器

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LM7805 的名称有2个含义：78代表是一个正电压稳压器，05代表输出5V。

• 引脚1：输入引脚，提供输入电压，范围：7V-35V，未调节的电压从该引脚输入。
• 引脚2：GND引脚，对于输入和输出都是中性的。
• 引脚3：输出引脚，提供5V输出

五、LM7805 稳压电源原理图

1、LM7805稳压电源原理图

下面为LM7805较为详细的介绍：

LM7805 的核心是一个晶体管（Q16），控制输入和输出之间的电流，从而控制输出电压。

带隙参考（黄色区域），保持电压稳定，将缩放后的输出电压作为输入（Q1和 Q6），并提供错误信号（至Q7）用来指示电压的情况过高或者过低。带隙的主要功能是提供稳定和准确的参考。

来自带隙参加的误差信号由误差放大器（橙色）放大，该放大信号通过Q15控制输出晶体管，这会导致控制输出电压的反馈回路被关闭，

启动电路（绿色）为带隙电路提供初始电流，因此不会卡在“关闭”状态。

紫色电路提供过热保护（Q13）、高输入电压（Q19）和大输出电流（Q14），这会降低输出电流或关闭稳压器，从而在发生故障时保护稳压器免受损坏

分压器（蓝色）按比例降低输出引脚上的电压，以供带隙基准使用。

2、LM7805三端稳压器的缩放输出

LM7805三端稳压器的缩放输出为带隙参考提供输入电压（Vin），带隙提供误差信号作为输出。LM7805的带隙电路没有传统带隙基准内部的反馈环路问题，相反，整个芯片变成了反馈回路。

如果输出电压 (5V)，则分压器在 Vin 处提供 3.75V。输出电压的任何变化都会通过 Q6 和 R7 传播，相应地，Q7基极的电压也会上升或者下降。

这种变化被Q7和Q8放大，产生误差输出，误差输出又会减少或者增加通过输出晶体管的电流，反馈回路调整输出电压，直到正确为止。

3、LM7805三端稳压器的散热

LM7805 稳压IC 的散热是非常高的，与输入和输出电压值的差异，可能会产生热量。因此，如果输入电压和输出电压之间的差值越大，产生的热量就会越多，所以需要用到散热器来避免故障。

将输出电压保持在符合要求的输入和输出电压之间可容忍的最小差异称为压降电压。所以输入电压必须比输出电压高2V-3V，不然的话，必须要连接一个合适的散热器来散发多余的热量。

用以下公式，可以计算散热：

产生的热量 = 输入电压 X 输出电流

具体的可以看下面这2个例子：

1）12V输入电压和所需输出电流为0.6A。

所以产生热量：(12-5) x 0.6 = 4.2W。

因此，浪费的热能为 4.2 W & 实际使用的能量：

V x I = 5 x 0.6 = 3.0 W

可以看到热量差不多是能量的1.5倍。

2）当输入电压小于7V。

在这种情况下，产生的热量是：

(7-5) x 0.6 = 1.2W

3）25V输入电压和所需输出电流为0.6A。

所以产生热量：(25-5) x 0.6 = 12W。

因此，浪费的热能为 4.2 W & 实际使用的能量：

V x I = 5 x 0.6 = 3.0 W

可以看到热量是能量的4倍。

最后得出结论，如果小于最小输出电压，稳压管不工作。

如果大于最大输入电压，稳压器就会因为高热量而烧坏。

4、使用LM7805三端稳压器必须要考虑的点

• 输入电压必须始终要高于输出电压
• 散热器与稳压器使用

六、LM7805 三端稳压器 应用电路

下面为LM7805三端稳压器的基本应用电路。

上面的电路显示了LM7805三端稳压正常工作所需要的全部组件。只有当稳压器和电源滤波器之间的距离较远时，才需要添加靠近输入端的0.22μF 电容。此外，输出附近的0.1μF 电容是可以选择，使用的话，有助于瞬态响应。

在上面的电路中，Uin是LM7805的输入电压，电源可以来自电池或者未稳定的直流电。Uout 是 7805 的输出。

1、如何从交流中获得恒定的直流电

虽然电池可以用作LM7805三端稳压器的输入，但是电池频繁放电会导致电池电压水平在一段时间内降低。

最佳的办法是从交流电源提供未经调节但经过整流的直流电压。因为交流电源很容易用作主电源。我们可以设计一个电路将交流电源转换为直流电源，并提供给LM7805三端稳压器。

2、电路原理图

下图显示了从交流电源产生稳压 5V 的电路图。

3、所需组件

• 230V-12V降压变压器
• 桥式整流器（或 4 个 PN 二极管 – 1N4007）
• 1A保险丝
• 1000μF电容
• 7805稳压IC
• 0.22μF电容
• 0.1μF电容
• 1N4007二极管

4、LM7805三端稳压器工作原理

交流电源转换为非稳压直流电，然后该电路在转换为恒定稳压直流电。该电路由变压器、二极管组成的桥式整流器、LM7805线性稳压器、电容组成。

该电路可以分为两个部分：

• 1、交流电源被转换为未调节的直流电
• 2、未调节的直流电被转为稳定的5V直流电

最开始，采用230V-12V降压变压器，初级连接到电源，次级连接到桥式整流器（可以使用专用 IC 或 4 个 1N4007 二极管的组合）

变压器和桥式整流器之间放置了一个 1A 的保险丝，可以将电流消耗电流限制在1A。1000μF 电容的作用是平滑来自桥式整流器的直流电。

因此1000μF 电容的输出是未经过调节过的12V DC，也就是LM7805稳压器的输入。然后LM7805将这个输入转换为经过调节的5V DC，然后从输出端输出。

5、LM7805的其他应用

• 电流调节器
• 固定输出稳压器
• 反偏保护电路
• 正向调节器
• 稳压双电源
• 输出极性反接保护电路
• 可调输出稳压器

七、LM7805选型替换

以下稳压器可用于替代 LM7805：

• LM317
• L78M05(0.5A)
• LM117V33

2、LM741运算放大器