7805 منظم الجهد

يعد منظم الجهد 7805 مكونًا شهيرًا يستخدم لتوفير ناتج ثابت 5V في الدوائر الإلكترونية ، مما يضمن تشغيل الأجهزة بسلاسة حتى عندما يتغير جهد الإدخال.تشرح هذه المقالة كيف يعمل 7805 ، وتخطيط دبوس ، والأجزاء الداخلية التي تساعد على الحفاظ على الجهد ، وميزات السلامة التي تتضمنها.سننظر أيضًا في كيفية استخدامه في أجهزة مثل أجهزة الشحن والأنظمة المحمولة التي تحتاج إلى طاقة مستقرة للإلكترونيات الصغيرة.

كتالوج

الشكل 1: 7805 منظم الجهد

مقدمة لمنظمي الجهد

يساعد منظم الجهد في الحفاظ على جهد الخرج ثابتًا ، حتى عندما يتغير جهد الإدخال أو الحمل الكهربائي.يعد الحفاظ على استقرار الجهد مفيدًا جدًا للتأكد من أن الأجهزة الإلكترونية تعمل بشكل جيد ولا تتضرر بسبب تغييرات الجهد.

الشكل 2: أنواع مختلفة من منظمات الجهد

تعمل منظمات الجهد من خلال ضبط التدفق الحالي للحفاظ على جهد الخرج كما هو ، حتى لو كان جهد الإدخال أو التحميل يتغير.إذا ارتفع جهد الإدخال ، فإن المنظم يقلل من التدفق الحالي ، وإذا انخفض جهد الإدخال ، فإنه يزيد من التدفق الحالي للحفاظ على جهد الخرج الصحيح.

في العديد من الأجهزة الحديثة ، يتم دمج منظمات الجهد في دوائر متكاملة (ICS) ، وهي صغيرة وموثوقة.منظم IC الشائع هو 7805 ، والذي يوفر إخراج +5V ثابت.غالبًا ما يتم استخدام هذا النوع من المنظمات في الأجهزة الإلكترونية التي تحتاج إلى إمدادات طاقة مستقرة ، مثل أجهزة الكمبيوتر وشحنات الهاتف المحمول.

ما هو منظم الجهد 7805؟

الشكل 3: 7805 منظم الجهد

منظم الجهد 7805 هو جهاز شائع الاستخدام يساعد على التحكم وتوفير ناتج 5V ثابت في الدوائر الإلكترونية.إنه ينتمي إلى عائلة من المنظمين تسمى سلسلة "78xx" ، حيث يشير "XX" إلى جهد الخرج.في حالة 7805 ، تم تصميمه لإعطاء 5V ثابت.يمكن أن يأخذ هذا المنظم جهد إدخال في أي مكان من 7 فولت إلى 35 فولت ولا يزال يضمن أن يبقى الإخراج عند 5 فولت.

يعمل 7805 عن طريق خفض الجهد الوارد إلى 5V المطلوب والتخلص من الطاقة الإضافية كحرارة.يطلق عليه منظم "خطي" لأنه لا يحول الطاقة الإضافية بكفاءة ، ولكن ببساطة يحرقها كحرارة لإسقاط الجهد.على سبيل المثال ، إذا قمت بتزويد المنظم بـ 12 فولت ، فسيقلل الإخراج إلى 5 فولت ، ويتم تحويل بقية الطاقة (الفرق بين 12V و 5V) إلى حرارة.

تتمثل المهمة الرئيسية في 7805 في الحفاظ على جهد الخرج ثابتًا ، حتى لو تغير جهد الإدخال.ومع ذلك ، فإن هذه العملية تخلق الحرارة ، خاصة عندما يكون جهد الإدخال أعلى بكثير من 5V أو عندما تحتاج الدائرة إلى مزيد من التيار.للتعامل مع هذه الحرارة ، يحتاج 7805 غالبًا إلى بالوعة حرارة أو طريقة تبريد أخرى.بدون طريقة لتبريده ، يمكن للمنظم أن يصبح ساخنًا جدًا ، مما قد يؤثر على مدى نجاحه أو يتسبب في التوقف عن العمل تمامًا.

PIN تكوين 7805 IC

الشكل 4: تكوين دبوس من 7805 منظم الجهد

• دبوس 1 (إدخال): هذا هو المكان الذي تقوم فيه بتوصيل الجهد الذي لم يتم تنظيمه بعد.يجب أن يكون الجهد القادم أعلى 2 فولت على الأقل من الإخراج 5V الذي تريده.لذلك ، للحصول على إخراج 5V مستقر ، يجب أن يكون جهد الإدخال 7 فولت على الأقل.

• دبوس 2 (الأرض): يتصل هذا الدبوس بالأرض (أو الجهد الصفر) لدائرتك.إنه بمثابة نقطة مرجعية لكل من الفولتية الإدخال والإخراج.

• PIN 3 (الإخراج): هذا هو المكان الذي يأتي منه الإخراج الثابت 5V.يتراوح الإخراج عادة بين 4.8 فولت و 5.2 فولت ، ولكن من المفترض أن يبقى أقرب ما إلى 5 فولت.

كيف يعمل 7805 IC؟

الشكل 5: مخطط الدائرة يوضح كيف يعمل منظم الجهد 7805

داخل IC ، تعمل عدة أجزاء معًا للحفاظ على جهد الخرج ثابتًا ، حتى لو كانت هناك تغييرات في جهد الإدخال أو الحمل.إليك شرحًا بسيطًا لكيفية عمل كل جزء من IC للحفاظ على هذا الإخراج الثابت.

دائرة البدء

دائرة البداية هي الجزء الأول الذي يتم تنشيطه عند تشغيل 7805.وظيفتها هي التأكد من أن جميع الأجزاء الداخلية الأخرى من IC جاهزة لبدء العمل.بمجرد تطبيق الطاقة ، تضع هذه الدائرة كل شيء في الحركة ، مما يسمح لـ 7805 بالبدء في تنظيم الجهد.

المولد الحالي

يدير المولد الحالي مقدار التدفقات الحالية داخل IC.يضمن هذا الجزء حصول المكونات الداخلية الأخرى على الكمية المناسبة من التيار لتعمل بشكل صحيح.يساعد IC على التكيف مع المواقف المختلفة ، مثل عندما يتغير الحمل على IC ، بحيث يمكنه الاستمرار في تقديم أداء مستقر.

الجهد المرجعي (الصمام الثنائي Zener)

الشكل 6: رمز الصمام الثنائي زينر

يستخدم 7805 الصمام الثنائي Zener لإنشاء جهد مرجعي ثابت.يعمل هذا الجهد المرجعي كدليل يستخدمه IC للتأكد من أن جهد الخرج يبقى عند 5 فولت.يتم اختيار الصمام الثنائي Zener لأنه يمكن أن يحافظ على جهد ثابت ، مما يساعد IC على مقارنة وضبط جهد الخرج حسب الحاجة.

مضخم الخطأ

مضخم الخطأ هو المسؤول عن التحقق باستمرار من جهد الإخراج.يقارن الجهد الناتج الفعلي بالجهد المرجعي الذي تم تعيينه بواسطة الصمام الثنائي Zener.إذا لم يكن جهد الإخراج 5 فولت بالضبط ، فإن مضخم الخطأ يرسل إشارة لإجراء تعديلات.وبهذه الطريقة ، يتم تصحيح جهد الخرج في الوقت الفعلي ، مما يجعله ثابتًا في ظل الظروف المتغيرة.

عنصر تمرير السلسلة (الترانزستور)

يتحكم عنصر تمرير السلسلة ، الذي عادةً ما يكون ترانزستورًا ، في كمية التيار الذي يذهب إلى الإخراج.يغير مقاومته بناءً على الإشارات التي تتلقاها من مضخم الخطأ.إذا بدأ جهد الإخراج في الانتقال إلى أعلى أو أقل من 5 فولت ، فإن الترانزستور يعدل التدفق الحالي لإعادته إلى المستوى الصحيح.أثناء القيام بذلك ، يطلق الترانزستور أيضًا طاقة إضافية مثل الحرارة ، وهذا هو السبب في أن IC يمكن أن تصبح دافئة أثناء الاستخدام.

دائرة الحماية الحرارية

تساعد دائرة الحماية الحرارية على منع IC من أن تصبح ساخنة للغاية.إذا ارتفعت درجة حرارة IC عالية جدًا ، مما قد يحدث بسبب الاستخدام الكثيف أو درجات الحرارة الخارجية العالية ، فستدخل هذه الدائرة لخفض التيار أو حتى إغلاق IC مؤقتًا.هذه الميزة مهمة لحماية IC والتأكد من عدم تلفها من ارتفاع درجة الحرارة.

حماية منطقة التشغيل الآمنة (SOA)

تحافظ حماية منطقة التشغيل الآمنة (SOA) على 7805 من العمل خارج حدودها الآمنة.تضمن هذه الحماية أن IC لا تتعرض للكثير من الجهد أو التيار ، مما قد يتسبب في فشله.إذا حدث خطأ ما ، مثل دائرة قصيرة أو ارتفاع مفاجئ في جهد الإدخال ، فإن هذه الحماية ستقتصر على تشغيل IC لمنع الضرر.تساعد هذه الميزة IC لفترة أطول وتعمل بشكل أكثر موثوقية.

إدارة الحرارة في 7805 IC

يمكن أن تكون إدارة الحرارة في منظم الجهد 7805 تحديًا.يقلل 7805 جهد إدخال أعلى إلى ناتج ثابت 5V ، ولكن عندما يكون جهد الإدخال أعلى بكثير من 5V ، يتم تحويل الجهد الإضافي إلى حرارة.على سبيل المثال ، إذا كان المدخلات 15 فولت والتيار هو 0.5A ، فإن المنظم سوف ينتج 5 واط من الحرارة.يمكن أن يكون هذا الكثير من الحرارة حتى يتعامل مع 7805 دون التبريد ، مما قد يتسبب في ارتفاع درجة حرارة وفشل.

لتقليل الحرارة ، من الأفضل الحفاظ على جهد الإدخال بالقرب من 7 فولت ، وهو الحد الأدنى المطلوب لإخراج 5V مستقر.كلما اقترب جهد المدخلات إلى 7 فولت ، كلما قل طاقة فائض يحتاج المنظم إلى تحويلها إلى حرارة.إذا كان جهد إدخال أعلى ضروريًا ، فيمكن إرفاق بالارتداد الحراري بـ 7805 للمساعدة في تبريده عن طريق نشر الحرارة على مساحة سطح أكبر.كلما زادت بالوعة الحرارة ، كان ذلك أفضل عند تبديد الحرارة والحفاظ على المنظم في نطاق درجة حرارة آمنة.

ميزات منظم الجهد 7805 IC

الحد الأدنى من المكونات الخارجية

أحد أفضل الأشياء في 7805 IC هو أنه يحتاج إلى عدد قليل جدًا من الأجزاء الإضافية للعمل.عادة ، لا يتطلب سوى اثنين من المكثفات الصغيرة - أحدهما على جانب الإدخال والآخر على جانب الإخراج.تساعد هذه المكثفات على الحفاظ على الجهد ثابتًا وتقليل أي تغييرات مفاجئة أو ضوضاء في الطاقة.نظرًا لأن 7805 لا يحتاج إلى العديد من الأجزاء الإضافية ، فإنه يجعل التصميم أكثر بساطة ويقلل التكلفة.هذا يجعلها خيارًا رائعًا للعديد من المشاريع.

نطاق جهد إدخال واسع

يمكن أن يعمل 7805 مع مجموعة واسعة من فولتية المدخلات ، من 7V إلى 35V.هذا يعني أنه يمكنه التعامل مع الطاقة من مصادر مختلفة ، حتى لو كان الجهد أعلى أو أقل من المتوقع.طالما أن جهد الإدخال يبقى ضمن هذا النطاق ، فإن 7805 سيعطي ناتجًا ثابتًا 5V.هذه المرونة تجعلها مفيدة لمجموعة متنوعة من المواقف التي قد لا تكون فيها طاقة الإدخال هي نفسها دائمًا.

السعة الحالية

يمكن أن يوفر 7805 ما يصل إلى 1.5A من التيار ، مما يجعله مفيدًا للأجهزة التي تحتاج إلى كمية معتدلة من الطاقة ، مثل المحركات الصغيرة أو المستشعرات.يمكن أن يوفر هذا التيار بشكل موثوق لأجزاء إلكترونية مختلفة ، لكن التيار الفعلي يعتمد على مقدار الحرارة التي يتم إنشاؤها وجهد الإدخال.إذا كان الجو حارًا جدًا أو أن جهد الإدخال منخفض جدًا ، فقد يتم تقليل التيار.ومع ذلك ، في معظم الأغراض ، يمكن لـ 7805 تلبية احتياجات الطاقة للعديد من الأجهزة بسهولة.

انخفاض الاستعداد الحالي

عندما لا يوفر 7805 بنشاط الطاقة للجهاز ، فإنه يستخدم القليل جدًا من الطاقة نفسها ، وعادة ما يكون حوالي 5 أمتار.هذا يعني أنه لا يضيع الكثير من الطاقة ، وهو أمر مفيد بشكل خاص في الأجهزة التي تعمل على البطاريات.نظرًا لأنه لا يستنزف الطاقة بشكل غير ضروري ، فإنه يساعد على جعل الأنظمة أكثر كفاءة ، خاصة في التصميمات التي يكون فيها توفير الطاقة أولوية.

حماية مدمجة

يأتي 7805 IC مع العديد من ميزات السلامة التي تحمي كل من IC والأجهزة التي تعمل عليها.لديها حماية حرارية ، والتي تطفئ IC إذا كان الجو حارًا جدًا.كما أنه يحتوي على محدد تيار مدمج يمنع الكثير من التدفق ، وحماية الدائرة من التلف.أخيرًا ، يمكنه التعامل مع دوائر قصيرة دون فشل ، وذلك بفضل تدابير السلامة الداخلية.تجعل هذه الحماية المدمجة 7805 اختيارًا موثوقًا للعديد من المشاريع ، حتى في البيئات التي قد تتغير فيها ظروف الطاقة بشكل غير متوقع.

فوائد استخدام 7805 IC

سهل الاستخدام

واحدة من أكبر مزايا 7805 IC هي مدى بساطة العمل معها.تحتاج فقط إلى عدد قليل من المكونات الإضافية ، مثل المكثفات ، لتحقيق الاستقرار في الفولتية والمخرجات.هذا يجعل من السهل الإعداد ، حتى بالنسبة للأشخاص الذين بدأوا للتو في الإلكترونيات.من السهل فهم تصميم دبوس: دبوس واحد لجهد الإدخال ، واحد للأرض ، وواحد لإخراج 5V.تعني هذه البساطة أنه يمكنك إضافة 7805 بسرعة إلى دائرة دون الحاجة إلى إجراء تعديلات معقدة أو التعامل مع أي إعدادات معقدة.

ميزات السلامة

يتضمن IC 7805 ميزات أمان مدمجة تحميها من التلف.إحدى هذه الميزات هي الحماية الحرارية ، والتي تغلق IC تلقائيًا إذا كانت ساخنة جدًا.هذا يمنع IC والأجزاء الأخرى في الدائرة من التالف.هذا مفيد بشكل خاص في المواقف التي قد تصبح فيها الدائرة دافئة للغاية أو حيث يشكل التبريد مصدر قلق.ميزة أخرى مفيدة هي حماية الدائرة القصيرة.إذا كان هناك خطأ في الدائرة يسبب دائرة قصيرة ، فإن 7805 سيحد من التدفق الذي يتدفق من خلاله ، وحماية نفسها وبقية الدائرة من الأذى.هذه الحماية تجعل من 7805 اختيارًا متينًا وموثوقًا للعديد من مشاريع الإلكترونيات.

التطبيقات المشتركة

يستخدم 7805 IC على نطاق واسع في الدوائر التي تحتاج إلى إمدادات طاقة 5V مستقرة.غالبًا ما توجد في الأجهزة التي تستخدم الطاقة المنخفضة ، مثل مشاريع متحكم ، والأنظمة المضمنة ، والعديد من أنواع المستشعرات.تحتاج العديد من المكونات الإلكترونية ، مثل المعالجات الدقيقة ، والعروض ، ووحدات الاتصال ، إلى 5V ثابت للعمل بشكل صحيح.يوفر 7805 IC هذه القوة المستقرة ، والتي تساعد هذه المكونات على تشغيل بسلاسة.نظرًا لأنه من السهل العثور عليه وتعمل بشكل جيد في مجموعة واسعة من التطبيقات ، فإن 7805 IC موثوق بها من قبل كل من المحترفين والهواة في مشاريعهم.

تطبيقات منظم الجهد 7805

الشكل 7: 12 فولت إلى 5 فولت إمدادات الطاقة USB باستخدام 7805 منظم الجهد

منظم الجهد 7805 هو مكون يستخدم على نطاق واسع في العديد من الأجهزة الإلكترونية.تتمثل مهمتها في توفير ناتج ثابت 5V ، وهو مفيد للدوائر التي تحتاج إلى إمدادات طاقة ثابتة.

على سبيل المثال ، في شواحن الهاتف المحمول ، يساعد 7805 في الحفاظ على الجهد الثابت عند 5 فولت ، حتى لو تتغير الطاقة القادمة من مقبس الجدار.هذا مهم للأجهزة الشحن بأمان تتطلب جهدًا ثابتًا.وبالمثل ، يمكن العثور عليها في أنظمة إمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) ، حيث تساعد في توفير جهد مستمر للدوائر التي لا تستطيع تحمل انقطاع أو قطرات في الطاقة.

في أجهزة مثل مشغلات الوسائط المحمولة ، يمكن أن يتقلب جهد البطارية أثناء استنزافه ، لكن 7805 يضمن أن المكونات الداخلية لا تزال تتلقى 5 فولت ثابتة ، وتحمي الجهاز من الأضرار التي تسببها التغيرات المفاجئة في الطاقة.تعتمد الدوائر منخفضة الطاقة ، مثل تلك الموجودة في المشاريع الإلكترونية الصغيرة أو الأدوات ، أيضًا على 7805 لتقديم جهد ثابت.قد تحتوي هذه الدوائر على أجزاء حساسة مثل متحكمها وأجهزة الاستشعار ، والتي يمكن أن تعطل أو تتضرر إذا لم تكن الطاقة مستقرة.يتأكد 7805 من أن يبقى الإخراج عند 5 فولت ، بغض النظر عما يحدث مع طاقة الإدخال.

في بعض الحالات ، يمكن استخدام 7805 في الدوائر التي تحتاج إلى التحكم في تدفق التيار.على الرغم من أنها مصممة بشكل أساسي لتنظيم الجهد ، عند دمجها مع أجزاء أخرى مثل المقاومات أو الترانزستورات ، يمكن أن تساعد أيضًا في تنظيم التيار.غالبًا ما يتم استخدامه في عناصر التحكم عن بُعد الأشعة تحت الحمراء لتوفير الطاقة المستقرة اللازمة لإرسال الإشارات.تستفيد أجهزة التوقيت ، مثل ساعات التوقيت ، أيضًا من 7805. وهي تحافظ على مكونات الساعة الداخلية تعمل بشكل صحيح ، مما يضمن أن الجهاز يقيس الوقت بدقة من خلال توفير جهد ثابت.

دور المكثفات في 7805 دوائر

الشكل 8: دائرة تنظيم الجهد مع المكثفات

المكثفات عبارة عن مكونات إلكترونية صغيرة تتم إضافتها إلى الدوائر ذات الجهد 7805.أنها تساعد في جعل الجهد أكثر سلاسة وتقليل الضوضاء الكهربائية غير المرغوب فيها.بدون هذه المكثفات ، يمكن أن يكون للإخراج من المنظم تغييرات صغيرة في الجهد ، مما قد يؤثر على أداء الأجزاء المتصلة.

في جانب الإدخال من 7805 ، عادة ما يتم استخدام مكثف بقيمة 0.33µF لتصفية أي ضوضاء قادمة من مصدر الطاقة.يصبح هذا مفيدًا بشكل خاص إذا تم وضع المنظم على بعد أكثر من 10 بوصات من مصدر الطاقة ، حيث أن الضوضاء الكهربائية أو المسامير يمكن أن تكون أكثر شيوعًا على مسافات أطول.يمتص المكثف هذه التقلبات ، مما يضمن تسليم جهد أكثر ثباتًا إلى مدخلات 7805.

على جانب الإخراج ، تتم إضافة مكثف أصغر ، عادة ما يكون حوالي 0.1µF ، لزيادة سلاسة الجهد الخاضع للتنظيم.على الرغم من أن 7805 يقوم بعمل جيد في تثبيت الجهد ، إلا أنه لا يزال من الممكن حدوث بعض التغييرات الطفيفة.يمكن أن تكون هذه التغييرات ناتجة عن عوامل خارجية أو أجزاء أخرى في الدائرة.يساعد مكثف الإخراج في تصفية هذه الاختلافات الصغيرة ، مما يضمن أن يبقى الجهد ثابتًا قدر الإمكان عند 5V.يوفر هذا مصدر طاقة أكثر موثوقية للأجهزة الحساسة لتغييرات الجهد ، مثل موكان Microcontrolls أو المكونات الرقمية الأخرى التي تتطلب قوة متسقة للعمل بشكل صحيح.

خاتمة

يساعد منظم الجهد 7805 في الحفاظ على إمدادات الطاقة ثابتة عند 5V ، مما يجعله مفيدًا للعديد من مشاريع الإلكترونيات المختلفة.إنه سهل الاستخدام ، ويحتوي على حماية مدمجة ، ويمكن العثور عليها في مجموعة متنوعة من الأجهزة ، من الأدوات الصغيرة إلى أنظمة أكثر تعقيدًا.باستخدام 7805 ، يمكنك المساعدة في ضمان عمل أجهزتك بشكل صحيح دون مشاكل في الطاقة.

الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]

1. ما مقدار الجهد الذي يمكن أن يتعامل معه 7805؟

يمكن لمنظم الجهد 7805 التعامل مع جهد إدخال يصل إلى 35 فولت ، لكنه أكثر أمانًا ويعمل بشكل أفضل إذا بقي المدخلات بين 7 فولت و 25 فولت.إذا كان جهد المدخلات مرتفعًا جدًا ، فقد يكون ارتفاع درجة الحرارة أو يتضرر.

2. ما هو جهد التيار المتردد في 7805؟

تم تصميم 7805 لتنظيم جهد التيار المستمر ، وليس AC.تحتاج إلى تحويل AC إلى DC أولاً باستخدام شيء مثل المقوم قبل توصيله بـ 7805.

3. هل يمكنني استخدام 7805 بدون مكثف؟

نعم ، يمكنك استخدام 7805 من الناحية الفنية بدون المكثفات ، لكنها لن تعمل أيضًا.تساعد المكثفات في تسهيل الجهد والتأكد من أن الإخراج يبقى مستقرًا.عادةً ما يتم وضع مكثف صغير على المدخلات (0.33µF) وآخر على الإخراج (0.1µF) لتحسين أداء.

4. كيفية تقليل 12V إلى 5V باستخدام 7805؟

لأسفل 12 فولت إلى 5V ، تقوم بتوصيل إدخال 12V بدبوس الإدخال 7805 ، وتوصيل دبوس الأرض بالأرض ، وسيعطيك 7805 5 فولت من دبوس الإخراج.لا تنس استخدام المكثفات للمساعدة في الحفاظ على الجهد ثابتًا.

5. ما هو العمل الداخلي لـ 7805؟

داخل 7805 ، هناك أجزاء إلكترونية صغيرة مثل الترانزستورات والمقاومات والثنائيات المرجعية التي تعمل معًا للحفاظ على جهد الخرج عند 5 فولت.يقوم بذلك عن طريق تحويل الجهد الإضافي إلى حرارة ، وبالتالي يبقى الإخراج ثابتًا حتى لو كان جهد الإدخال أو الحمل يتغير.