Auswahl der Eingangsspannung für 7805

Der 7805 fällt typischerweise um 1,6 V über der Ausgangsspannung ab. Bei 1 A fällt es garantiert nicht mit 2 V Eingangs-Ausgangsdifferenz aus. Höchstwahrscheinlich werden Sie nicht annähernd 1A betreiben oder einen Schaltregler verwenden, aber selbst bei niedrigem Strom ist der Dropout nicht so niedrig - das liegt daran, dass der 7805 kein LDO-Regler ist und dort Vbe-Abfälle vorhanden sind.

Man könnte vermuten, dass sich die Unterdrückung der Eingangswelligkeit wahrscheinlich verschlechtert, wenn Sie sich der Dropout-Spannung nähern und die Verstärkung abfällt. Die Datenblattspezifikation liegt bei 5 V Eingangs-Ausgangsdifferenz, sodass sie dieses Problem umgehen. Wenn Sie eine empfindliche analoge Schaltung wie ein HF-Modul haben, möchten Sie möglicherweise eine höhere Eingangsspannung als das absolute Minimum verwenden.

Wenn Sie einen 7805 mit ungeregelter Eingangsspannung (Transformator, Gleichrichter und Filter) verwenden, muss die Eingangsspannung wahrscheinlich ungefähr 10 V betragen, um sicher zu sein und die Netzspannungstoleranz, Welligkeit usw. zu berücksichtigen). Wenn Sie es mit einer geregelten Versorgung (wie einer Schaltwandwarze) verwenden, sind 9 V gut, 7,5 V sind in Ordnung, aber 6 V sind nicht hoch genug. Es gibt LDO-Regler, die einen sehr niedrigen Dropout haben (also 6 V wären in Ordnung), aber sie haben andere Nachteile (sie sind nur bedingt stabil - achten Sie sorgfältig auf den Wert des Ausgangskondensators, ESR und Typ), sie sind teurer, weniger Quellen, und haben im Allgemeinen eine viel niedrigere Eingangsspannungskapazität, so dass sie mit Eingangstransienten leichter zu braten sind. Ein Großteil der modernen Elektronik verwendet LDO-Regler und / oder Schaltregler, es gibt buchstäblich Tausende von möglichen Teilen, die verwendet werden können.

Ich würde sagen, wenn Sie einen Kühlkörper für den 7805 benötigen, ist es in den meisten Fällen an der Zeit, auf einen Schaltregler umzusteigen. Es ist kein Problem, den 7805 oder 78M05 bei 10, 50 oder 100 mA zu verwenden, und er ist besser als ein 78L05 (teurer, aber die Schaltung ist anders und hat eine bessere garantierte Leistung). Der Kompromiss zwischen einem LDO und einem 78xx-Regler ist etwas komplexer und hängt stark von der Eingangsspannung und davon ab, wie viel Kontrolle Sie darüber haben.

Schaltregler verbrauchen keine Leistung wie ein Linearregler (z. B. LM7805). Der typische (alte) LM7805 benötigt mindestens 7 V, um einen 5-V-Ausgang zu garantieren, und das würde kontinuierlich mit mindestens 2 V x I-Ausgang abfallen, mit einem linear höheren Verlust, wenn die Eingangsspannung höher wird.

Ein gut konstruierter Schaltregler verbraucht Leistung nur während der kurzen Zeit, in der die Leistungskomponenten schalten (ein Teil geht durch ineffizientes Schalten verloren und ein Teil geht an Rds oder Rce verloren). Typische Schaltregler sind bei höheren Eingangsspannungen effizienter.

Niedrigere Eingangsspannungen führen bei Linearreglern zu einer geringeren Verlustleistung. Ein Nachteil bei der Verwendung einer niedrigeren Eingangsspannung besteht jedoch darin, dass Ihre Eingangsversorgung oder Batterie in Situationen mit hoher Last festgefahren sein und unter den Abfallpegel des Reglers fallen kann. Bei höheren Eingangsspannungen schalten einige Schaltregler tatsächlich bei höheren Frequenzen, wodurch die Kondensatorrauschfilterung effizienter wird.

Aber gibt es einen Nachteil, wenn man weniger Eingangsspannung gibt? Leistung? Mehr oder weniger Lärm?

Nein, solange

Vin > Vo + Vdrop

wo Vdropist der interne Spannungsabfall des Reglers. Der Abfall ist normalerweise proportional zum Ausgangsstrom und kann bei Low-Drop-Reglern bis zu einigen Hundert Millivolt bis zu mehreren Volt betragen.

Angenommen, Sie möchten eine geregelte 5-Volt-Quelle, die 1 Ampere an eine Last liefern kann, und dass Sie einen 7805 verwenden möchten, der an eine 9-Volt-Versorgung angeschlossen ist, um diesen 5-Volt-Ausgang zu erhalten, müsste der 7805 abführen:$\ Pd =(Vin - Vout)\times Iload \ \ =\ \ (9V-5V) \times 1A = 4\ watts$, während die Last zerstreut wurde$\ 5V \times 1A = 5\ watts$

Die Eingangsleistung würde also 9 Watt betragen und da Wirkungsgrad =$Pout/Pin$, würden wir mit einem Wirkungsgrad von etwa 55 % enden.

Ein Umschalter würde normalerweise mit etwa 80 % laufen, also würde er unabhängig von der Eingangsspannung 1,25 Watt verbrauchen – innerhalb natürlicher Grenzen – und im Vergleich zu den 4 Watt des 7805 viel kühler laufen.

Der Vorteil der Verwendung einer niedrigeren Spannung am Eingang eines Linearreglers besteht darin, dass der Regler kühler läuft, aber mit beispielsweise 2 Volt Headroom, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb eines 7805 erforderlich sind, verschwendet er im Vergleich zum Umschalter immer noch 2 Watt 1.25.

Der Nachteil für den Switcher ist, dass sein Ausgang etwas lauter ist als der lineare und teurer ist. Vielleicht. Bis Sie mit dem Kühlkörper, den Montageteilen und der Kühlkörpermasse fertig sind, wer weiß schon???

Unabhängig von der geringeren Eingangsspannung kann der Regler bei niedriger Spannung maximal 5 V liefern, sodass Ihre IP-Spannung über 5 V liegen sollte. Gemäß 7805-Chip LM7805 Fairchild sind 7 V wünschenswert.