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

這些被稱為固定穩壓器，因為這些IC能夠產生出色的穩定固定直流輸出電壓，以響應更高的未穩壓直流輸入電壓。

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

這些3端子穩壓器非常容易接線，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節水平和改善瞬態響應是必要的。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系列穩壓閥的類型

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

它們有 3 種輸出電流規格。它們為您提供 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 穩壓器的標準范圍為 8 V、9 V、10 V、18 V、20 V 和 24 V，對應于 IC 7808、7809、7810、7818、7820、7824 IC。

其中許多設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，它們本質上都是相同的，具有相同的評級。一些零件經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，電壓和電流規格，偶爾參考它們的封裝樣式。

主要特點

這些IC具有內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，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，它顯著降低了穩壓器內的耗散。

折返限流響應可以從以下解釋中理解：

假設我們有 7805 IC，輸入電壓為 10 V，其輸出端子發生短路。在這種情況下，在普通類型的電流限制下，IC的輸出將繼續產生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，導致器件的功耗僅為4瓦。

熱關斷功能

同樣，大多數單片式穩壓器還具有內置熱關斷保護電路。此功能有助于在器件出現過熱情況時降低輸出電流。

因此，這些類型的穩壓器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。

您會發現不同供應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 伏設備 （7805） 提供的最小范圍。更大的穩壓器可以處理至少 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穩壓器除外，其輸入電壓應僅比所需的5 V輸出高2 V以上，這意味著它應至少為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。

線路和負載調整率

所有 78XX 穩壓器 IC 的電壓調整率均小于 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。

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

大多數穩壓器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，每瓦度數將成比例地降低。

78xx穩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備的標稱大氣溫度。除非該設備可能用于異常溫暖的環境中，否則大約 30 攝氏度的數字可以被認為是一個合理的假設。

安全溫度額定值

接下來，了解特定 78XX 穩壓器 IC 的最大安全溫度額定值可能至關重要。對于單片 78XX 穩壓器，此范圍可能在 125 攝氏度。話雖如此，這實際上是結溫，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，應該使用相對較大的散熱器，因為在大多數情況下，傳熱永遠不會非常有效。

此外，為了獲得持久的穩定性，必須確保設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。

當穩壓器IC被封閉在容器內并被覆蓋遠離自由大氣時，可能會導致容器內滯留的空氣通過穩壓器耗散而升溫。這反過來可能導致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壓器IC使用更大的散熱器。

應用電路

使用固定電壓78XX單片穩壓器的電源的典型應用電路如下所示。

在此設計中，使用 7815 IC 作為穩壓器 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，允許穩壓器的輸入/輸出端產生大約 5 V 的差值。
審核編輯：陳陳