工程師譚軍 發表於 2018-09-29 11:17:25
本文主要是關於7805三端穩壓管的相關介紹，並著重對7805三端穩壓管電壓範圍進行了詳盡的闡述。
7805三端穩壓集成電路，電子產品中，常見的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78 ×× 系列和負電壓輸出的79××系列。顧名思義，三端IC是指這種穩壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子像是普通的三極體，TO- 220 的標準封裝，也有9013樣子的TO-92封裝。
組成結構
用78/79系列三端穩壓IC來組成穩壓電源所需的外圍元件極少，
電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩壓IC型號中的78或79後面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。
因為三端固定集成穩壓電路的使用方便，電子製作中經常採用。
在實際應用中，應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩壓管溫度過高時，穩壓性能將變差，甚至損壞。
當製作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩壓電源，通常採用幾塊三端穩壓電路並聯起來，使其最大輸出電流為N個1.5A，但應用時需注意：並聯使用的集成穩壓電路應採用同一廠家、同一批號的產品，以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的餘量，以避免個別集成穩壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。
在78 ** 、79 ** 系列三端穩壓器中最常應用的是TO-220 和TO-202 兩種封裝。這兩種封裝的圖形以及引腳序號、引腳功能如附圖所示。
從正面看①②③引腳從左向右按順序標註，接入電路時①腳電壓高於②腳，③腳為輸出位。如對於78**正壓系列，①腳高電位，②腳接地，③腳為輸出位；而對於79**負壓系列，①腳接地，②腳接負電壓，③腳為輸出位。如附圖所示。
此外，還應注意，散熱片總是和最低電位的第②腳相連。這樣在78**系列中，散熱片和②腳（地）連接，而在79**系列中，散熱片卻和②腳（輸入端）連接。
內部電路
7805三端穩壓IC內部電路具有過壓保護、過流保護、過熱保護功能，這使它的性能很穩定。能夠實現1A以上的輸出電流。器件具有良好的溫度係數，因此產品的應用範圍很廣泛。可以運用本地調節來消除噪聲影響，解決了與單點調節相關的分散問題，輸出電壓誤差精度分為±3%和±5%。
7805三端穩壓IC在電路運用中應注意以下事項：
輸入輸出壓差不能太大，太大則轉換效率急速降低，而且容易擊穿損壞。最高輸入電壓不能超過35伏; 輸出電流不能太大，1.5A 是其極限值。大電流的輸出，散熱片的尺寸要足夠大，否則會導致高溫保護或熱擊穿; 輸入輸出壓差也不能太小，低於2伏穩壓效率急速下降。 ［1］
輸入電壓
78**系列的穩壓集成塊的極限輸入電壓是36V，最低輸入電壓比輸出電壓高
3-4V。還要考慮輸出與輸入間壓差帶來的功率損耗，所以一般輸入為9-15V之間。
7V的電壓要想輸出5V，則需要使用低壓差的穩壓集成塊，如附圖所示的型號。
也可以使用3隻普通的整流二極體降壓，也能得到5V的較為穩定的電壓，二極體的允許電流大於你需要的電流即可
7805為定值三端集成穩壓塊。輸出為+5V穩定電壓，最高輸入極限電壓36，最低輸入電壓7V，極限電流1000mA，集成穩壓塊的最佳工作狀態是輸入電壓與輸出電壓間的壓差在3~4V左右。壓差太大可在輸入前端串聯幾個二極體降壓，這樣穩壓塊就不會很燙了。
正面面對7805，左邊管腳是高電位輸入，中間管腳為公共接地端，右邊管腳為輸出端。
電壓過高會發熱嚴重甚至擊穿穩壓塊，電壓過低則輸出電壓達不到穩定的目的
7805為定值三端集成穩壓塊。輸出為+5V穩定電壓，最高輸入極限電壓36，最低輸入電壓7V，極限電流1000mA，集成穩壓塊的最佳工作狀態是輸入電壓與輸出電壓間的壓差在3~4V左右。壓差太大可在輸入前端串聯幾個二極體降壓，這樣穩壓塊就不會很燙了。
穩壓二極體，英文名稱Zener diode，又叫齊納二極體。利用pn結反向擊穿狀態，其電流可在很大範圍內變化而電壓基本不變的現象，製成的起穩壓作用的二極體。 ［1］ 此二極體是一種直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高電阻的半導體器件。在這臨界擊穿點上，反向電阻降低到一個很小的數值，在這個低阻區中電流增加而電壓則保持恆定，穩壓二極體是根據擊穿電壓來分檔的，因為這種特性，穩壓管主要被作為穩壓器或電壓基準元件使用。穩壓二極體可以串聯起來以便在較高的電壓上使用，通過串聯就可獲得更高的穩定電壓。
原理
穩壓二極體的伏安特性曲線的正向特性和普通二極體差不多，反向特性是在反向電壓低於反向擊穿電壓時，反向電阻很大，反向漏電流極小。但是，當反向電壓臨近反向電壓的臨界值時，反向電流驟然增大，稱為擊穿，在這一臨界擊穿點上，反向電阻驟然降至很小值。儘管電流在很大的範圍內變化，而二極體兩端的電壓卻基本上穩定在擊穿電壓附近，從而實現了二極體的穩壓功能。 ［1］
主要參數
1.Uz— 穩定電壓
指穩壓管通過額定電流時兩端產生的穩定電壓值。該值隨工作電流和溫度的不同而略有改變。由於製造工藝的差別，同一型號穩壓管的穩壓值也不完全一致。例如，2CW51型穩壓管的Vzmin為3.0V， Vzmax則為3.6V。
2.Iz— 額定電流
指穩壓管產生穩定電壓時通過該管的電流值。低於此值時，穩壓管雖並非不能穩壓，但穩壓效果會變差;高於此值時，只要不超過額定功率損耗，也是允許的，而且穩壓性能會好一些，但要多消耗電能。
3.Rz— 動態電阻
指穩壓管兩端電壓變化與電流變化的比值。該比值隨工作電流的不同而改變，一般是工作電流愈大，動態電阻則愈小。例如，2CW7C穩壓管的工作電流為 5mA時，Rz為18Ω;工作電流為1OmA時，Rz為8Ω;為20mA時，Rz為2Ω ; 》 20mA則基本維持此數值。
4.Pz— 額定功耗
由晶片允許溫升決定，其數值為穩定電壓Vz和允許最大電流Izm的乘積。例如2CW51穩壓管的Vz為3V，Izm為20mA，則該管的Pz為60mWo
5. α---溫度係數
如果穩壓管的溫度變化，它的穩定電壓也會發生微小變化，溫度變化1℃所引起管子兩端電壓的相對變化量即是溫度係數（單位：﹪/℃）。一般說來穩壓值低於6V屬於齊納擊穿，溫度係數是負的；高於6V的屬雪崩擊穿，溫度係數是正的。溫度升高時，耗盡層減小，耗盡層中，原子的價電子上升到較高的能量，較小的電場強度就可以把價電子從原子中激發出來產生齊納擊穿，因此它的溫度係數是負的。雪崩擊穿發生在耗盡層較寬電場強度較低時，溫度增加使晶格原子振動幅度加大，阻礙了載流子的運動。這種情況下，只有增加反向電壓，才能發生雪崩擊穿，因此雪崩擊穿的電壓溫度係數是正的。這就是為什麼穩壓值為15V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸增大的，而穩壓值為5V的穩壓管其穩壓值隨溫度逐漸減小的原因。例如2CW58穩壓管的溫度係數是+0.07%/°C，即溫度每升高1°C，其穩壓值將升高0.07%。
對電源要求比較高的場合，可以用兩個溫度係數相反的穩壓管串聯起來作為補償。由於相互補償，溫度係數大大減小，可使溫度係數達到0.0005%/℃。
6.IR— 反向漏電流
指穩壓二極體在規定的反向電壓下產生的漏電流。例如2CW58穩壓管的VR=1V時，IR=O.1uA;在VR=6V時，IR=10uA。
故障特點
穩壓二極體的故障主要表現在開路、短路和穩壓值不穩定。在這3種故障中，前一種故障表現出電源電壓升高；後2種故障表現為電源電壓變低到零伏或輸出不穩定。
識別判斷
正負極識別
從外形上看，金屬封裝穩壓二極體管體的正極一端為平面形，負極一端為半圓面形。塑封穩壓二極體管體上印有彩色標記的一端為負極，另一端為正極。對標誌不清楚的穩壓二極體，也可以用萬用表判別其極性，測量的方法與普通二極體相同，即用萬用表R×1k檔，將兩表筆分別接穩壓二極體的兩個電極，測出一個結果後，再對調兩表筆進行測量。在兩次測量結果中，阻值較小那一次，黑表筆接的是穩壓二極體的正極，紅表筆接的是穩壓二極體的負極。這裡指的是指針式萬用表。
色環穩壓二極體識別
色環穩壓二極體國內產品很少見，大多數來自國外，尤其以日本產品居多。一般色環穩壓二極體都標有型號及參數，詳細資料可在元件手冊上查到。而色環穩壓二極體體積小、功率小、穩壓值大多在10V以內，極易擊穿損壞。色環穩壓二極體的外觀與色環電阻十分相似，因而很容易弄錯。色環穩壓二極體上的色環代表兩個含義：一是代表數字，二是代表小數點位數（通常色環穩壓二極體都是取一位小數，用棕色表示。也可理解為倍率即：×10（的－1次方），具體顏色對應的數字同色環電阻）
由於小功率穩壓二極體體積小，在管子上標註型號較困難，所以一些國外產品採用色環來表示它的標稱穩定電壓值。如同色環電阻一樣，環的顏色有棕、紅、橙、黃、綠、藍、紫、灰、白、黑，它們分別用來表示數值1、2、3、4、5、6、7、8、9、0。
有的穩壓二極體上僅有2道色環，而有的卻有3道。最靠近負極的為第1環，後面依次為第2環和第3環。
僅有2道色環的。標稱穩定電壓為兩位數，即「×× V」（幾十幾伏）。第1環表示電壓十位上的數值，第2環表示個位上的數值。如：第1、2環顏色依次為紅、黃，則為24V。
有3道色環，且第2、3兩道色環顏色相同的。標稱穩定電壓為一位整數且帶有一位小數，即「×。× V」（幾點幾伏）。第1環表示電壓個位上的數值。第2、3兩道色環（顏色相同）共同表示十分位（小數點後第一位）的數值。如：第1、2、3環顏色依次為灰、紅、紅，則為8.2V。
有3道色環，且第2、3兩道色環顏色不同的。標稱穩定電壓為兩位整數並帶有一位小數，即「××。× V」（幾十幾點幾伏）。第1環表示電壓十位上的數值。第2環表示個位上的數值。第3環表示十分位（小數點後第一位）的數值。不過這種情況較少見，如：棕、黑、黃（10.4V）和棕、黑、灰（10.8V）常用穩壓二極體的型號對照表（註：後面的二極體型號是以1開頭的，如1N4728，1N4729等）
與普通整流二極體的區分
首先利用萬用表R×1K擋，按把被測管的正、負電極判斷出來。然後將萬用表撥至R×10K擋上，黑表筆接被測管的負極，紅表筆接被測管的正極，若此時測得的反向電阻值比用R×1K擋測量的反向電阻小很多，說明被測管為穩壓管；反之，如果測得的反向電阻值仍很大，說明該管為整流二極體或檢波二極體。這種識別方法的道理是，萬用表R×1K擋內部使用的電池電壓為1.5V，一般不會將被測管反向擊穿，使測得的電阻值比較大。而R×10K擋測量時，萬用表內部電池的電壓一般都在9V以上，當被測管為穩壓管，切穩壓值低於電池電壓值時，即被反向擊穿，使測得的電阻值大為減小。但如果被測管是一般整流或檢波二極體時，則無論用R×1K擋測量還是用R×10K擋測量，所得阻值將不會相差很懸殊。注意，當被測穩壓二極體的穩壓值高於萬用表R×10K擋的電壓值時，用這種方法是無法進行區分鑑別的。
7805和5V穩壓二極體 輸出都是5V，7805的穩壓效果（也就是紋波）和功率參數（輸出的最大電流）都比穩壓二極體好。且7805是串聯型的，穩壓二極體是並聯使用的，7805的輸出電流大概為1A，穩壓二極體的輸出電流通常只有幾十毫安，兩者不能直接替代。
關於7805三端穩壓管的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
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