Comment fonctionne un régulateur de tension LM7805?
Réponses:
Les régulateurs de tension atteignent la «rigidité» via une boucle de commande de rétroaction, où la «rigidité» signifie qu'un grand changement du courant de charge provoque un petit changement de tension.
Les régulateurs de commutation et linéaires comprennent une boucle de contrôle (historiquement analogique ... certains des commutateurs les plus récents utilisent des boucles de contrôle numériques) pour ajuster certains paramètres du circuit afin que la tension de sortie reste constante en présence de changements de courant de charge et de tension d'entrée. .
Dans un régulateur linéaire, le paramètre du circuit est le circuit de commande du transistor de passage (qui produit un courant de base pour un transistor de puissance NPN / PNP, une tension de grille pour un MOSFET).
Dans un régulateur à découpage, le paramètre du circuit est le rapport cyclique du ou des éléments de commutation.
Il y a donc vraiment deux domaines que vous devez comprendre si vous voulez entrer dans les détails du fonctionnement des régulateurs:
- conception de la topologie (atteindre les limites requises de courant / tension / etc.)
- réglage de la boucle de contrôle + stabilité
Les régulateurs de tension ont un transistor qui, dans une boucle de commande, peut conduire plus ou moins, selon la demande, c'est donc un peu comme une résistance variable.
Ce schéma montre le principe de base sur lequel la plupart des régulateurs linéaires sont construits:
La diode zener est une version 6.2V, donc le nœud marqué "feedback" a besoin d'environ 6.8V pour conduire Q1. R1 + R2 divisent la tension de sortie par 2, ce qui fait que la sortie est de 13,6 V.
Si la tension de sortie augmentait, Q1 commencerait à conduire et tirerait la base de Q2 vers le bas, de sorte que Q2 fournirait moins de courant à la sortie et sa tension diminuerait à nouveau.
Si la tension de sortie descend en dessous de la tension définie de 13,6 V, Q1 s'éteint et via R3, la tension d'entrée donnera à Q2 un courant suffisant pour que la tension de sortie augmente à nouveau.
Ainsi, Q1 s'assurera que la sortie reste à 13,6V.
Il s'agit d'une configuration très basique, et la stabilité et la régulation de ligne ne sont pas optimales. Les régulateurs de tension intégrés ajouteront des composants supplémentaires pour une stabilité (température) accrue, une limitation du courant et une protection contre la surchauffe.
C'est un excellent moyen de comprendre la théorie. Un régulateur linéaire utilisera un transistor pour abaisser la tension en tant que résistance en ligne (le transistor peut être modélisé comme une résistance variable) avec une rétroaction modifiant sa résistance pour obtenir une tension de sortie très fiable. Cette méthode est très silencieuse mais pas économe en énergie en général.
La page wikipedia n'est pas mal du tout pour en savoir plus. Les régulateurs de commutation utilisent une méthode qui peut être plus qu'une pompe de charge, profitant des inductances qui changent de tension pour pousser un courant continu.
Essentiellement, oui. Il y a un transistor de passage qui change de résistance afin que la tension de sortie reste constante. C'est comme une résistance variable, pas un potentiomètre:
(source: techitoutuk.com )
La quantité de résistance est contrôlée par un amplificateur à rétroaction. Il ajuste la résistance de sorte que la tension à la sortie soit constante, indépendamment des changements de la tension source ou de la résistance de charge.
Ce circuit simplifié est-il utile?
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
Les spécificités des internes sont fondamentalement les précédentes et sont publiées dans les fiches techniques. Si vous ne pouvez pas reconnaître les circuits communs dans le schéma 7805 réel et comprendre les détails des circuits internes complexes, alors je crains que ce soit beaucoup trop compliqué à détailler ici.
Il existe de nombreux liens déjà donnés dans les autres réponses et commentaires, qui devraient cependant vous aider à progresser.
Bitrex a donné une description de la fonction interne du LM7805. Je pense que c'est loin de la réalité. Si l'on veut savoir comment cela fonctionne, je recommande de lire http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snva512&fileType=pdf par Robert Widlar. Et vous trouverez la référence de tension dans la boîte verte, identifiez la boîte rouge comme circuit de démarrage et arrêt thermique, la Zdiode dans la boîte violette comme protection SOA, etc. Cordialement KPK