Как работает стабилизатор напряжения LM7805?

Регуляторы напряжения достигают «жесткости» с помощью контура управления с обратной связью, где «жесткость» означает, что большое изменение тока нагрузки вызывает небольшое изменение напряжения.

Как импульсные, так и линейные регуляторы включают в себя контур управления (исторически аналоговый... некоторые из более новых коммутаторов используют цифровые контуры управления) для регулировки некоторых параметров схемы, чтобы выходное напряжение оставалось постоянным при наличии изменений тока нагрузки и изменений входного напряжения. .

В линейном регуляторе параметром схемы является схема управления проходным транзистором (которая создает базовый ток для силового транзистора NPN/PNP, напряжение затвора для полевого МОП-транзистора).

В импульсном регуляторе параметром схемы является рабочий цикл переключающего элемента (элементов).

Таким образом, есть две области, которые вам нужно понять, если вы хотите вникнуть в детали работы регуляторов:

• проектирование топологии (достижение требуемых пределов тока/напряжения/и т. д.)
• настройка контура управления + стабильность

Регуляторы напряжения имеют транзистор, который в контуре управления может иметь большую или меньшую проводимость в зависимости от потребности, так что это немного похоже на переменный резистор.
На этой схеме показан основной принцип, на котором построено большинство линейных регуляторов:

Стабилитрон представляет собой версию на 6,2 В, поэтому узлу с пометкой «обратная связь» требуется около 6,8 В для обеспечения проводимости Q1. R1+R2 делят выходное напряжение на 2, поэтому на выходе получается 13,6 В.
Если бы выходное напряжение увеличилось, транзистор Q1 начал бы проводить ток и потянул бы вниз базу транзистора Q2, так что ток Q2 уменьшился бы на выходе, и его напряжение снова уменьшилось бы.
Если выходное напряжение упадет ниже установленного значения 13,6 В, Q1 выключится, и через R3 входное напряжение подаст на Q2 достаточный ток, чтобы выходное напряжение снова увеличилось.
Таким образом, Q1 позаботится о том, чтобы на выходе оставалось 13,6 В.

Это очень простая установка, и стабильность и регулирование линии не оптимальны. Встроенные регуляторы напряжения добавят дополнительные компоненты для повышения (температурной) стабильности, ограничения тока и защиты от перегрева.

Это отличный способ понять теорию. Линейный регулятор будет использовать транзистор для понижения напряжения в качестве встроенного резистора (транзистор можно смоделировать как переменное сопротивление) с обратной связью, изменяющей его сопротивление, чтобы получить очень надежное выходное напряжение. Этот метод очень малошумный, но в целом неэффективный.

Страница в Википедии не так уж плоха, чтобы узнать о них. Импульсные регуляторы используют метод, который можно рассматривать как зарядовый насос, использующий преимущества катушек индуктивности, изменяющих напряжение для подачи постоянного тока.

По сути, да. Есть проходной транзистор, сопротивление которого изменяется так, что выходное напряжение остается постоянным. Это как переменный резистор, а не потенциометр:

_{(источник: techitoutuk.com )}

Величина сопротивления регулируется усилителем обратной связи. Он регулирует сопротивление таким образом, чтобы напряжение на выходе было постоянным, независимо от изменений напряжения источника или сопротивления нагрузки.

Помогает ли эта упрощенная схема?

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Специфика внутреннего устройства в основном описана выше и опубликована в спецификациях. Если вы не можете распознать общие схемы на реальной схеме 7805 и разобраться в деталях сложной внутренней схемы, то, боюсь, это слишком сложно для детализации здесь.

В других ответах и ​​комментариях уже есть множество ссылок, которые должны вам помочь.

Bitrex дал описание внутренней функции LM7805. Я думаю, что это далеко от реальности. Если кто-то хочет узнать, как это работает, я рекомендую прочитать http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=snva512&fileType=pdf Роберта Видлара. И вы найдете опорное напряжение в зеленой рамке, идентифицируйте красную рамку как пусковую цепь и тепловое отключение, Zdiode в фиолетовой рамке как защиту SOA и т. д. С наилучшими пожеланиями, KPK