Как я могу ограничить входное напряжение постоянного тока от выпрямленного источника переменного тока, чтобы оно оставалось в пределах для 7805?

У меня есть источник переменного тока, который при выпрямлении конденсатором 470 мкФ дает 38 В постоянного тока без нагрузки. У меня есть 7805 ( TO-220 ), который, как указано в техническом описании, имеет максимальное входное напряжение 35 В постоянного тока. Я пытаюсь запитать модуль ESP8266 , который при подключении к настольному источнику питания показывает, что он использует менее 100 мА и, возможно, 100 мА, когда он питает реле. Могут быть всплески тока, которые измерители электропитания недостаточно быстры, чтобы их отображать.

При подаче 38 В непосредственно на 7805 я получаю 5 В постоянного тока, но при питании 8266 что-то происходит, и выходное напряжение падает примерно до 2,5 В. Я думаю, что регулятор отключается. Когда я последовательно подключаю резистор к входному напряжению (от 50 до 120 Ом, на самом деле маленькие лампочки), модуль работает правильно, пока я не активирую реле.

Если вместо источника переменного тока я использую настольный источник питания для подачи постоянного тока в мост, я могу провернуть источник питания до максимальных 30 В, и модуль работает нормально, 5 В постоянного тока стабильны.

Нужно ли мне искать другой способ генерировать 5 В постоянного тока из этого источника переменного тока, может быть, какой-то модуль импульсного источника питания, или я могу сделать что-то другое, кроме использования резистора огромной мощности, чтобы контролировать входное напряжение?

Что это за источник переменного тока?
Пегги, я согласен с рекомендацией использовать трансформатор для снижения напряжения. Это эффективно, и, учитывая, что вам нужно только 5 В постоянного тока в качестве выхода, бессмысленно линейно рассеивать такое большое накладное напряжение, и оно того стоит, чтобы использовать трансформатор, чтобы привести его в лучший диапазон того, что вам нужно. Вы можете просто добавить нагрузочный резистор в конденсаторную батарею. Для снижения пикового напряжения без нагрузки требуется не так много. Но, несмотря на простоту, я действительно думаю, что трансформатор окупится намного лучше. Он также подавляет всплески шума в линии питания переменного тока. Много хорошего в идее.
Вы должны использовать реле 5 В и использовать для него регулируемое 5 В? Почему не реле 12В или 24В?
Разве esp8266 не работает с 3,3 В?
@Tryingtogetsome OP, вероятно, имеет плату разработчика с входом 5 В для USB и регистром 3,3 В на плате.

Ответы (6)

Во-первых, эти старые LDO требуют небольшой нагрузки для правильной работы, но здесь проблема не в этом. Также нет источника переменного тока.

Основная проблема заключается в том, что вы просто не можете использовать 7805 для перехода от 38 В к 5 В, он проплавит пол, даже если вы используете TO220 с массивным радиатором и сводите текущую нагрузку к минимуму. Диапазон напряжения слишком велик. Просто не используйте для этой цели такие старые дрянные регуляторы, используйте импульсный регулятор.

но при включении 8266 что-то происходит и выходное напряжение падает примерно до 2,5 вольт. Я думаю, что регулятор отключается.

Да, он перейдет в термическое отключение, остынет, снова поднимется, и оттуда он будет колебаться взад и вперед.

в техническом паспорте указано, что максимальное входное напряжение составляет 35 В постоянного тока.

Самое первое, что вам нужно усвоить в электротехнике, это то, что когда в техническом описании указаны абсолютные максимальные номинальные значения , это говорит о значениях напряжения, которые деталь может выдержать в течение короткого промежутка времени. Это не нормальные рабочие условия, которые вы должны проектировать.

Рекомендуемые рабочие условия, приведенные ниже электрических характеристик, говорят о 25 В. Но по опыту мы знаем, что диапазон от 25 до 5 В тоже слишком большой, будет очень жарко. В те дни, когда люди все еще строили подобные вещи с дрянными LDO, вы могли соединить несколько из них и постепенно снижать напряжение. Например, LM317 до 15 В, затем 7805. И все же вам нужен TO220 и радиаторы для него.

Кроме того, в наши дни глобального потепления проектирование таких деталей с несуществующей эффективностью должно быть объявлено преступлением. Особенно последовательно после трансформатора 230 В переменного тока -> x В постоянного тока, который сидит в розетках людей и просто сгорает 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Такая огромная трата энергии.
«Прежде всего, эти старые LDO требуют небольшой нагрузки для правильной работы ...» - 7805 далеко не LDO ;)
@marcelm Да, я думаю, нам следует использовать термин линейный регулятор вместо LDO. В какой-то момент они продавались как низкий процент отсева.
При среднем потреблении «менее 100 мА» 7805 с большим радиатором должен быть теплым, но управляемым, это примерно 4 Вт отработанного тепла…
@rackandboneman Совсем недавно я вручную изготовил плату регулятора 7805 с целью устранения неполадок в переключающем регуляторе и обеспечения ВЧ-компонента чистым питанием. Потребляемый ток составлял около 50 мА, а питание составляло 24 В постоянного тока. С одним 7805 TO220 и радиатором он все еще сильно нагревался до такой степени, что вы могли бы обжечься, прикоснувшись к радиатору. Поэтому я сделал схему с LM317 последовательно, чтобы взять на себя половину удара, также с радиатором. Теперь плата может подавать 1 А или около того, не отключаясь от перегрева, но все же нагревается. Техническое описание, в котором говорится, что каждый из них может подавать 1,5 А в автономном режиме, является шуткой.

Самым простым решением является использование трансформатора с гораздо более низким выходным переменным напряжением. Также убедитесь, что у вас есть регуляторы высокочастотного байпаса. Проверьте свой 7805 и посмотрите, сколько ватт он может рассеивать, это указано в техпаспорте. Пока вы там, проверьте его максимальную рабочую температуру. Вероятно, она будет находиться в диапазоне около 62 градусов по Цельсию на ватт. Мощность вашего проекта рассчитывается путем умножения падения напряжения на 7805 на потребляемый ток. Вы обнаружите, что у вашего текущего источника переменного тока много тепла, вероятно, более чем достаточно, чтобы перевести его в режим тепловой защиты. Я бы посоветовал вам приобрести стандартную настенную розетку с номиналом около 12 В 2 А постоянного тока, это позволит вам делать много вещей и будет отлично работать с вашим 7805.

Импульсный источник питания, вероятно, является хорошим выбором и более эффективным, но альтернативой может быть использование трансформатора для снижения напряжения переменного тока перед выпрямлением. С трансформатором 4:1 вы получите 9 или 10 вольт после выпрямления вместо 38, поэтому ваш линейный регулятор будет соответствовать его спецификациям, и он будет превращать только ~ 50% входной мощности в тепло вместо ~ 85. %.

Кто-то должен упомянуть эмпирическое правило, согласно которому линейные регуляторы потребляют на своем входе тот же ток, что и на выходе*. Разница напряжений между входом и выходом, умноженная на ток, представляет собой количество тепла, которое необходимо утилизировать. Таким образом, в случае Пегги у нас есть 100 мА, умноженные на (38-5) вольт, равные 3,3 Вт. Это немного больше, чем ТО-220 может выпустить без посторонней помощи. -- *На самом деле немного больше, но не настолько, чтобы беспокоиться об этом в целом.

Если входное напряжение слишком высокое, вы можете предварительно отрегулировать его с помощью транзистора, резистора и стабилитрона. Эта схема тратит энергию впустую, но она устойчива к скачкам напряжения на входе, если правильно выбрать проходной транзистор. Вы по-прежнему поддерживаете точность существующего 3-х клеммного регулятора.

Вы можете использовать резисторный делитель перед входом 7805, чтобы уменьшить напряжение. Резисторы не выпадают. В качестве альтернативы, вы можете включить резистор последовательно с входом 7805, который будет поддерживать его входное напряжение выше падения напряжения при максимальной нагрузке, и второй резистор параллельно с этой последовательной комбинацией, чтобы поддерживать выходное напряжение выше 5 вольт при минимальной нагрузке. Дверь номер 2 сохраняет общую рассеиваемую мощность такой же, как и отсутствие резисторов, и минимизирует рассеяние 7805.

Во-первых... обратите внимание на допуски вашей сети. Например, это может быть 110 В +-20%. Это означает, что ваша схема должна безопасно справляться с выходным напряжением этого трансформатора, даже если на входе есть 132 В!

Затем ... вы можете использовать последовательные резисторы, параллельные (стабилизирующие) резисторы, дополнительные регуляторы напряжения, импульсный предварительный регулятор, другую конструкцию фильтра (например, CLC), дополнительные последовательные диоды в выпрямителе, немного дополнительной вторичной обмотки на трансформатор (последовательно и в обратной полярности с основной вторичной обмоткой) и многие другие способы немного снизить напряжение.