تحتاج كثير من الاجهزة الالكترونية و الدوائر الالكترونية إلى مصادر تغذية Power supply وان توفر هذه المصادر جهود وتيارات مستمرة DC ومستقرة ايضا. لذلك اليوم سوف نقوم بتصميم..
دائرة تغذية لتنظيم جهد مستمر 5V وتيار 1A وتتميز هذه الدائرة باستقرار عالي للجهد والتيار وذلك بدون اي Ripple او Noise في الخرج. وتستطيع استخدامها كمصدر تغذية مع الاجهزة والدوائر التي تحتاج إلى جهود منخفضة مثل: دوائر الميكروكنترولر ، الطابعة ، الاردوينو … الخ.
والدائرة التي نتحدث عنها اليوم اعتمادها الاساسي على منظمات الجهد Voltage Regulator تحديدا 7805 لتنظيم جهد 5V DC اكثر استقرارا وبتيار اقصاه 1A. واستخدامنا لـ 7805 يرجع ذلك لمميزاته في تنظم الجهد و منظم الجهد 7805 يحتوى داخليا على دائرة متكاملة.
|
Typ. |
MIN |
MAX |
UNIT |
|
|
VO Output Voltage |
5 |
4.8 |
5.2 |
V |
|
VI Input voltage |
12 |
25 |
V |
|
|
IO Output current |
1.5 |
A |
||
|
TJ Operating virtual junction temperature |
0 |
125 |
°C |
مميزات سلسلة منظمات الجهد 7800
- تنظيم وتوفير جهد 5v وتيار 100mA ويصل لـ 1000mA. داتا شيت 7800
- له القدرة على استقبال جهد من 7.5 حتى 18 فولت كحد اقصى ويستطيع في بعض الاحيان ان يصل الى 35 فولت لكن يحتاج لمبرد او مشتت للحرارة مناسب.
- الحماية من الجهد الزائد او وتتم عملية فصل للجهد في حالة ارتفاع درجة حرارته بشكل اوتوماتيك.
- سهل جدا في تصميم الدائرة الخاصة به، ومتوفر في الاسواق ويستخدم معاه مكونات متوفرة ايضا وشائعة.
الدائرة الالكترونية
مكونات الدائرة
Step down Transformer 220VAC to 9VAC
7805 Voltage Regulator
Fuss 1A
4*4001 Diode or bridge
Cap: 470uf , 2*0.1uf
عمل الدائرة يعتمد على تخفيض جهد المصدر وهو 220VAC وتحويله إلى 5VDC. ولكي تتم هذه العملية يمر الجهد باربع مراح في الدائرة: خفض الجهد Step down voltage و تقويم و توحيد الجهد Rectification و مرحلة التنعيم Smoothing ثم مرحلة التنظيم Regulation.
خفض الجهد Step down voltage: هي اول مرحلة حيث يتم فيها خفض الجهد من 220VAC إلى 9VAC. وذلك من خلال المحول الكهربي. وفي هذه الحالة حصلنا على جهد منخفض ولكن مازال متردد ، لذلك سوف يدخل فيما بعد الى مرحلة التقويم او التوحيد.
تقويم و توحيد الجهد Rectification: وهي عبارة 4 من عنصر الدايود يتم توصيلهم كما موضح في رسم الدائرة وهو المسئول عن عملية التوحيد. عملية تحويل الجهد أو التيار المتناوب إلى كمية مباشرة (DC)، اي قص الجزئ الموجب من اشارة التيار المتردد وعزلها وتسمة هذه العملية بالتقويم الموجي الكامل Full Wave Rectifier. ويوجد عنصر اسمه “Bridge rectifie” يقوم بعمل الاربع دايودات.
التنعيم Smoothing (Filter): الجهد الخارج من مرحلة التقويم هو عبار عن جهد نابض اي ليس مستقر مرة يصبح Vmax ومرة اخرى OV ويتم هذا الامر بشكل متكرر بتردد معين. فيتم وضع مع 4 دايودات مكثف كما موضح في رسم الدائرة ليقوم بعملية الشحن في جزئ معين من الإشارة ثم يقوم بعملية تفريغ في الجزء المنخفض فيقوم بعملية تنعيم لها. كما موضح في الشكل التالي..
التنظيم Regulation: عملية التنظيم هي الجزئ الاخير الدائرة التي نتحدث عنها اليوم او عموماً في دوائر Regulated Power Supply. المسئول عن هذه العملية هو 7805 حيث يقوم بعملية تثبيت الجهد عند 5V ويجعله اكثر استقراراً في حين ان الجهد الداخلي له 7V كحد ادنى ليقوم بعمله بالنحو المطلوب ويمكنه ان يتحمل حتى 25V كحد اقصى في جهد الدخل Input voltage ولكن مع وضع مشتت الحرار Heat sink المناسب له.
ويتم توصيل 7805 في الدائرة كما موضح فيها حيث يحتوى على ثلاث اطراف هما: Input و GND و Ouput. يتم توصيل الجهد المقوم إلى طرفه Input مع وضع مكثف 0.1uf لفلترة جهد الدخل من اي noise غير مرغوب فيها وتمريرها إلى GND. ويتم توصيل Output للدائرة او الجهاز او الحملي المراد تزويده بالجهد 5V مع وضع مكثف ايضاً 0.1uf ليقوم بنفس الامر.
ويفضل اضافة دايود على طرفي Output و Input لـ 7805 لحمايته من الاحمال عند توقف الدائرة. ويضاف الدايود بحيث يكون الطرف الموجب له على output لـ7805 والطرف السالب على Input.
مشتت الحرارة
 |
| مشتت حرارة |
والمبرد او ناثر الحرارة ( heatsink ) تستطيع توفيره بشكل صحيح من خلال المعادلة:
[input voltage – 5 ] × output current = Watt
مثال: نفترض ان الجهد الداخل للمنظم 9 فولت والامبير الي محتاجه 0.5 وبالتعويض في المعادلة يبقى هتكون
[9 – 5 ] × 0.5 = 2 Watt
يبقى احنا محتاجين ناثر للحرارة ينثر حرارة مقدارها 2 وات.
يمكنك ايضاً قراءة: مصدر تغذية بجهد مستمر -5 و+5 فولت باستخدام 7805 و7905
رائع جدا
شكرا لك، نتمنى لك التوفيق