你将会看到8个板块内容:
项目简介、设计方案、电路事理、事理图设计、PCB设计、焊接与调试、项目资料、设计图。
关注立创EDA的小伙伴该当会创造,这是低廉甜头芯片传授教化的第二部了。

第一部的链接我会放在文章最下方,大家可以根据须要选择是否点击查看。
一、项目简介
1.1 概述
78L05是一种固定电压(5V)三端集成稳压器,78系列是正电压输出,型号中间的字母常日表示输出电流大小,L表示输出最大电流为100mA,05表示输出电压为5V。
凭借体积小、重量轻、价格便宜、稳定可靠、有安全保护、热关断特性等多种优秀品质,深得工程师和爱好者的喜好,广泛运用在各种电源电路中。
那么现在我们来根据78L05的内部构造一起来DIY一款自己的芯片,我把它命名为LC78L05。
图1-1 LC78L05_TO-92封装
1.2 设计特点
利用分立器件搭建,深入学习电路利用直插器件,便于初学者焊接与调试板载喷鼻香蕉头与排针接口,便于调试与扩展搭配测试底板,完成78L05规实验的学习1.3 运用电路
线性稳压源电流调节器开关稳压电源恒流稳压电路固定输出稳压电路二、总体设计方案2.1 内部构造
根据厂商所供应的78L05数据手册中,找到如下图中的内部构造电路图。
如图可知78L05三端稳压器由启动电路、基准电压电路、过热保护电路、偏差放大器电路和安全事情区保护电路所组成。
图2-1 78L05的内部构造电路图
图2-2 78L05的内部电路框图
2.2 引脚解释
78L05的电路符号如图2-3所示,1脚为输出端(OUTPUT),2脚为地(GND),3脚为输入端(INPUT)。
图2-3 78L05的电路符号
2.3 范例运用
78L05是线性稳压,所输出波形杂波比较严重,而且输出会复制输入的波形,以是在78L05的输入输出前后都要加电容滤波,如图2-4所示。
图2-4 78L05的范例运用
三、电路事理
78L05的事情事理便是:输入电压经启动电路为基准电压电路供应初始的偏置,由偏差放大器电路放大偏置,当高温过热时会保护,末了在事情区保护电路中调节微调电阻输出平稳的5V电压。
3.1 启动电路
场效应管Q1、三极管Q2、电阻R1以及稳压管VD1组成启动电路,它为基准电压电路供应初始的偏置Vbias。
图3-1 启动电路
3.2 基准电压电路
为了更好地理解电路,先先容和78L05电路有关的基本电路—零温度系数基准电压电路。
如图3-2所示,图左为零温度系数基准电压电路,图右为它的等效电路。
稳压管Dz有正温度系数,NPN三极管基射极电压有负温度系数,n个和m个二极管(包括三极管Q)的导通电压UBE基本相同。
图3-2 零温度系数基准电压电路
由于电阻R1和R2的材料相同,R1和R2有同样的温度系数,当温度变革时,其比值不会改变,故UREF的温度系数为:
可以看出,在m、n、稳压管的UDz和二极管UBE的温度系数确定的情形下,只要R1和R2按上式取值,就可以使基准电压UREF为零。
78L05的基准电压电路与上面先容的零温度系数基准电路相似,基准电压电路的稳压管随之启动电路供应的输出偏置上升到稳压事情值时,启动电路会与基准电压电路断开。
图3-3 基准电压电路
3.3 过热保护电路
三极管Q1,Q2和电阻R1,R2组成过热保护电路。
当78L05正常事情时,Q1基极与发射极压降Vbe1≈0.3V,Q1和Q2截止。
随着温度的升高,Q1的BE结负温度系数的增加,使得Q1开始导通,进而Q2也导通,Q2从偏差放大器负反馈电压调度电路的三极管等分流,形成过热保护。
图3-4 过热保护电路
3.4 偏差放大器电路
三极管Q1~Q4与电阻R1~R4组成偏差放大器(差动放大器)电路,偏差放大器的浸染是通过比较取样电压(VQ),与基准电压(VREF)之问的偏差値来产生偏差电压(Vσ),Vσ负反馈给VREF进而调节使输出电压坚持不变。
图3-5 偏差放大器电路
3.5 事情区保护电路
稳压管VD1、VD2,三极管Q1~Q3,电阻R1~R7和微调电阻RP1组成安全事情区保护电路,如图3-6所示,通过调节微调电阻RP1,使其输出平稳的5V电压。
图3-6 安全事情区保护电路
四、事理图设计
4.1 新建工程
打开立创EDA。
创建工程并命名:【仿照电路】78L05三端稳压器;
事理图文件命名:SCH_78L05三端稳压器。
根据以下电路进行绘制电路事理图。
图4-1 78L05三端稳压器电路图
4.2 器件选型
在本项目的元器件选型中。
三极管利用:NPN型的9014以及PNP型的9012;
电阻选择:1/4W的直插电阻即可;
芯片引脚用排针与喷鼻香蕉头接口引出,便于安装与测试。
温馨提示:
所有器件可直接在立创EDA的元件库中进行搜索,如果对元器件不熟习,也可以通过复制物估中的商品编号进行搜索(每一个元器件在立创商城都有唯一的商品编号),如果涌现物料缺货情形,亦可选择其他可更换物料。
例如2SK170缺货,通过管子特性及电路剖析,可以选择用BS170更换。
相信聪明的你对各个元器件在电路中的浸染有所理解,那么改换个别物料也不会影响到电路的事情性能的,理解电路事情特性后,电路选型也就变得大略了。
图4-2 元器件搜索示意图
图4-3 通过商品编号搜索示意图
4.3 物料清单
五、PCB设计完成事理图设计后,并经由检讨电路与网络连接精确。
点击顶部菜单栏的“设计” → “事理图转PCB”(快捷键为Alt+P),随即会天生一个PCB设计界面。
可先暂时忽略弹出的边框设置,然后将PCB文件保存到工程文件中,并命名为:PCB_78L05三端稳压器。
5.1 边框设计
在绘制PCB前需根据个人意愿以及元器件数量所占空间确定PCB的形状及边框大小,若无分外外壳哀求,一样平常设计成矩形、圆形以及正方形。
在设计该项目时,秉承着大小得当,都雅大方的原则,我们在顶部工具菜单栏下的边框设置选型中设定:
长:100mm;
宽:70mm;
圆角半径:2mm;
形状类型:圆角矩形。
实际板框大小会随着布局布线进行调度。
如果太小可适当放大,太大也可缩小边框,风格样式可自由发挥,但只管即便掌握在10cm10cm之内,这样就可以到嘉立创免费打样啦~
图5-1 边框设置
图5-2 78L05三端稳压器边框示意图
5.2 PCB布局
在绘制完板框形状后,接下来进行PCB设计的第二步,对元器件进行分类和布局。
分类指的是按照电路事理图的功能模块把各个元器件进行分类,图中有很多三极管和电阻,但哪一个三极管和电阻是连到一起的呢?
这里须要我们用到立创EDA所供应的布局通报功能。
第一步:确保PCB工程已保存到事理图文件的同一个工程文件夹中。
第二步:框选事理图中的某一电路模块。
比如:
选中二极管保护电路,然后点击顶部菜单栏中的 ”工具” → ”布局通报“ (快捷键为Ctrl+Shift+X)。如此,PCB页面所对应的元器件就好进行选中并按照事理图布局进行摆放。
利用这个方法将各个电路模块进行分类后依次摆放在前面所放置的边框中。
在布局的时候要把稳!
!
务必摆放整洁。
根据飞线的指引、事理图旗子暗记的流向、器件连接关系进行摆放,可以把事理图器件摆放得非常整洁。
在布局的过程中把稳接口位置,比如我们把排针以及喷鼻香蕉头接口按照旁边下摆放,布局参考如图5-3所示。
图5-3 PCB布局参考图(飞线已隐蔽)
5.3 PCB走线
接下来进行PCB设计的第三步:PCB走线,全称为印刷电路板布线(PCB LAYOUT)。
由于电路板有顶面与底面两个面,在PCB走线也就可以分为顶层和底层走线。
个中,顶层走线默认是赤色线,底层为蓝色线,也可按照个人喜好设置其他颜色。
走线,也便是在电路板中按照飞线连接导线,将相同的网络连接起来即可。
首先选择层与元素中要走线的层,然后点击导线工具进行连线(快捷键为W)。
看似大略的连连看,个中须要我们耐心地进行调度。元器件的摆放布局也会影响走线的难度,以是还须要在走线过程中进一步调整布局,进一步优化。
前面所先容的PCB布局相称于是在给走线做铺垫,布局好了,走线也就自然顺畅了。
在该项目的走线中供应以下几点参考建议:
电源线设置为35mil,旗子暗记线设置为20mil宽度走线以顶层走线为主,走不通的可以切换到底层进行连接走线过程中优先走直线,须要拐弯的地方以钝角或圆弧拐弯为主末了加上泪滴,添加丝印标记该PCB板的尺寸以及接口功能布线参考如图5-4所示。
初次设计可参考下图进行走线,也可自由设计属于你的78L05三端稳压器芯片。
图5-4 PCB走线参考图
图5-5 PCB-3D预览图
六、焊接与调试
6.1 硬件焊接
拿到板子和元器件后应先检讨物料是否有缺失落和遗漏,检讨无误后再进行焊接。
焊接原则是先低后高,首先把电阻,电容和二极管焊接到板子上,然后再焊接三极管,排针,末了安装喷鼻香蕉头接口。
直插器件的焊接手法如下图所示。
把稳焊接时对准位置,检讨元器件型号是否精确,锡线是否虚焊,避免影响电路性能,导致电路不能正常事情。
图6-1 电阻焊接操作图
图6-2 三极管焊接操作图
图6-3 PCB装置图
图6-4 未焊接PCB板
图6-5 PCBA实物图
图6-6 PCB-3D图
6.2 硬件调试
完成焊接第一步,切勿直接上电测试,纵然你很愉快,顺利完成了元器件的焊接,但也不能心急。
焊接完成后须要利用万用表检讨电源与地是否短路,焊接过程中有没有涌现短路以及断路的情形,检讨无误后方能进行上电测试。
将电路板接7V~12V直流电源,电源应遵照从小到大调节的原则,调节微调电阻RP1测输出电压为5V即可。
如输出电压不正常,应检讨电路是否有错焊、虚焊等问题,直到输出电压正常。
图6-7 5V输出电压测试图
输出电压精度测试,输出端接1W60Ω电阻,接通电源后这时输出电流约80mA。
如图6-8所示,调输入端不同电压,用数字万用表测输出电压值,如表6-1数据。
表6-1 7V~12V输出电压精度表
图6-8 输出电压精度测试图
七、项目资料
特殊感谢俞虹老师为该项目所供应的资料支持~
八、设计图
事理图
PCB图
3D图
按这样的步骤,属于我的LC78L05芯片就完成啦!
你也快去试试吧!
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