ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ |
Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2018
Cabe Atwell
Electronic Design
Почтенная серия 78xx продолжает движение вперед, но на ее пути появляются конкуренты, предлагаемые несколькими компаниями
Вопрос о том, когда именно были разработаны линейные регуляторы серии 78xx, или когда они попали на рынок, до сих пор остается дискуссионным. Кто-то скажет вам, что они произошли от микросхемы линейного регулятора напряжения µA723, разработанной Бобом Видларом (Bob Widlar) для Fairchild Semiconductor еще в 1967 году. Другие связывают эту дату с появлением первых истинно трехвыводных регуляторов LM109/309, разработанных, опять же, Видларом для National Semiconductor в 1969 году. Независимо от того, чье мнение считается правильным, с точки зрения конструкции линейные стабилизаторы напряжения изменились очень мало и надежно служат нам почти 50 лет.
Как и их предшественники, линейные стабилизаторы фиксированных напряжений серии 78xx предназначены для того, что превратить нестабилизированное входное напряжение в точное напряжение, требуемое в схеме. Микросхемы регуляторов напряжения можно найти в бесчисленных электронных устройствах, как на нынешних, так и на прошлых рынках – в персональных компьютерах, DVD-плеерах, спутниках, роботах, и даже в популярных одноплатных компьютерах, подобных Arduino Uno. Несмотря на существование более совершенных интегральных регуляторов напряжения (таких, например, как синхронный понижающий преобразователь Texas Instruments TPS549B22), семейство 78xx все еще не сдает своих позиций благодаря простоте использования и низкой цене.
 |
||
| Линейные стабилизаторы напряжения серии 78xx. (Фото Silverxxx – Wikipedia). | ||
В обозначении серии 78xx буквы «xx» заменяют две цифры, соответствующие выходному напряжению. Например, напряжение на выходе знаменитой 7805 равно 5 В, тогда как 7824 поддерживает стабилизированное напряжение 24 В. Микросхемы семейства являются регуляторами положительного напряжения, вырабатывающими напряжение, положительное относительно общей шины земли. Они построены на больших транзисторах, управляющих количеством поступающей на выход мощности, а все неиспользуемое напряжение уходит на нагрев прибора. Если, скажем, входное напряжение равно 9 В, а линейный регулятор рассчитан на 5 В, лишние 4 В превращаются в тепловую энергию, что ограничивает возможности использования этих приборов.
Среди всех микросхем этой серии, самая высоковольтная из которых имеет обозначение 7824, наиболее популярна 7805, выпускаемая в корпусах TO-220, TO-92 и TO-3. Она широко используется для питания схем транзисторно-транзисторной логики, аналоговых усилителей, микроконтроллеров и одноплатных компьютеров. 78xx дополняется серией 79xx стабилизаторов отрицательных напряжений (7905 стабилизирует напряжение –5 В). Микросхемы серии 79xx находят применение в конструкциях источников питания ATX, а обе серии вместе – для питания одной схемы положительным и отрицательным током.
 |
||
| Схема включения микросхемы стабилизатора 7805. | ||
У микросхем семейства 78xx есть свои преимущества, и свои недостатки. Основными преимуществами являются отсутствие необходимости в дополнительных компонентах для регулирования напряжения и наличие встроенной защиты от бросков напряжения и коротких замыканий. Основной недостаток заключается в том, что использовать микросхему без теплоотвода можно лишь до тех пор, пока входное напряжение превышает выходное не более чем на 2 В, что делает регуляторы непригодными для некоторых устройств или проектов.
По прошествии почти 50 лет возникает вопрос: что ждет микросхему 7805 впереди, и есть ли прямой преемник, чтобы занять ее место? Как правило, микросхемы регуляторов напряжения, как и другие технологии, регулярно совершенствуются, и то же самое можно сказать о 7805 и остальной части семейства 78xx. Такие компании, как Dimension Engineering, Recom и уже упоминавшаяся Texas Instruments, среди множества других, предлагают замечательные альтернативы с дополнительными возможностями.
Так, например, Murata Manufacturing недавно выпустила серию трехвыводных неизолированных DC/DC преобразователей OKI-78SR-E, которые компания охарактеризовала как высокоэффективную прямую замену серии 78xx. Три модуля этой серии предназначены для стабилизации выходных напряжений 3.3 В, 5 В и 12 В при максимальных токах нагрузки 1.5 А, 1.5 А и 1 А, соответственно.
 |
||
| Линейка DC/DC преобразователей фирмы Murata, разработанных для замены устаревающих 7805. |
||
По утверждению компании, новейшие технологии сборки приборов серии OKI-78SR-E позволили создать лучший в отрасли модуль питания, устанавливаемый на печатную плату. Он подходит для широкого диапазона приложений – от высоконадежного сетевого и телекоммуникационного оборудования до средств железнодорожной сигнализации и связи, систем управления освещением и компьютеров.
Хотя характеристики альтернатив серии 78xx, предлагаемых Murata и другими компаниями, и превосходны, по доступности они не могут даже приблизиться к 78xx (цены на DC/DC преобразователи Murata начинаются от $2.69). Так что старые, проверенные, надежные, практически ничего не стоящие регуляторы, которые окружали нас на протяжении половины столетия, скорее всего, останутся с нами еще не один десяток лет.
