5V直流电源设计
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5v电源电路的设计本设计是要设计一个+5V直流电源供电,这里没有直接的+5V电压,而直流电源的输入电压为220V的电网电压,在正常情况下,这一电网电压是远远的高于本设计所需的电压值,因而需要先使用变压器,将220V的电网电压降低后,再进行下一阶段的处理[4]。
变压器是这一电源电路起始部分,将220V的电网电压转变为本设计所需的较低的电压,就可以进行下一阶段的整流部分。
一般规定v1为变压器的高压侧,v2为变压器的低压侧,v1侧的线圈要比v2侧的线圈要多,这样就可以将220V 的电网电压降低,如图1所示:图1变压器单相桥式整流电路,就是将交流电网电压转换为所需电压,整流电路由四只整流二极管组成。
下面简单介绍一下单相桥式整流电路的工作原理,为简便起见,这里所选的二极管都是理想的二极管,二极管正向导通时电阻为零,反向导通时电阻无穷大。
在v2的正半周,电流从变压器副边线圈的上端流出,经过二极管D1,再由二极管D4流回变压器,所以D1、D4正向导通,D2、D3反向截止,产生一个极性为上正下负的输出电压。
在v2的负半周,其极性正好相反,电流从变压器副边线圈的下端流出,经过二极管D2,再由二极管D3流回变压器,所以D1、D4反向截止,D2、D3正向导通。
桥式整流电路利用了二极管的单向导电性,利用四个二极管,是它们交替导通,从而负载上始终可以得到一个单方向的脉动电压[6]。
单相桥式整流电路如图2所示:图2单相桥式整流电路本设计的滤波电路采用的是电解电容和二极管并联方式滤波,简单的讲就是电容两端电压升高时,电容充电,电压降低时,电容放电,让电压降低时的坡度变得平缓,从而起到滤波的作用。
这里选用电解电容是因为电解电容单位体积的电容量非常大,能比其它种类的电容大几十到数百倍,并且其额定的容量可以做到非常大,价格比其它种类相比具有相当大的优势,因为其组成材料都是普通的工业材料,比如铝等等。
电解电容并联二极管,有效防止了电压反相。
5V线性直流稳压电源一、技术参数:直流稳压输出:+5V最大输出电流:400mA二、设计思路1)变压--将市电降压至所需交流电。
2)整流--交流变脉动直流3)滤波--滤除脉动4)稳压--进一步消除纹波,提高电压的稳定性和带载能力三、稳压电源原理总体电路图四、单元电路设计及原理说明1)选择集成三段稳压器规格型号和管脚分布:字母:表示输出电流最大值数字:表示正负电压系列输出电流字母表示方法L M 无 S H P0.1A 0.5A 1A 2A 5A 10A7805特性参数:输出固定电压:+5V输出负载电流:1.0A输入与输出工作电压差 U=U I-U0:2V-3V2)变压器功率选择电源变压器的效率η=P2/P1其中 P2为变压器副边功率,P1为原边功率一般小型变压器的效率如下表:因此当计算出副边功率后,即可得出原边功率7805的输入与输出的压差的最小值(U I -U0)=2V,输入与输出的最大压差(U I -U0)=3V,(U I -U0)min≤U I -U0≤(U I -U0)max, 即2V≤U I -U0≤3V U0=5V即7V≤U I ≤8V此范围可任意选择,我们取8VU I=(1.1-1.2)U2 我们取1.15U2=8/1.15=6.9,取7V确定变压器副边电流I2=(1.5-2)I0 I0取最大值400mAI2=2*0.4=0.8A变压器副边功率P2=U2* I2=7*0.8=5.6VA电源变压器的效率η=P2/P1P1=P2/η=5.6/0.6=9.3VA,变压器功率取10VA3)选择整流电路中的二极管变压器副边电压U2=7V桥式整流电路中二极管承受的最高反向电压为:√2U2≈9.9V桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为I02=0.42=0.2A通过查手册最终选择1N4001参数:最大反向击穿电压U BR=50V大于9.9V,最大整流电流1A大于0.2A。
4)滤波电容的确定R L C电容放电时间常数越大,电容器放电越慢,输出电压平均值越大,一般可选大于C充电周期的3-5倍,而对于桥式整流电路来说C的充电周期等于交流电网周期的一半。
220v交流电转5v直流电的电源设计(电路图+详解)一.电路实现功能该电路输入家用220v交流电,经过全桥整流,稳压后输出稳定的5v直流电。
二.特点方便实用,输出电压稳定,最大输出电流为1A,电路能带动一定的负载三.电路工作原理从图上看,变压器输入端经过一个保险连接电源插头,如果变压器或后面的电路发生短路,保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。
变压器后面由4个二极管组成一个桥式整流电路,整流后就得到一个电压波动很大的直流电源,所以在这里接一个330uF/25V的电解电容。
变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波,在电容C1两端大约会有11V 多一点的电压,假如从电容两端直接接一个负载,当负载变化或交流电源有少许波动都会使C1两端的电压发生较大幅度的变化,因此要得到一个比较稳定的电压,在这里接一个三端稳压器的元件。
三端稳压器是一种集成电路元件,内部由一些三极管和电阻等构成,在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件,当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小,而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大,这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。
因为我们要输出5V的电压,所以选用7805,7805前面的字母可能会因生产厂家不同而不同。
LM7805最大可以输出1A的电流,内部有限流式短路保护,短时间内,例如几秒钟的时间,输出端对地(2脚)短路并不会使7805烧坏,当然如果时间很长就不好说了,这跟散热条件有很大的关系。
三端稳压器后面接一个105的电容,这个电容有滤波和阻尼作用。
最后在C2两端接一个输出电源的插针,可用于与其它用电器连接,比如MP3等。
虽然7805最大电流是一安培,但实际使用一般不要超过500mA,否则会发热很大,容易烧坏。
一般负载电有200mA以上时需要散热片。
四.设计过程平时对于5v 的直流电源需求的情况比较多,在单片机,以及一些电路中应用的较多,因此,为了更方便快捷的由220v 的交流电得到这样的电源,故设计了一个电路。
220v交流电转5v直流电的电源设计(电路图+详解)(2009-11-22 13:05:10)转载分类:电子科技标签:直流电源设计电路5v220vit一.电路实现功能该电路输入家用220v交流电,经过全桥整流,稳压后输出稳定的5v直流电。
二.特点方便实用,输出电压稳定,最大输出电流为1A,电路能带动一定的负载三.电路工作原理从图上看,变压器输入端经过一个保险连接电源插头,如果变压器或后面的电路发生短路,保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。
变压器后面由4个二极管组成一个桥式整流电路,整流后就得到一个电压波动很大的直流电源,所以在这里接一个330uF/25V的电解电容。
变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波,在电容C1两端大约会有11V 多一点的电压,假如从电容两端直接接一个负载,当负载变化或交流电源有少许波动都会使C1两端的电压发生较大幅度的变化,因此要得到一个比较稳定的电压,在这里接一个三端稳压器的元件。
三端稳压器是一种集成电路元件,内部由一些三极管和电阻等构成,在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件,当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小,而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大,这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。
因为我们要输出5V的电压,所以选用7805,7805前面的字母可能会因生产厂家不同而不同。
LM7805最大可以输出1A的电流,内部有限流式短路保护,短时间内,例如几秒钟的时间,输出端对地(2脚)短路并不会使7805烧坏,当然如果时间很长就不好说了,这跟散热条件有很大的关系。
三端稳压器后面接一个105的电容,这个电容有滤波和阻尼作用。
最后在C2两端接一个输出电源的插针,可用于与其它用电器连接,比如MP3等。
虽然7805最大电流是一安培,但实际使用一般不要超过500mA,否则会发热很大,容易烧坏。
一般负载电有200mA以上时需要散热片。
四.设计过程平时对于5v 的直流电源需求的情况比较多,在单片机,以及一些电路中应用的较多,因此,为了更方便快捷的由220v 的交流电得到这样的电源,故设计了一个电路。
安康学院学年论文﹙设计﹚题目交流220V转5V直流电源设计学生姓名学号所在院(系)电子与信息工程系专业班级指导教师2011年 8 月 3日电子与信息工程系学年论文(设计)开题报告姓名专业班级指导老师题目交流220V转5V直流电源设计1.本课题的基本内容直流电源属于模拟电子技术,其应用范围非常广泛。
其主要是为各种电子产品提供稳定的直流电压,使电子产品能够正常工作。
一般的直流电源具有四个基本部分,即变压,整流,滤波,稳压。
每一部分根据实际情况可以有不同的电路结构,但是工作原理基本一致。
2.本课题的重点和难点(1)使电压在负载变化时保持稳定(2)在输出电流过大时,使用特定的电路进行过载保护(3)使用集成稳压器时,防止电路中的电容放电时的高压把集成稳压器烧坏3.主要参考文献[1]杨素行,清华大学电子学教研组.模拟电子技术基础简明教程.北京:高等教育出版社,2006.396~399.[2]赵淑范,董鹏中.电子技术试验与课程设计.北京:清华大学出版社,2010.232~235.[3]张永瑞,王松林,李小平.电路分析.北京:高等教育出版社,2004.148.[4]孙余凯,吴鸣山,项绮明等.巧学巧用模拟集成电路实用技术.北京:电子工业出版社,2009.指导教师意见指导教师:年月日交流220V转5V直流电源设计XX(安康学院电子与信息工程系电子信息工程09级,陕西安康 725000)指导教师:XXX【摘要】运用模拟电子技术的基本理论和分析方法,设计了两种220V交流转5V直流电源的方案。
第一种方案的稳压部分为串联型稳压电路;第二种方案的稳压部分为集成稳压器。
两种方案都在Multisim10平台上进行了仿真。
仿真结果表明,两种方案都可以输出比较稳定的5V直流电压,且具有一定的负载能力。
【关键词】直流电源、模拟电子技术、集成稳压器、交直流转换AC 220V Transform 5V DC Power DesignAuthor:Yong Hao(Grade09,Class2,Major Electronic and information engineering,Department of Electronic & Information Engineering,Ankang University,Ankang 725000,Shaanxi)Tutor:Lv Fang-xingAbstract:According to the basic theory and analytic method of analog electronic technology,two projects that transformed 220V alternating current to 5V direct current is deviced.The voltage stability part of the first project is series voltage regulator.The voltage stability part of the second project is IC voltage regulator.Both projects are simulated in Multisim10 platform.The result of the simulation suggested that both projects are able to output stable 5V direct current and have a certain load capacity.Key words:DC Power,Analog Electronic Technology,IC voltage regulator,AC/DC Conversion1引言电子产品的快速发展给我们的生活带来了很多的便捷,但是大多数电子产品都无法直接利用220V 的市电作为能源。
输入交流220v输出直流5v的直流稳压电源方案论证要设计一个输入交流220v、输出直流5v的直流稳压电源方案,需要考虑以下几个方面:1. 稳压芯片选择:需要选择能够稳定输出5v的稳压芯片,如Vref电感耦合器(VRM)或LM317等。
2. 整流器:需要选择能够将交流220v转换为直流电流的电路,可以使用二极管或者三极管等元件进行整流。
3. 滤波器:为了避免交流分量的干扰,需要添加滤波器,可以使用电容或者电感等元件进行滤波。
4. 稳压电源电路:将整流器输出的直流电流经过稳压芯片的输入端,再将稳压芯片的输出连接到滤波器的输出端,从而实现输出直流5v的稳定电压。
下面是一个简单的直流稳压电源方案论证:1. 选择VRM芯片:使用Vref电感耦合器(VRM)作为稳压电源的核心元件,可以保证输出电压的稳定性和精度。
Vref电感耦合器的输出电压范围在1.2-1.8V之间,可以满足输出电压要求。
2. 整流器:使用二极管或者三极管等元件进行整流,可以将交流220v转换为直流电流。
由于二极管的特性,整流器的输出电压波形会发生失真,需要添加滤波器来滤除交流分量。
整流器的电流大小可以通过调整二极管或三极管的选择来调节。
3. 稳压电路:稳压电路由VRM芯片的输入端、滤波器的输出端和稳压芯片的输出端组成。
通过调整VRM芯片的参数,可以调节稳压芯片的输出电压,从而实现输出直流5v的稳定电压。
稳压芯片的参数可以通过手册或者仿真软件进行调整。
4. 电源线路:由于稳压电源需要连接到外部电路,需要适当的电源线路设计,以确保稳定的输出电压和抗干扰能力。
可以使用电缆或者电感等材料来保护电源线路和稳压芯片。
通过以上设计,可以实现输入交流220v、输出直流5v的直流稳压电源方案,可以保证输出电压的稳定性和精度。
5V直流稳压电源设计说明1.引言在电子设备中,直流电源是不可或缺的部分,能够为电路提供所需的稳定电压。
本次设计的是一款输出电压为5V的直流稳压电源,适用于一些低功率的电子设备。
2.设计要求根据设计要求,本次直流稳压电源需要满足以下要求:-输出电压为5V;-最大输出电流为1A;-输入电压范围为12V~15V;-稳压精度为±5%。
3.设计原理本次设计采用线性稳压器的设计原理。
稳压器由一对二极管-电容滤波电路和一个线性稳压芯片组成。
电源的输入电压经过二极管-电容滤波电路进行滤波,然后通过线性稳压芯片进行稳压,最后输出5V的直流电压。
4.电路设计a.输入滤波电路:为了确保电源的稳定性,使用两个二极管和两个电容组成滤波电路。
二极管具有整流和保护电路不受反向电压的作用,电容则可以平滑电源波动,提供稳定的电流。
b.线性稳压芯片:为了实现稳定的输出电压,选择一款适合的线性稳压芯片。
根据要求,本设计选择LM7805芯片,该芯片能够输出稳定的5V 电压。
c.输出滤波电路:为了进一步减少输出电压的波动,可以使用一个电感和一个电容组成滤波电路。
电感可以消除输入电源噪声,电容可以平滑输出电压。
这样可以得到稳定的5V直流电压。
5.具体参数计算根据输入和输出的电压要求,需要进行一些参数的计算。
假设输入电压为Vin,输出电压为Vout,负载电流为Iload。
在本次设计中,Vin范围为12V~15V,Vout为5V,Iload最大为1A。
a. 电流计算:线性稳压芯片的负载电流为Iload,所以需要确保芯片的最小能力大于Iload。
根据芯片的数据手册可以得到,LM7805芯片的最小能力为1.5A,大于Iload,符合要求。
b. 散热计算:由于线性稳压芯片会产生一定的热量,在设计中需要考虑散热问题。
首先需要计算芯片的功率损耗,即Pd=(Vin-Vout)×Iload。
然后根据芯片的热阻和最大工作温度,计算散热一定的散热器面积。