直流稳压电源 5V.
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实验报告5v直流稳压电源设计姓名:吕彦贺段钰斌专业:电子信息科学与技术班级:电子六班2013年10月5号课题:220v交流电转5v直流电的电源设计电路实现功能: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。
设计方案设计思路:考虑到直流电流电源。
我们用四个1N914四个晶体管构成桥式整流桥。
,将220V50Hz的交流电转换为直流电。
以电容元件进行整流。
因为我们要输出5V的电压,所以选用7805。
设计原理连接图:一、变压器变压220V交流电连一个降压变压器把电压值降到9V左右二、整流桥根据图,输出的平均电压值0()201sin ()AV U d πωτωτπ=⎰即:0()20.9AV U U =二、 电容滤波本设计我们使用电容滤波,滤波后,输出电压平均值增大,脉动变小。
C 越大, RL 越大,τ越大,放电越慢,曲线越平滑,脉动越小。
三、直流稳压因为我们要输出5V的电压,所以选用LM7805三端稳压器件四、总电路这里应用protuce绘制总设计图五、实验所需元器件万用板一个,1N914晶体管四个,(220伏至8伏)交流变压器一个,电解电容220μF一个,电解电容100μF一个,电容0.1F两个,LM7805三端稳压器一个。
电烙铁一个,松香若干,锡丝若干~~培养幼儿良好生活习惯的研究开题报告一、问题的提出(一)课题研究的背景和意义幼儿期是人的一生身心发展尤其大脑结构和机能发展最为旺盛的时期,更是良好生活习惯形成的关键期。
《幼儿园教育指导纲要》在健康领域中明确提出:幼儿要养成良好的生活、卫生习惯,有基本的生活自理能力。
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这一时期一旦养成良好的生活习惯,能让孩子终生受益。
在20世纪30年代,成人们整日为温饱问题奔波忙碌,孩子们也非常积极地设法为家庭生活做出自己的贡献。
“穷人的孩子早当家”,在那个时代,他们必须具有自理能力,他们还不得不帮助父母取得经济收入。
5V直流稳压电源设计说明一、引言直流稳压电源是电子设备的基本组成部分之一,其主要功能是将交流电转换为直流电,并提供稳定的电压输出。
5V直流稳压电源常被应用于各种电子产品中,如手机、数码设备、嵌入式系统等。
本文将对5V直流稳压电源的设计进行详细说明。
二、设计需求1.输出电压为5V,电流大于等于1A。
2.稳压范围在±2%以内。
3.起始电源电压为220V交流电。
4.设计尺寸紧凑,适合应用于各种电子设备中。
5.安全可靠,具备过压、过流、过温保护功能。
三、设计原理1.整流滤波:电源输入端接入变压器,将220V交流电转换为较低电压的交流电,然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
整流电路一般采用桥式整流电路,通过四个二极管将交流电改为单向的直流电。
接下来需要对直流信号进行滤波,以去除残留的交流成分。
滤波电路通常采用电容滤波,将变化较大的直流电压变为更为稳定的直流电压。
2.稳压电路:在滤波后的直流电压上接入稳压电路,以确保输出电压的稳定性。
常用的稳压电路有线性稳压和开关稳压两种。
-线性稳压:线性稳压电路采用功率晶体管或集成电路,通过调节电路中的稳压元件的工作状态,来实现对输出电压的稳定。
线性稳压的优点是设计简单,成本低,但效率较低,热量较多。
-开关稳压:开关稳压电路采用开关元件,通过周期性开关来控制直流电压的波形,从而实现对输出电压的调节。
开关稳压的优点是效率高,体积小,热量少,但设计复杂一些。
3.保护电路:为了确保电源的安全可靠性,需要设计适当的保护电路,包括过压保护、过流保护和过温保护。
-过压保护:添加过压保护电路,当输出电压超过预设范围时,电路可以自动切断输出。
-过流保护:添加过流保护电路,当输出电流超过额定值时,电路可以自动切断输出,避免损坏电子设备。
-过温保护:添加过温保护电路,当电源温度超过安全工作范围时,电路可以自动切断输出,防止发生短路、火灾等危险情况。
四、设计步骤1.根据需求确定稳压电路的类型,线性稳压或开关稳压。
5v稳压电源电路图首先推荐一下7805组成的5V输出的电源电路。
78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示,这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。
IC采用集成稳压器7805,C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容,RL为负载电阻。
当输出电较大时,7805应配上散热板。
下图为提高输出电压的应用电路。
稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间,可使输出电压Uo得到一定的提高,输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。
VD2是输出保护二极管,一旦输出电压低于VD1稳压值时,VD2导通,将输出电流旁路,保护7800稳压器输出级不被损坏。
下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。
由于R1、RP电阻网络的作用,使得输出电压被提高,提高的幅度取决于RP与R1的比值。
调节电位器RP,即可一定范围内调节输出电压。
当RP=0时,输出电压Uo等于78XX稳压器输出电压;当RP逐步增大时,Uo也随之逐步提高。
采用A723构成的输出20A 5V稳压电源电路图所示是采用A723构成的输出20A/5V稳压电源电路,本电路外接晶体管使输出电流达到20A,若输出电压超过6V,晶闸管VS动作,防止输出端短路时产生的过电压,若输出电压低于5V时,输入电压约为13V,A723的工作电源由辅助电源提供,恒流保护回路的动作电流约为30A,输出电压可调范围为4.92-5.09V,电路中采用多个晶体管并联须注意均流问题。
MAX610不间断5V电源电路图中为不间断5V电源电路,市电供电时,V通过R2向7.2V电池缓慢充电市电停止供电时,电池通过二极管VD1提供电源,MAX610可连续提供5V电压输出直到V+近似为、5.8V,即使、电池电压降为6.5V。
(责任编辑:电路图)。
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。
5V 稳压电源的设计 一:设计要求设计一个稳压电路,画电路原理图并且仿真。
要求输出电压5 V ,最大输出电流≥200 mA 。
希望采取各种技术手段(如采用稳压二极管、各种集成稳压电路等),提高稳压电路的性能。
给出设计电路的输出电阻、稳压系数:(其中和分别是输入和输出电压)和纹波电压。
二:相关知识本设计要求一个从220V 输入,经过变压、整流、滤波以后,提供5V 的输出,并且最大输出电流≥200 mA 。
可见,有一定的功率要求,在满足电压稳定的情况下,提高输出功率。
可见,本设计相当于实际生活中制作一个手机充电器。
该直流电源大致框架为:改变电压值 交流变脉动直流减小脉动 稳定电压变压器:变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、变流和变阻抗的作用。
整流器:把交流电转换成直流电的装置,整流器可以真空管,引燃管,固态矽半导体二极管,汞弧等制成。
滤波器:滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。
稳压器:自动调整输出电压的供电电路或供电设备,其作用是将波动较大和达不到电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内三:设计思路变压器:采用一般的线性变压器,由两个电感耦合而成,这里希望它输入工频220V ,输出为10V ,一次二次组电感比应为(220/10)^2,即484倍。
电路如图:整流器:拟采用桥式整流,可选单相或三相。
考虑到电路要求的输出功率不是太大,换用三相桥式整流会增加电路复杂度,增大损耗。
故只采用单相桥式整流。
二极管选用的是比较通用的D1N4007,稳定性好,能够满足电流不大的要求。
O O IIU US U U ∆=∆O U I U滤波器:为了使电路尽可能简单,采用π型RC滤波电路。
串并联电抗之积都限定在频率范围内。
查阅资料可知,该滤波电路属于定K行滤波器。
因为电路设计电流在200mA左右,次级输入电压12.4V左右。
考虑到后续电路需要10V左右的输入,这里R取12Ω。
5v稳压电源电路工作原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述引言部分将对文章的主题进行概括性介绍。
本文将重点讨论5V稳压电源电路的工作原理。
在现代电子设备中,稳定可靠的电源是必不可缺的,尤其是5V稳压电源,因为它广泛应用于各种小型家用电子产品和微控制器等领域。
1.2 文章结构本文共分为四个部分:引言、5V稳压电源电路工作原理、概述及解释说明以及结论。
下面将逐一介绍每个部分内容。
1.3 目的本文取得完整深入地阐述5V稳压电源电路的工作原理,并对传统稳压电源的工作原理进行简要说明。
此外,我们还将提供常见的5V稳压电源设计方案,并对这些方案进行解析和评估。
通过本文,读者将能够更好地理解5V稳压电源电路,并在实践中根据实际需求进行选择和改进。
2. 5V稳压电源电路工作原理:2.1 5V稳压电源的定义与作用:5V稳压电源是指能够将输入变化的电压稳定地输出为5V的电源装置。
在许多电子设备和电路中,例如微控制器、传感器、模拟集成电路等,需要一个稳定的电压源以确保它们的正常运行。
5V是一种常用且经典的工作电压,因此5V稳压电源被广泛应用于各种应用领域。
2.2 传统稳压电源工作原理:传统的线性稳压技术通常是使用晶体管或功率二极管组成调整元件,通过不同配置形式来实现对输入电压的调节,并将其输出为稳定的5V。
最常见的线性芯片解决方案是采用三端稳压器(如LM78XX系列)或基准+调整型(如LM317)芯片来实现。
在线性稳压器中,负载和输入之间通过一个可变阻抗来调整使用功率二极管驱动的可变反馈网络产生恒定输出。
然而,这种方法存在一些缺点,包括效率较低、发热量大以及对输入电压变化的响应较慢等。
2.3 常见的5V稳压电源电路设计方案:除了传统的线性稳压器,还有一些其他常见的5V稳压电路设计方案。
其中包括开关稳压器、降压/升压转换器和线性稳压器与开关稳压器组合等。
开关稳压器广泛应用于高效率能量转换领域。
它利用开关元件(通常为MOSFET)和能储存能量的电感来实现输入到输出之间的低损耗切换。
5V稳压电源的设计一、引言稳压电源是电子产品中常见的电源形式之一,它能够将不稳定的电压转换成稳定的5V直流电压,以供电子产品运行。
本文将介绍5V稳压电源的设计过程,包括选择电压转换器芯片、确定电源输出电流、选取滤波电容和稳压电容、绘制电源电路图、调试和验证电路功能等内容。
二、选择电压转换器芯片首先需要选择合适的电压转换器芯片,常见的有线性稳压芯片和开关稳压芯片两种。
线性稳压芯片成本低、响应快,但效率低,适用于输出电流较小的场景;开关稳压芯片效率高,但成本相对较高。
根据实际需求和经济考虑,本文选择了一款常见的线性稳压芯片,LM7805三、确定电源输出电流根据所需供电设备的功率需求和最大电流需求,确定电源输出电流。
比如,若所需供电设备的最大电流为1A,可以选择LM7805的额定电流大于1A的型号,确保电源输出能够满足需求。
四、选取滤波电容和稳压电容滤波电容和稳压电容可以在电源输出端并联使用,用于滤除电源输出中的噪声和纹波。
滤波电容的容值一般较大,具体数值可以参考芯片规格书,一般为数十微法级别。
稳压电容的容值一般较小,一般为数微法级别。
选取滤波电容和稳压电容的具体数值需要根据实际情况进行测试和调整。
五、绘制电源电路图基于以上选取的元器件和参数,可以绘制5V稳压电源的电路图。
电路图应包括输入端的电源接入部分、稳压芯片部分、输出端的滤波电容和稳压电容,并使用合适的引脚标注和连线。
六、调试和验证电路功能在绘制完成电路图后,需要进行电路的调试和验证。
1.给电源电路供电,注意电压输入的极性和电压范围;2.通过万用表等测试工具测量输出电压,确保输出电压稳定在5V;3.测量输出电流,确保输出电流满足所需设备的功率需求和最大电流需求;4.观察电路工作状态,确保无异常情况发生;5.进行长时间运行测试,观察输出电压的稳定性和工作温度的变化情况。
七、总结5V稳压电源的设计需要合适的芯片选择、输出电流的确定、滤波电容和稳压电容的选取、电路图的绘制以及实验验证等步骤。
一种5v稳定输出的电路
一种常见的5V稳定输出电路是使用线性稳压器LM7805。
该
芯片可以将输入电压(通常为大于5V的直流电源)稳定输出
为5V。
以下是一个简单的5V稳定输出电路设计示例:
1. 连接输入电源:将输入电源(大于5V的直流电压)的正极
连接至LM7805的输入端(Vin),负极连接至地。
2. 连接输出负载:将输出负载(需要5V电压供电的设备或电路)的正极连接至LM7805的输出端(Vout),负极同样连接至地。
3. 连接输入与地:将LM7805的地引脚(GND)连接至地。
4. 连接旁路电容:在LM7805的输入端和地之间,连接一个旁路电容(通常为0.1uF)以提高稳压器的性能,减小输出电压
的纹波。
5. 连接滤波电容:在LM7805的输出端和地之间,连接一个滤波电容(通常为10uF)以进一步减小输出电压的纹波和噪声。
请注意,在使用LM7805进行稳压的时候,输入电压必须大于
5V,且需要足够的散热措施以防止芯片过热。
如果需要更大
的输出电流,可以选择具有更高功率能力的稳压器或使用多个LM7805进行并联使用。
直流稳压电源直流稳压电源5v直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成其中:①电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变化由变压器的副边电压确定。
②整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
③常用的整流电路有:方案一:单相半波整流电路:单相半波整流简单,使用器件少,它只对交流电的一半波形整流,只要横轴上面的半波或者只要下面的半波。
但由于只利用了交流电的一半波形,所以整流效率不高,而且整流电压的脉动较大,无滤波电路时,整流电压的直流分量较小,V o=0.45Vi,变压器的利用率低。
方案二:单相全波整流电路:使用的整流器件较半波整流时多一倍,整流电压脉动较小,比半波整流小一半。
无滤波电路时的输出电压Vo=0.9Vi,变压器的利用率比半波整流时高。
变压器二次绕组需中心抽头。
整流器件所承受的反向电压较高.方案三:单相桥式整流电路:使用的整流器件较全波整流时多一倍,整流电压脉动与全波整流相同,每个器件所承受的反向电压为电源电压峰值,变压器利用率较全波整流电路高。
综合3种方案的优缺点:决定选用方案三整流电路整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图3.4所示。
在U2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;U2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。
电路的输出波形如图在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半。
电路中的每只二极管承受的最大反向电压约为反向击穿电压的一半或三分之二(U2是变压器副边电压有效值)。
经过变压器变压后的仍然是交流电,需要转换成直流电才能提供给后级电路,这个转换电路就是整流电路。
在直流稳压电源中利用二极管的单向导电特性,将方向变化的交流电整流为直流电半波整流见图5.21.其中B1是电源变压器,D1是整流二极管,R1是负载。
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。
内容摘要直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电,并实现±5V电压稳定输出。
关键词:±5V,变压器,整流,滤波,稳压器目录内容摘要 (I)引言 (1)第1章直流稳压电源 (3)2硬件电路 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 电路设计 (4)3.元件选取 (8)3.1 电源变压器 (8)3.2 整流二极管的选择 (8)3.3 滤波电容的C的确定 (8)4.总结 (10)参考文献 (11)引言关于稳压电源的分类,首先就应该清楚电源的输出是什么,是输出直流电还是输出交流电。
第二个层次的分类可以根据调整管的工作状态来分类。
第三个层次的分类就是根据稳压电路与负载的连接方式来分类。
再往下面细分由于各种不同的电路特性相差太大,就不好一概而论,应该根据每一个具体类别的特性进行分类区分了。
当然这里所谈的分类只是根据直流稳压电源的特点给出一个大致的分类思路,图1是根据上面的思路划分的稳压电源种类。
图1 稳压电源分类根据调整管的工作状态,我们常把直流稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源[1]。
线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度快,输出纹波较小;工作产生的噪声低;效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的);发热量大(尤其是大功率电源),间接地给系统增加热噪声。
线性电源产品可广泛应用于科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等。
开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线形电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
直流稳压电路的性价比分析直流稳压电源主要分为串联型稳压电源、并联型稳压电源、利用开关管的斩波电路实现降压,都有各自的优缺点及应用场合。
1.串联型稳压电路:公司现有产品主要用的是串联直流稳压电路。
右图所示,电路主要优点是所用的元器件少占用空间小,成本底、纹波较小。
主要缺点是效率低,功耗大、发热严重。
由于负载电流大小取决于三极管集电极三个电阻的功率,因此电阻不能取太大,电阻太小三极管温升有不能降下来,所以只能降低负载电流,因此这个电路适用于小功率的电源电路。
一般负载电流不超过100mA。
如果公司产品对输出功率要求比较低,可以使用该电路。
不同的输出功率算出不同的合适电阻。
如60MA选择三个68Ω1/4W、70mA选择三个51Ω1/4W。
集成模块的芯片比如7805系列也属于串联型的稳压电路,也摆脱不了功耗大,发热严重的主要缺点,相比右图电路,芯片内部集成反馈电路,温度补偿电路,所以稳压效果比较好,纹波小,但是芯片成本明显高,主要的发热问题仍然需要电阻分担功耗去解决,因此不建议公司使用7805系列代替目前正在投产的产品。
2.并联型稳压电路:并联稳压电路如右图所示,相当于把串联型的NPN改成PNP,并联型稳压电路致命的缺点就是带载能力很低,输出电压调节范围小,电流大部分经三极管发射极流到集电极,功耗大,发热严重。
负载电流还很小,该有的串联型稳压电源也有,所以大部分电路仍然已串联型直流稳压为主。
3.斩波降压电路:制占空比实现DC-DC都采用集成模块的芯片。
下面就列举mc34063芯片结合公司产品分析其优缺点,性价比。
右图是常用斩波芯片内部图,1脚通常接经电流检测后的高电位直流电压Vin,通过触发器、T1、T2的开关状态对高电位直流电压斩波,再从2脚输出。
3脚外接电容控制CT振荡器的频率,4脚接地,5脚是FB端通过与内部1.25V比较去控制开关占空比,输出电压的大小经过计算分压直接接到5脚,6脚给芯片供电接Vin,7脚电流检测脚,VIN一路给芯片供电,令一路供T1集电极斩波传送能量,为了限制能量大小,这一路就要接个小电阻进行电流检测。
附录4、测量参数图片…………………………………………271.晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成(1)电路图1-1晶体管稳压电路(2)框图图1-2框图1.2工作原理图1-3稳压过程(1)电路各部分作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压,然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压,在通过滤波电路来的到稳定的直流,其中通过晶体管来进行稳压。
最后有一个过载保护电路。
最后有一个分压电路输出电压。
(2)稳压原理我们结合图1-1来分析,当由于外界原因导致电压升高时,输出电压升高,此时由于电阻R7的分压作用,导致VB3升高,继而使得VC3减小,又因为V C3的等于VB2,使得VCE1增大,由于电路整体是一个串联型电路,所以使得Vo减小。
同理,当输出电压减小时,导致VB3减小,进而使得V C3增大,接着使得V CE1减小,继而使得VO增大。
从而达到了稳压效果。
1.3主要技术指标(1)输入电压:AC: ~220V(2)输出直流稳压:DC:3V、4.5V、6V三档。
(3)输出直流电流:额定值150mA,最大值 300mA。
(4)具有过载,短路保护,故障消除后自动恢复。
2. 直流稳压电源2.1直流稳压电源的组成图2-1直流稳压电源组成2.1.1整流电路组成及原理整流电路的任务:交流电压转变为单向脉动的电压(图2-2)。
技术指标:衡量整流工作性能的参数输出电压平均值V O(AV):反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。
脉动系数S:反映整流输出电压中交流成分的大小,用来衡量整流电路输出平滑程度。
S= VOr / VO(AV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类:1、半波整流(图2-3)图2-3半波整流(1)工作原理:u2 >0 时:二极管导通,忽略二极管正向压降,uo=u2u2<0时:二极管截止, u o=0注:分析时,把二极管当作理想元件,即正向导通电阻为零,反向电阻穷无穷大。
(2)输出电压平均值(Uo),输出电流平均值(Io )(图2-4)图2-4波形图(3)二极管上的平均电流及承受的最高反向电压(图2-5)图2-5承受最高电压二极管上的平均电流:I D= I O承受的最高反向电压:Umax=2U22.全波整流(图2-6)图2-6全波整流(1)工作原理变压器副边中心抽头,感应出两个相等的电压U2当U2正半周时:D1导通,D2截止。
1。
晶体管串联型直流稳压电源1.1电路组成(1)电路图1-1晶体管稳压电路(2)框图图1—2框图1。
2工作原理图1-3稳压过程(1)电路各部分作用通过变压器的降压作用的到一个交流的低电压,然后通过桥式整流电路将交流的信号转换为单向脉动电压,在通过滤波电路来的到稳定的直流,其中通过晶体管来进行稳压。
最后有一个过载保护电路。
最后有一个分压电路输出电压。
(2)稳压原理我们结合图1—1来分析,当由于外界原因导致电压升高时,输出电压升高,此时由于电阻R7的分压作用,导致V B3升高,继而使得V C3减小,又因为V C3的等于V B2,使得V CE1增大,由于电路整体是一个串联型电路,所以使得Vo减小。
同理,当输出电压减小时,导致V B3减小,进而使得V C3增大,接着使得V CE1减小,继而使得V O增大。
从而达到了稳压效果。
1.3主要技术指标(1)输入电压:AC: ~220V(2)输出直流稳压:DC:3V、4。
5V、6V三档。
(3)输出直流电流:额定值150mA,最大值 300mA.(4)具有过载,短路保护,故障消除后自动恢复。
2. 直流稳压电源2。
1直流稳压电源的组成图2—1直流稳压电源组成2.1.1整流电路组成及原理整流电路的任务:交流电压转变为单向脉动的电压(图2—2)。
技术指标:衡量整流工作性能的参数输出电压平均值V O(AV):反映整流电路将交流电压转换为直流电压的能力。
脉动系数S:反映整流输出电压中交流成分的大小,用来衡量整流电路输出平滑程度.S= V Or / V O(AV)图2-2整流波形常用单相整流电路分类:1、半波整流(图2—3)图2-3半波整流(1)工作原理:u2 〉0 时:二极管导通,忽略二极管正向压降,u o=u2u2<0时:二极管截止, u o=0注:分析时,把二极管当作理想元件,即正向导通电阻为零,反向电阻穷无穷大.(2)输出电压平均值(Uo),输出电流平均值(Io )(图2—4)图2—4波形图(3)二极管上的平均电流及承受的最高反向电压(图2-5)图2—5承受最高电压二极管上的平均电流:I D= I O承受的最高反向电压:Umax=2U22.全波整流(图2-6)图2—6全波整流(1)工作原理变压器副边中心抽头,感应出两个相等的电压U2当U2正半周时: D1导通,D2截止。
5v12v直流稳压电源设计参数计算1变压电路功率电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压u 1变换为整流电路所需要的交流电压u 2。
电源变压器的效率为:12P P =η 其中:2P 是变压器副边的功率,1P 是变压器原边的功率。
一般小型变压器的效率如表1所示:表1 小型变压器的效率因此,当算出了副边功率2P 后,就可以根据上表算出原边1P 。
电源变压器电压变换公式为:2121N N U U = 其中:N 1为原边线圈扎数,N 2为副边线圈扎数。
由于LM317L 的输入电压与输出电压差的最小值()V U U o I 3min =-,输入电压与输出电压差的最大值()V U U o I 40max =-,故LM317L 的输入电压范围为:max min min max )()(o I o I o I o U U U U U U U -+≤≤-+ 即 V V U V V I 405.2325+≤≤+ V U V I 5.4228≤≤ V U U in 5.251.1281.1Im 2==≥取U 2=26 变压器副边电流I 2>I omax = 1A,取I 2 =1.1A 因此,变压器副边输出功率:W I U P 6.28222=⨯≥ 由于变压器7.0=η所以变压器原边输出功率W P P 1.4021=≥η,为留有余地选用功率为50W 的变压器。
2.电容滤波电路在稳压电源电路设计中一般用四个二极管组成桥式整流电路来完成整流功能,整流电路的作用是将交流电压u 2变换成脉动的直流电压u 3。
滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉动直流电压u 3中的大部分纹波加以滤除,以得到较平滑的直流电压U I 。
U I 与交流电压u 2的有效值U 2的关系为:2)2.1~1.1(U U I =在整流电路中:22U U RM = 流过每只二极管的平均电流为:RU I I R D 245.02==其中:R 为整流滤波电路的负载电阻,它为电容C 提供放电通路,放电时间常数RC 应满足:2)5~3(TRC >其中:T = 20ms 是50Hz 交流电压的周期 由于V U U RM 365.25222=⨯=>,Iomax = 1A,IN4001的反向击穿电压V U RM 50≥,额定工作电流max 01I A I D ==,故整流二极管选用IN4001. 根据mV U V U V U p p I 20,5.25,2500=∆==-和公式 可求的V S U U U U vI p op I 8.6103255.2502.030=⨯⨯⨯=∆=∆--所以滤波电容uF F U T I U t I C II c 147000147.08.62150112m ax 0==⨯⨯=∆⋅=∆= 电容的耐压要大于VU U RM 365.25222=⨯=>,故滤波电容C1取容量为2000uF1.3.3整流二极管及滤波电容的选择整流二极管选1N4001,其极限参数为v U RM 50≥,而v U 26.5622=,因为I IoO V U U U U S ∆∆=,而3102,5,40,24--⨯==∆==V p op i O S mv U v U v U所以vS U U U U VO i p op i 2.4=∆=∆-滤波电容为F U IU t I C io i C μ4765max =∆=∆=,电容C 的耐压应大于v U 26.5622=.所以我们选用4700F μ的电容4 元件参数的计算4.1稳压器的参数计算电源变压器将来自电网的220V交流电压U1变换为整流电路所需要的交流电压U2。
5V12V直流稳压电源的设计在5V和12V直流稳压电源的设计中,我们需要考虑多个因素,包括输入电压范围,输出电流需求,稳压精度要求以及保护功能等。
下面是一个基于线性稳压器的5V和12V直流稳压电源的设计方案。
1.设计参数:-输入电压范围:15V-20V-输出电压:5V和12V-输出电流:1A2.设计原理:该设计方案基于线性稳压器的原理,使用集成稳压器芯片来实现稳压功能。
线性稳压器将输入电压降低到所需的稳定输出电压。
该设计方案选用了LM7805和LM7812稳压芯片来实现5V和12V稳压功能。
3.电路图:电路图中包括以下组件:-变压器-整流桥-滤波电容-稳压芯片-输入和输出电容-电源指示灯4.设计步骤:-步骤1:选择适当的变压器来降低输入电压。
根据输出电流需求和线性稳压器的效率,选择合适的变压器。
-步骤2:将变压器输出的交流电经过整流桥整流为直流电,然后通过滤波电容来滤除纹波。
-步骤3:使用稳压芯片来实现稳定的输出电压。
选择LM7805和LM7812芯片,并根据芯片的数据手册连接芯片引脚。
-步骤4:在输入和输出端加入合适的电容来稳定电源电平。
-步骤5:加入电源指示灯来显示电源工作状态。
5.稳压精度要求:LM7805和LM7812芯片具有固定的输出电压,分别为5V和12V。
根据芯片的数据手册,稳压精度可以达到2%左右。
6.保护功能:为了保护电源和连接设备,我们可以在输入端加入过压保护电路、过流保护电路和过温保护电路等功能。
这些保护功能可以使用过压保护芯片、电流限制电路和温度传感器等元器件实现。
7.总结:通过基于线性稳压器的设计方案,我们可以实现一个稳定的5V和12V直流电源。
在设计过程中,我们需要选择合适的变压器、稳压器芯片以及添加适当的保护功能。
该设计方案可以满足输出电流为1A的需求,并具备较高的稳压精度和保护功能。
LM7805+5V稳压电源电路图
工作原理:220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路D1~D 4和滤波电容C1的整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。
此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。
本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。
三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路,以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点,成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。
LM7805简介:LM7805是常用的三端稳压器,一般使用的是TO-220封装,能提供DC 5V的输出电压,应用范围广,内含过流和过载保护电路。
带散热片时能持续提供1A 的电流,如果使用外围器件,它还能提供不通的电压和电流。
LM7805引脚图(管脚图)。
湖南工学院课程设计说明书课程名称:半导体直流稳压电源的设计和测试(一)专业名称:电子信息工程指导老师:龙卓珉课程设计任务书半导体直流稳压电源的设计和测试(一)(一)设计目的1、学习直流稳压电源的设计方法;2、研究直流稳压电源的设计方法;3、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法;(二)设计技术要求和技术指标1、技术指标:要求电源输出电压为±12V(或±9V/±5V),输入电压为交流220V,最大输出电流为I omax=500mA,纹波电压ΔV op-p≤5mV,稳压系数Sr≤5%。
2、设计基本要求(1)设计一个能输出±12V/±9V/±5V的直流稳压电源;(2)拟定设计步骤和测试方案;(3)根据设计要求和技术指标设计好电路,选好元件及参数;(4)要求绘出原理图,用Protel画出印制板图(选做);(5)在万能板或面包板或PCB板上制作一台直流稳压电源;(6)测量直流稳压电源的内阻;(7)测量直流稳压电源的稳压系数、纹波电压;(8)撰写设计报告。
3、设计扩展要求(1)能显示电源输出电压值,00.0-12.0V;(2)要求有短路过载保护。
(三)设计提示1、设计电路框图如图所示稳压电路若使用分离元件要有取样、放大、比较和调整四个环节,晶体管选用3DD或3DG等型号;若用集成电路选78XX和79XX稳压器。
测量稳压系数:在负载电流为最大时,分别测得输入交流比220V增大或减小10%的输出ΔVo,并将其最大一个代入公式计算Sr,当负载不变时,Sr=ΔV O V I/ΔV I V O。
测量内阻:在输入交流为220V,分别测得负载电流为0及最大值时的ΔV O,r o=ΔV O/ΔI L。
纹波电压测量:叠加在电压上的交流分量,一般为mV级。
可将其放大后,用示波器观测其峰-峰值ΔV op-p;可用交流毫伏表测量其有效值ΔVo,由于纹波电压不是正弦波,所以有效值衡量存在以一定误差。
2、实验仪器设备自耦变压器一台、数字万用表、交流毫伏表、面包板或万能表、智能电工实验台、示波器3、设计用主要器件变压器、整流二极管、集成稳压器(7812/7912/7809/7909/7805/7905)、电容、电阻若干4、参考书《电工学》电子工业出版社;《晶体管直流稳压电源》辽宁科技出版社《电子线路设计·实验·测试》华中科技大学出版社《模拟电子技术基础》高等教育出版社(四)设计报告要求1、选定设计方案;2、拟出设计步骤,画出电路,分析并计算主要元件参数值;3、列出测试数据表格。
4、调试总结。
(五)设计总结1、总结直流稳压电源的设计方法和运用到的主要知识的,对设计方案进行比较。
2、总结直流稳压电源主要参数的测试方法。
目录第一章系统设计思路 (1)第二章系统功能及其使用说明 (2)2.1 变压器 (2)2.2 整流电路 (2)2.3 滤波电路 (3)2.4 稳压电路 (3)第三章实验所需器件及其用途 (4)3.1 变压器 (4)3.2 稳压器CW7805 LM7905 (5)3.3 整流二极管 (5)3.4 电解电容 (5)第四章电路设计要求以及参数计算 (6)4.1 设计要求 (6)4.2 各参数计算 (6)4.3实物测量数据 (7)第五章总结 (8)参考文献 (9)附录……………………………………………………………直流稳压电源设计报告直流稳压电源是一种当电网电压波动或温度、负载改变时,能保持输出直流电压基本不变的电源。
其电源电路包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个环节。
设计中要用的元件有变压器、稳压器、整流二极管、玻璃保险管、电解电容、散热片和陶瓷电容等。
第一章系统设计思路本次实验内容的电路图为集成稳压电源LM7805型的电路。
其主要器件有变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器。
图1.±5v直流稳压电路图该系统设计思路为:(1)根据设计的要求设计后电路,再根据原理图把实物图连接好;(2)先测在输入为220V的交流电压下的输出Vo+,Vo-是否符合原件性能指标,以及其纹波电压≤5mV;(3)把输入电压设置为198V和242V,分别测出两种情况下的输出电压Vo1,Vo2;(4) 通过测得的Vo1,Vo2算得稳压系数Sr,若稳压系数≤5%,则该电路设计成功。
第二章系统功能及其使用说明本次设计的5V直流稳压电源的主要功能为把输入的220V交流电压通过变压器的降压,滤波,整流和稳压等转化为所需要的5V直流低压输出。
使用时只需插上插座,将用电器直接与该器件的输出端相连接即可。
以下为电路中各个环节的功能介绍。
2.1.变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
变压器的基本原理是电磁感应原理。
2.2.整流电路整流电路是把经过变压后的交流电通过具有单向导电性能的整流元件(如二极管、晶闸管等),将正负交替的正弦交流电压变换为单向的脉动直流电压。
但是,这种电压直流幅值变化很大,包含有很多的脉动交流成分,还不能作为直流电源使用。
本次设计为桥式整流滤波电路,就是四个二极管两两并联后接入输出电压分别把正负电压整流在输出时候获得了正负输出的两次的整流电压。
其电路图如下图所示:图2.桥式整流电路2.3.滤波电路滤波电路通常由具有储能特性的电容、电感等元件组成,它能将脉动直流电中的脉动交流成分尽量滤除掉,而只留下直流成分,使输出电压成为比较平滑的直流电压。
但是,当电网电压或负载以及温度发生变化时,滤波器输出直流电压值也将随之变化,因此,此时的直流电压不稳。
其电路图如下图所示:图3.滤波电路2.4.稳压电路稳压电路是利用能够自动调整输出电压变化的电路来使输出的电压不随电网电压、温度或负载的变化而变化,从而达到稳定输出电压的目的。
一般有并联型、串联型线性稳压电路和开关型稳压电路等。
本次设计所用的为固定集成稳压器,其本身不能产生功率,只是将输入端功率取出传给负载,通过控制该功率的大小使输出电压不变。
三端稳压器的三端是输入端子U I、输出端子U o和公共端子COM,使用时公共端子COM通常接地,其内部等效电路如图3所示。
它由调整管、保护电路、控制电路、误差放大器等组成,U o-COM端子间电压与基准电压U ref进行比较,工作时经常保持一致,当输入电压U I或输出电流I O变化时,使输出电压U o保持稳定。
图3 三端稳压器的内部等效电路第三章实验所需器件及其用途实验器件如下表所示:3.1变压器电源变压器T的作用是将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路后需要的变流电压Ui,变压器副边与原边的功率之比为变压器的效率。
3.2稳压器CW7805 LM7905CW7805、LM7905稳压器的三端是输入端子U I、输入出端子U o和公共端子COM,使用时公共端子COM通常接地,7805 1为正电源输入,2为地,3为正电源输出;7905 1为地,2为负电源输入,3为负电源输出。
7805的3与2之间为+5V。
7805的3与7905的3为+10V。
7905的3与1为为-5V。
7905的3与7805的3为-10V。
78XX正压系列系列输出电压有5、6、8、10、12、15、18、20、24V等品种,输出电压精度基本上为4%。
该系列稳压块有过流、过热和调整管安全工作区保护,以防过载损坏。
一般不需要外接元件即可工作,有时为改善性能也加少量元件。
78XX系列又分三个子系列:78XX、78MXX和78LXX,其差别只在输出电流和外形,78XX输出电流为1A,78MXX输出电流为0.5A,78LXX输出电流为0.1A。
3.3整流二极管二极管的基本性质是“单向导电”,交流电流过时,只有正(或负)半周时电流能流过,而在负(或正)半周时,电流是截止的,就是说,只有半个周期的电流流过,另半个周期因为电流方向是相反的不能流过,这样在电路中就只有一个方向的电流了,也就是把交流电变成了单身脉动电流,这就是它能整流的基本原理。
3.4.电解电容电容由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。
由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同。
按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。
我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。
电解电容其作用是:隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
储能:储存电能,用于必须要的时候释放。
470uF/100V,330uF/100V 等为无感CCB电容。
作用如下:隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流第四章电路设计要求以及参数计算4.1.设计要求:性能指标要求:VO+=+5V, Vo-= -5V技术指标要求:纹波电压:≤5mV电压调整率:Sr≤5%4.2.各参数计算:(1)确定稳压电路的最低输入直流电压UiminUimin ≈[Uomax+(Ui-U)min]/0.9代入各指标,计算得:Uimin≥(5+3)/0.9=8.89V取值为9 V.(2)确定电源变压器副边电压、电流及功率Ui ≥Uomax/1.1. I1≥Iimax所以我们取I1为1.5A.UI ≥5/1.1=4.6V 变压器副边功率P2≥7W变压器的效率q=0.7,则原边功率P1≥10 W.由上分析,可选购副边电压为9 V,输出1.5A,功率12W的变压器.(3)选整流二极管及滤波电容整流二极管1N4007通用参数:电流参数:IO=1A/IFSM=30A/IR=10μA电压参数:URRM=URWM=UR=1000V/URSM=1200V/UF=1.1V/UR(RMS)=700V功率:PD=3W波电容计算:C≈(3~5)T×Iimax/2U1min电解电容作滤波电容。
4.3.实物测量数据:(1)确定稳压电路的输出直流电压VoVo+=5.02V;Vo-=-4.97VVo+≈Vo-≈5V基本符合性能指标要求(2)确定纹波电压VV=(3.0~4.0)mV(3)测量内阻R经过测得Vo-=-4.97V,Io-=-1.02A所以:R=Vo-/Io-=4.87(4)确定稳压系数SrSr=[220/(242-198)][( Vo1-Vo2)/Vo]=5(5.02-5.02)/5.02=0第五章总结在这次设计学习中,我们通过老师上课时的讲解和自己课间查资料,了解了直流稳压电路的基本构成部分,即变压部分、整流电路、滤波电路和稳压电路,以及5V 直流稳压电源的制作。