5v电源设计
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5V,2A 反激式電源變壓器設計過程整理已知:VinAC= 85V ~ 265V 50/60Hz Vout= 5V + 5% Iout= 2A Vbias= 22V, 0.1A (偏置線圈電壓取 22V, 100mV) η= 0.8 fs= 132KHz計算過程:1.設工作模式為 DCM 臨界狀態.Pout = 5*2 = 10WPin = Pout/η= 10/0.8 = 12.5WV inDCmin = 85*2-30(直流紋波電壓)= 90V V inDCmax = 265* 2=375V2.匝數比計算 , 設最大占空比Dmax = 0.45 :13918.12)45.01(*)2.05.05(45.0*90)1(*)d out (*n max max min in ≈=-++=-++=D V V V D V L DC 式中:Vd 為輸出整流二極管導通壓降,取0.5V;VL 為輸出濾波電感壓降, 取0.2V.3.初級峰值電流計算:A D V P I DC 494.045.0*9010*2*out 2p max min in ===4.初級電感量計算:H H I V D L DC u 62110*621494.0*10*13290*45.0p *fs *p 63min in max ====5.變壓器磁芯選擇EFD20, 參數如下:Ae = 28.5mm 2 AL = 1200+30%-20%nH/N 2 Le = 45.49mm Cl = 1.59mm -1 Aw = 50.05mm 2 Ap = 1426.425mm 46.初級繞組,次級繞組及偏置繞組匝數計算:)(5482.53285.0*2.010*10*621*494.0e *w 10*p *p p 464匝≈===-A B L I N )(515.41354n p s 匝≈===N N 匝2091.192.05.055*)7.022(s *)(b d out bd b ≈=+++=+++=L V V V N V V N 式中:Lp 為初級電感量, 單位H;Ip 為初級峰值電流, 單位A;Bw 為磁芯工作磁感應強度, 取0.2T,單位為T;Ae 為磁芯截面面積, 單位為cm 2;Vb 為偏置繞組電壓Vbias=22V ;Vbd 為偏置繞組整流二極管壓降,取0.7V.7.氣隙長度計算:0.168mm cm 0168.010*62110*285.0*54*14.3*4.0p 10*e *p 4.0g 68282====---L A N L π 式中:Lg 單位為cm;Lp 單位為H;Ae 單位為cm 2.8.重新核算占空比Dmin,Dmax 及最大磁通密度Bmax:(1).當輸入電壓為最低時:V inDCmin =90V4515.09013*)2.05.05(13*)2.05.05(V n *)(n *)(max inDCmin d out d out =+++++=+++++=L L V V V V V V D (2).當輸入電壓為最高時:V inDCmax =375V1649.037513*)2.05.05(13*)2.05.05(V n *)(n *)(min inDCmax d out d out =+++++=+++++=L L V V V V V V D (3).Bmaxuass 3000uass 1993100*285.0*54494.0*621100*e *p p *p max G G A N I L B <=== 式中:Lp 單位為uH; Ip 單位為A; Np 單位為N(匝); Ae 單位為cm 2.9.繞組線徑計算及窗口占有率:肌膚深度:mm 182.010*1321.66fs 1.663===d , 2d = 0.364mm 線徑選取需滿足:導線直徑需大於兩倍的肌膚深度時,需采用多股線.假設電流密度 J=4A/mm 2(1).初級繞組線徑計算:Ip=0.494A,I RMS =Ip*max D =0.494*45.0=0.331A ,22mm 0827.0/mm4.3310w ==A A A ,查表采用Aw = 0.0962mm 2的導線,其裸銅線徑為0.35mm<0.364mm(肌膚深度), 包括皮膜最大直徑為0.402mm.占有窗口面積為Wa=54*0.4022=8.7266mm 2.(2).次級繞組線徑計算:Io=2A, I RMS =Io=2A,Aw=2A/4=0.5mm 2,多股并繞采用Aw=0.1257mm 2的導線, 其裸銅線徑為0.4mm,采用0.5/0.1257=4股并繞, 包括皮膜最大直徑為0.456mm. 占有窗口面積為Wa=5*4*0.4562=4.1587mm 2.(3).偏置繞組線徑計算:Io=0.1A, I RMS =Io=0.1A,Aw=0.1A/4=0.025mm 2,采用Aw=0.0254mm 2的導線,其裸銅線徑為0.18mm<0.364mm(肌膚深度), 包括皮膜最大直徑為0.226mm.占有窗口面積為Wa=20*0.2262=1.0215mm 2.全部繞組占有窗口面積為=8.7266+4.1587+1.0215=13.9068mm2.占總窗口面積=(E-D)*F=50.05mm2的27.8%.10.結構設計:EFD20磁芯的骨架,窗口長度13.5mm,寬度10.5mm.如下圖示:初級繞組導線最大直徑為0.402mm,每層可繞13.5/0.402=33.5匝,54匝要用2層,每層分別繞30匝,24匝,每層厚度為0.402mm.次級繞組導線最大直徑為0.456mm,每層可繞13.5/0.456=29.6匝,5匝只要用1層,厚度為0.456mm.偏置繞組導線最大直徑為0.226mm,每層可繞13.5/0.226=59.7匝,20匝只要用1層,厚度為0.226mm.使用順序繞法,繞組排列如下:繞組總厚度=0.6+0.402+0.402+0.226+0.456=2.836mm < 磁芯窗口寬度=(E-D)/2=(15.4-8.9)/2=3.25mm.11.估算損耗及溫升:(1).各繞組之線長:依照平均匝長=2舌寬+2疊厚+4窗寬,得:Np1 = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201)=28.204mmNp2 = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201*2+0.15)=29.608mmNb = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201*2+0.15*2+0.113)=30.66mmNs = 2*(8.9+3.6)+4*(0.6+0.201*2+0.15*4+0.113+0.228)= 31.572mm 即Np 線長L Np =30*28.204+24*29.608= 1556.712 mm= 155.6712 cmNb 線長L Nb =20*30.66= 613.2mm=61.32cmNs 線長L Ns =5* 31.572=157.86mm=15.786cm查線阻表可知: 0.402mm WIRE R DC =0.00259Ω/cm@100℃ 0.456mm WIRE R DC =0.00198Ω/cm@100℃ 0.226mm WIRE R DC =0.01001Ω/cm @100℃R @100℃=1.4* R @20℃(2).初級,次級各電流值:求次級各電流值,已知Io=2A.次級平均峰值電流:A D Io Is pa 636.345.012max 1=-=-= 次級直流有效電流:A s I D Is pa rms 69.2636.3*)45.01(*max)1(22=-=-= 次級交流有效電流:A I s I Is rms ac 79.1269.2o 2222=-=-=求初級各電流值:因為Np*Ip=Ns*Is初級平均峰值電流:A n Is Ip papa 279.013636.3=== 初級直流有效電流:A Ip D Ip pa rm s 125.045.0*279.0max*=== 初級交流有效電流:A p I D Ip pa ac 186.0279.0*45.0*max 2===(3).求各繞組交,直流電阻:初級:RpDC =(LNp*RDC)/2=(155.6712*0.00259)/2=0.2015ΩRpac =1.6* RpDC=0.321Ω次級:RsDC =(LNs*RDC)/2=(15.786*0.00198)/2=0.0156ΩRsac =1.6* RsDC=0.0249Ω偏置:RbDC=61.32*0.01001=0.6138Ω(4).計算各繞組交直流銅損耗:初級直流損耗:PpDC =I2rms* RpDC=0.125*0.2015=0.02518W。
实验六±5V电源PCB板设计一、实验目的(1)掌握电路原理图设计流程。
(2)掌握由电路原理图到PCB设计的设计流程。
(3)掌握PCB设计流程。
二、基本要求在自己的工程组的PCB工程文件中分别建立一个原理图文件和PCB文件。
按实验内容,设计出PCB板。
三、实验器材P4计算机、Protel DXP软件四、实验内容绘制出±5V电源电路原理图,如图6-1所示,并进行PCB板设计。
图6-1 ±5V电源电路原理图五、实验步骤1. 建立原理图文件(1) 运行Protel DXP,进入Protel DXP设计环境。
(2) 打开工程文件:执行菜单命令【File】→【Open Project…】,在弹出的“Choose Project to Open”对话框中的【查找范围】中找到“我的PCB工程”所在的路径,并将该文件打开。
(3) 建立原理图文件:执行菜单命令【File】→【New】→【Schematic】,建立原理图文件Sheet1.SchDoc。
(4) 保存并更改原理图文件名:执行菜单命令【File】→【Save】,在弹出的“Save [Sheet1.SchDoc] As…”对话框的文件名输入框中输入文件名(如输入:“±5V电源电路原理图”),然后选择保存路径,再单击“保存”按钮。
至此已建立好“±5V电源电路原理图”文件。
(5) 在【Project】面板中去除其它原理图文件:用鼠标右键单击需要去除的原理图文件,在弹出的快捷菜单中选择【Remove From Project…】菜单,弹出如图6-2所示的确认对话框,单击“Yes”按钮即可将该文见从当前的工程文件中除掉,但该文件仍然存在于磁盘中。
图6-2 从当前的工程文件中去除文件对话框2. 绘制出±5V电源电路原理图(1) 绘制7905元件。
(2) 按照图6-1所示,将元件放入“±5V电源电路原理图”文件中。
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。
幼儿期良好生活习惯的养成对人的一生影响巨大,这是由于这个时期孩子的心理特点所决定的。
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电源用的瞬态抑制电路瞬态抑制电路是一种用于保护电路免受瞬态电压干扰的重要电路。
在使用5V电源的电路中,瞬态抑制电路的设计和应用显得尤为重要。
本文将介绍瞬态抑制电路的原理、常见的应用场景以及设计要点。
瞬态抑制电路的原理是利用电容器和电阻器的组合,通过分流和吸收瞬态电压,保护电路中的元件免受损坏。
在5V电源的应用中,常见的瞬态抑制电路包括电容器、二极管和金属氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,简称MOSFET)等。
电容器是瞬态抑制电路中常用的元件之一。
它具有储存电荷的特性,在电压瞬变时能够吸收和释放电荷,从而起到抑制电压波动的作用。
在5V电源应用中,可以将电容器连接在电源和地之间,以实现对瞬态电压的吸收和抑制。
二极管也是瞬态抑制电路中常见的元件之一。
二极管具有单向导电性,能够将电流限制在一个方向上流动,从而起到保护电路的作用。
在5V电源应用中,可以将二极管连接在电路的输入和地之间,以防止瞬态电压进入电路。
MOSFET也是瞬态抑制电路中常用的元件之一。
它具有高阻态和低导态的特性,能够在瞬态电压出现时迅速切换至高阻态,从而降低电路中的电压波动。
在5V电源应用中,可以将MOSFET连接在电路的输入和地之间,以实现对瞬态电压的抑制和保护。
瞬态抑制电路在5V电源应用中的常见场景包括:电源输入端的瞬态抑制、信号输入端的瞬态抑制以及电源和信号共用端的瞬态抑制。
在电源输入端的瞬态抑制中,可以通过连接电容器和二极管来吸收和限制瞬态电压。
在信号输入端的瞬态抑制中,可以通过连接电容器和MOSFET来吸收和抑制瞬态电压。
在电源和信号共用端的瞬态抑制中,可以综合运用电容器、二极管和MOSFET等元件,以实现对瞬态电压的全面抑制和保护。
设计瞬态抑制电路时,需要注意以下几个要点。
首先,要根据实际应用需求选择合适的元件和参数。
例如,选择合适的电容器容值和电阻器阻值,以及合适的二极管和MOSFET型号。
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。
利用7805设计一个输出5V、2A(扩大输出电流)的直流稳压电源
要求:
1)输入工频220V交流电的情况下,确定变压器变比;
2)在满载情况下选择滤波电容的大小(取5倍工频半周期);
3)求滤波电路的输出最大电压;
4)画出系统电路图,并画出变压器输出、滤波电路输出及稳压输出的电压波形
如果是实际使用,就不必那么麻烦去扩流,直接用78H05(最大输出电流5A)来代替7805就可以了。
按桥式整流计算整流压降,变压器的副边输出交流电压应该大于7.8V,可以取8V或9V,即变比取27.5:1或24.5:1。
整流后的滤波电容用2000μF~4700μF/16V铝电解电容。
输出滤波电容用1000μF/10V铝电解电容+1μF独石电容各一只即可。
3个7805并联的方案不可取,在无法确保三只7805的输出电压误差为零的情况下会产生严重的负载电流不均衡。
实用电路图如下(但是输出波形图就不画了,变压器输出是正弦波、稳压输出基本是一直线,整流滤波电路输出是带有很小交流纹波接近直线的波形)。
5v仿反接电路5V仿反接电路是一种常见的电路设计,可以将电源的正负极性进行反转,使得正极变为负极,负极变为正极。
这种电路设计在实际应用中具有广泛的用途,可以用于电源的保护、电路的控制以及信号的处理等方面。
在5V仿反接电路中,常见的电子元器件包括二极管、电容、稳压芯片等。
下面将详细介绍各个元器件的作用和连接方式。
二极管是5V仿反接电路中必不可少的元器件,它的主要作用是实现电流的单向导通。
在正常情况下,二极管处于导通状态,电流可以从正极流向负极;而在反接情况下,二极管处于截止状态,电流无法通过。
电容是5V仿反接电路中起到滤波作用的元器件。
它可以平滑电源电压的波动,保证电路中的直流电压稳定。
电容的极性要与电路连接的方式保持一致,以确保其正常工作。
稳压芯片也是5V仿反接电路中常见的元器件之一。
它能够根据输入电压的变化,自动调整输出电压的稳定性。
通过将稳压芯片连接在电路的输出端,可以有效地保护后续电子元器件不受反接电压的影响。
在5V仿反接电路的连接方式中,需要注意以下几点:要根据具体的电路需求选择合适的二极管。
常见的二极管有普通二极管、肖特基二极管等,其正向电压降和最大反向电压应满足电路设计的要求。
电容的选择要根据电路的需求来确定。
一般情况下,电容的电压容量要大于电路的最大输入电压,以确保电容能够正常工作。
稳压芯片的选择也要考虑电路的需求。
常见的稳压芯片有7805、LM317等,其输入电压范围和输出电压要符合电路设计的要求。
5V仿反接电路是一种常见且实用的电路设计。
通过合理选择和连接二极管、电容和稳压芯片等元器件,可以实现电源的正负极性反转,从而满足不同应用场景的需求。
在实际应用中,需要根据具体的电路需求进行设计和调试,以确保电路的正常工作和稳定性。
5V-USB充电器电路图,有详细制作步骤文章出处: 发布时间: 2012-4-9 10:38:25 | 1958 次阅读 | 26次推荐 | 0条留言USB充电器套件,又名MP3/MP4充电器,输入AC160-240V,50/60Hz,额定输出:DC 5V 250mA (标签贴纸为500mA,如果要长期输出更大电流,请更换Q1为13003)。
MP3和MP4在全国范围大量流行,不过作为日常用品的充电器由于直接和220V高压相连,具有故障率较高,容易损坏的特点,特别是买到那些不成熟的产品后,真是苦不看言。
最后,受学校老师委托,我们联系到了一款成熟量产的充电器套件,现在一同给广大电子爱好者分享。
下面是对着实物绘制的电路原理图:(电路板上有多种元件安装方法,安装请与原理图、实物图为准,PCB板上有些元件孔是不要安装的,有些元件要装在别的元件孔上,这点请注意!)说明:为了简化电路,达到学习目地,图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用,用一个二极管D1完成整流作用。
接通电源后,C1会有300V左右的直流电压,通过R2给Q1的基极提供电流,Q1的发射极有R1电流检测电阻R1,Q1基极得电后,会经过T1的(3、4)产生集电极电流,并同时在T1的(5、6)(1、2)上产生感应电压,这两个次级绝缘的圈数相同的线圈,其中T1(1、2)输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电;其中T1(5、6)经D6整流、C2滤波后通过IC1(实为4.3V稳压管)、Q2组成取样比较电路,检测输出电压高低;其中T1(5、6)、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路,让Q1工作在高频振荡,不停的给T1(3、4)开关供电。
当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时,T1(5、6)、IC1取样比较导致Q2导通,Q1基极电流减小,集电极电流减小,负载能力变小,从而导致输出电压降低;当输出电压降低后,Q2取样后又会截止,Q1的负载能力变强,输出电压又会升高;这样起到自动稳压作用。
±5V简易直流稳压电源的设计 一﹑本次设计的主要目的 随着科学技术的飞速发展,人类进入高速发达的商品社会,市场里各种电子商品琳琅满目,给生活带来极大的方便。但是不少非常实用的电子制品成果,或者受到多方面因素的制约,或者时机尚未成熟,往往很难转化为商品。然而,如果我们能够亲自动手制作,不仅可以使自己的创意得以实现,还能丰富生活,体味乐趣,更重要的是通过制作,有利于我们掌握电子制作技术的技能,激发创造性。 直流稳压电源是电子系统中的关键部分,其作用是为电子系统提供稳定的电能。 设计要求: 设计出每个功能框图的具体电路图,并根据下列技术参数的要求,计算电路中所用元件的参数值,最后按工程实际确定元件参数的标称值。 容量:5W 输入电压:交流220V 输出电压:直流±5V 输出电流:1A
二、稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求 稳压电源的技术指标可以分为两大类:一类是特性指标,如输出电压、输出电滤及电压调节范围;另一类是质量指标,反映一个稳压电源的优劣,包括稳定度、等效内阻(输出电阻)、纹波电压及温度系数等。对稳压电源的性能,主要有以下四个万面的要求: 1.稳定性好 当输入电压Usr(整流、滤波的输出电压)在规定范围内变动时,输出电压Usc的变化应该
很小一般要求 。 由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度,称为稳定度指标,常用稳压系数S 来表示:
S的大小,反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输
入电压变化条件下,S越小,输出电压的变化越小,电源的稳定度越高。通常S约为。 2.输出电阻小 负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc,应基本保持不变。稳压电源这方面的性能可用输出电阻表征。 输出电阻(又叫等效内阻)用rn 表示,它等于输出电压变化量和负载电流变化量之比。
rn 反映负载变动时,输出电压维持恒定的能力,rn 越小,则Ifz 变化时输出电压的变
化也越小。性能优良的稳压电源,输出电阻可小到1欧,甚至0.01欧。 3.电压温度系数小 当环境温度变化时,会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源,应在环境温度变化时,有效地抑制输出电压的漂移,保持输出电压稳定,输出电压的漂移用温度系数KT来表示:
4.输出电压纹波小 所谓纹波电压,是指输出电压中50赫或100赫的交流分量,通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用,可以使整流滤波后的纹波电压大大降低,降低的倍数反比于稳压系数S 。 串联型稳压电路,用做一种简单的稳压电源,可以满足一般无线电爱好者的需要。但是,这种电源还有许多“天生的”缺陷,要提高对性能的要求,就必须再做一些改进。从以下四个右面对它的性能加以改善,便可做成一台有实用价值的稳压电源了。这就是:增加放大环节,提高稳定性,使输出电压可调;用复合管做调整管,使输出电流增大;增加保护电路,使电源工作安全可靠。
三﹑ 系统设计
稳定直流源设计的一般思路是让输入电压先通过电压变压器,再通过整流网络,然后经过滤波网络最后经过稳压网络。方案1.我们可以采用以桥式整理电路实现整流的目的,以大电容作为滤波电路,然后接负载。但是这样做有以下不足之处,如负载的影响很大,电压不可调以及没有保护电路等一下列问题。我们采用某些芯片,可以解决以上的问题。方案2.以全波整流电路作为整流网络,以极性电容作为滤波网络,采用固定式三端集成稳压电路7805和7905设计制作连续可调的双极型直流稳压电源。如下图所示,220V(幅值311V)50Hz市电经变压器220:25输出两组独立的25V交流,经桥堆整流、大电容滤波后分别经过集成稳压块LM7805C与LM7905C作用得到±5V的直流输出。 稳压电源一般由变压器、整流器和稳压器三大部分组成,如图1所示。
图1 直流电源系统方框图 电源变压器:将电网提供的220V交流电压转换为各种电路设备所需的交流电压。 整流电路:利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电路。 滤波电路:利用储能元件(电感或电容)把脉动直流电转换成比较平坦的直流电。 稳压电路:利用电路的调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。 具体电路如下: 输入电容C1、C2用于抑制纹波电压,输出电容C3、C4用于消振,缓冲冲击性负载,保证电路工作稳定。同时由于输出电容C3、C4的存在,容易发生电容放电而损坏稳压器,RV1和RV2是滑动变阻器,可以调节输出的电压。R1和R2是限流电阻,防止线路电流太大。 瞬态分析:
1.稳压三极管选择: 主要特点: LM7805集成稳压三极管输出电流可达1A,输出电压5V,过热保护,过流保护,输出晶体管SOL保护。 VI——输入电压(VO=5~18V)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 35V
正极输出 负极输出 RθJC——热阻(结到壳)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5℃/W RθJA——热阻(结到空气)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 65℃/W TOPR——工作结温范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 0~125℃ TSTG——贮存温度范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ -65~150℃ 表1 LM7805的主要参数表 电压调整率 电流调整率 工作温度 静态电流 耗散功率 最大输出电流 输出电压 偏差 输出电压
360mV 360mV 0~125 8MA 1.2W 1A 0.692~0.748V 17.3~18.7V(T(j)↓=25℃) LM7905集成稳压三极管输出电压-5V. 表2 LM7905的主要参数表 电压调整率 电流调整率 工作温度 静态电流 耗散功率 最大输出电流 输出电压 偏差 输出电压
360mV 360mV 0~125 8MA 1.2W 1A 0.692~0.748V -17.3~-18.7V(T(j)↓=25℃) 2.整流桥堆: 整流桥堆产品是由四只整流硅芯片作桥式连接,外用绝缘朔料封装而成,大功率整流桥在绝缘层外添加锌金属壳包封,增强散热。整流桥品种多:有扁形、圆形、方形、板凳形(分直插与贴片)等,有GPP与O/J结构之分。最大整流电流从0.5A到100A,最高反向峰值电压从50V到1600V。 半桥是将两个二极管桥式整流的一半封在一起,用两个半桥可组成一个桥式整流电路,一个半桥也可以组成变压器带中心抽头的全波整流电路, 选择整流桥要考虑整流电路和工作电压.优质的厂家有广州国信电子科技有限公司(文斯特电子)的G系列整流桥堆,进口品牌有ST、IR,台系的SEP、GD等。整流桥堆一般用在全波整流电路中,它又分为全桥与半桥。 全桥是由4只整流二极管按桥式全波整流电路的形式连接并封装为一体构成的,图是其外形。 全桥的正向电流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、35A、50A等多种规格,耐压值(最高反向电压)有25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多种规格。 3. 变压器的选择: 变压器容量计算公式变压器的功率是决定于负载的,既: P2=U2II2I+U2III2II+......+U2nI2In(VA),P1=P2/η(VA) 式中: P2变压器次级功率计算值 P1变压器的初级功率计算值 U2I和U2II......变压器次级各绕组电压(V),其值由负载决定. I2I和I2II......变压器次级各绕组电流(A),其值由负载决定. η为效率 变压器容量1KVA以下的变压器容量小,效率较低,变压器容量在100VA以下的,η选小值;变压器 容量在100VA到1000VA者选大值.硅钢片质量差的η可选0.7 I1=P1/U1(1.1到1.2)(A) 式中:U1为初级电压(V) 1.1到1.2为考虑到空载激磁电流的经验系数 变压器容量计算出来后就计算硅钢片铁芯的截面积S等参数 。 4.电容的选择: 经过整流桥以后的是脉动直流,波动范围很大。后面一般用大小两个电容大电容用来稳定输出,众所周知电容两端电压不能突变,因此可以使输出平滑小电容是用来滤除高频干扰的,使输出电压纯净电容越小,谐振频率越高,可滤除的干扰频率越高大体的原则: (1)大电容,负载越重,吸收电流的能力越强,这个大电容的容量就要越大; (2)小电容,凭经验,一般104即可。 表3 电容参数 I0 2A左右 1A左右 0.5~1A 0.1~0.5A 50~100MA 《50MA 电容容量 4000 2000 1000 500 200~500 200 要确定电容的耐压值,耐压值选小了,会因过压而击穿,选大了会增加体积和成本,可按下式确定电容C的耐压值Uc:
结 论 通过这次设计,完成了基本要求的全部设计要求,也完成了大部分发挥部分要求的设计。通过这次设计,使我学到了更多的有关电路方面的知识。本电路简单高效,失真小,输出稳定,达到了设计目的和要求,但在电路的整个设计过程中存在很多问题,在使用电容时更要小心因为电容的串联与并联正好与电阻的相反。如果不多加小心也许会走很多弯路。 致谢:在本次设计,调试以及制板的过程中,受到了老师的悉心指导和许多同学大力帮助,可以这样说没有他们的帮助,我的学年论文是很难完成的,这里对他们致以我最真诚的谢意。同时也对系里为我们做学年论文提供了实验室,试验设备表示同样的感谢。
参考文献
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