模拟电路一个5v直流稳压电源设计报告.doc

模拟电路一个5v直流稳压电源设计报告.doc

《模拟电路一个5v直流稳压电源设计报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电路一个5v直流稳压电源设计报告.doc（7页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

模拟电子技术课程设计

题目：

220V交流电转换成5V直流电的电源设计

课程名称：

模拟电子技术课程设计

学院：

大数据与信息工程学院

专业：

电子信息工程

年级：

电信151

姓名：

夏成权

学号：

1500890182

指导教师：

段渝龙、李国良、张盛耀

2017年7月10日

220V交流电转换成5V直流电的电源设计

一、需求

随着科技不断的发展，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的家用电作为能源。

电子产品的能源一般来自两个方面：

一、使用可以输出直流电压的电池。

由于普通干电池的使用周期很短，出于对经济的考虑，大多数人选择锂离子或镍氢充电电池。

而充电电池都需要充电器。

二、使用电源适配器。

使用适配器将220V交流转化为合适的直流。

因此，对于一个电子产品来说，不管使用哪种能源，一个匹配的电源适配器（直流电源）是必不可少的。

然而我们周围的电源多为220v50HZ的交流电。

所以我们需要设计电路将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定，输出电流为几十A以下的直流电压。

本设计是要设计一个5V直流电源供电。

二、设计目的

将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定为（5v）的直流电压。

制作此电源为后面的电子电路及设备提供稳定的直流电供电。

三、设计思路

1、一般直流电源有四个组成部分:

电源变压器：

将电网交流电压U1变为整流电路所需的交流电压U2

整流电路：

将变压器次级输出的交流电压变成单向的脉动直流电压U0

滤波电路:

消除脉动电压中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压U1

稳压电路：

能在电源电压或负载电流变化时，保持输出直流电压的稳定。

主要以这四个基本组成部分为基础。

展开设计一个+5V直流电源供电的电路。

在输入端加一个插头方便从生活用电中得到输入。

在输出端加一个接线端子。

以便供给输出端。

这样的话大概的一个模型就展现出来。

考虑到直流电流电源。

我们用四个1N4007四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LM7805（输入电压为10V,最小输入电压7V。

输出电压为5V。

输出最大电流为1A）三端稳压器。

四、需要仪器及设备

万用板一个，1N4007晶体管四个，（220伏至8伏）50 交流变压器一个，电解电容2200μF一个，电解电容100μF一个，电容0.1UF两个，LM7805三端稳压器一个。

电烙铁一个，松香若干，锡丝若干，导线若干。

接线端子。

五、设计方法

1、设计原理连接图

2、按照原理图分步设计

（1）变压器变压

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（8V左右），就可以进行下一阶段的整流部分。

一般规定U1为变压器的高压端，U2为变压器的低压端，由U1/N1=U2/N2得U1侧的线圈要比U2侧的线圈要多，这样就可以将220V的电网电压降低，故需要（220伏至8伏50W）交流变压器一个。

如图所示：

（2）单相桥式全波整流电路

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。

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U2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U2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。

单相桥式整流电路如图所示：

（3）电容滤波

本设计的滤波电路采用的是电解电容和一般电容并联方式滤波，当电解电容两端电压升高时，电解电容充电，电压降低时，电解电容放电，让电压降低时的坡度变得平缓，从而起到滤波的作用。

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，电解电容并。

滤波电路如图所示：

（4）直流稳压

三端稳压器。

因为我们要输出5V的电压,所以选用LM7805（输入电压为10V,最小输入电压7V。

输出电压为5V。

输出最大电流为1A）三端稳压器。

a.总电路如下

如图所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。

它主要由电源变压器，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器（LM7805）组合而成。

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～D4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。

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。

六、参数分析

（1）输出滤波电容C4：

参考输出电流,所以输出滤波电容C4=100UF

（2）稳压器:

因为要输出5V的电压，所以选用LM7805（输入电压为10V,最小输入电压7V。

输出电压为5V。

输出最大电流为1A）虽然LM7805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。

（3）滤波电容C1

（4）稳压器前取小电容，故C2=C3=0.1UF.

（5）变压器：

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（9V左右），就可以进行下一阶段的整流部分。

故需要（220伏至9伏）交流变压器一个。

（6）整流二极管：

在含稳压器LM7805的电路中的二极管选择:

由于二极管最大瞬时反向工作电压URM>1.414U2=8×1.414=11.312V。

因为IN4007（1N4007电流特性1A耐压50V）的反向击穿电压大于50V,额定工作电流I=1A>Iomax.故整流二极管选用IN4007。

只要求其最高反向工作电压大于U2，（即大于11.312V）保证在反向时不会被击穿。

我采用的是1N4007

六、仿真

仿真结果与预期结果相差不大。

因实验存在误差。

七、结论

1、电路实现功能

该电路将输入家用220v50HZ交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。

2、达到指标

方便实用，输出电压稳定，电路能带动一定的负载

2、应用领域

本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。

广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户（如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等），为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。