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題目： ±5v簡易直流穩壓電源的設計
學習中心：
層次： 高中起點專科
專業： 電氣工程及其自動化
年級學號
學生輔導教師
完成日期： 2023年 2 月
內容摘要
本文主要論述了直流穩壓電源的設計原理和實現方法。直流穩壓電源由變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分構成。本次設計選用了7805、7905輸出正負5v的電源作為數字電壓表的工作原理。
目錄內容摘要 i
引言 1
1 基本電路原理分析 2
1.1 整體電路框圖 2
1.2 電路原理分析 2
2 實驗電路與元件引數選擇 6
2.1 實驗電路 6
2.2 元件介紹 6
2.3 原件引數計算與選擇 7
3 總結 9
參考文獻 10
引言交流電網220v的電壓通過電源變壓器將變為需要的電壓值，然後通過整流電路將交流電壓變成脈動的直流電壓。由於此脈動的直流電壓還含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾波，從而得到平滑的直流電壓。但這樣的電壓還是會隨電網電壓波動、負載和溫度等的變化而變化。
因而在整流、濾波電路之後，還須接穩壓電路，保證輸出的直流電壓穩定。
直流穩壓電源又稱直流穩壓器。它的供電電壓大都是交流電壓，當交流供電電壓的電壓或輸出負載電阻變化時，穩壓器的直接輸出電壓都能保持穩定。穩壓器的引數有電壓穩定度、紋波係數和響應速度等。
此次的課程設計，要求輸出±5v穩定電壓。要能順利完成這一設計，需要不僅熟悉了解課本上的知識，還要學會將理論知識應用到實踐中，利用書籍資料來幫助自己。本文設計要求的技術引數和設計要求：
容量：5w
輸入電壓：交流220v
輸出電壓：直流±5v
輸出電流：1a
1 基本電路原理分析
圖1-1 直流穩壓電源的原理框圖和波形變換
整體電路由以下四部分構成：
電源變壓器：將交流電網電壓u1變為合適的交流電壓u2。
整流電路：將交流電壓u2變為脈動的直流電壓u3。
濾波電路：將脈動直流電壓u3轉變為平滑的直流電壓u4。
穩壓電路：當電網電壓波動及負載變化時,保持輸出電壓uo的穩定。
本次設計首先採用變壓器把220v交流電變成所需要的電壓。利用二極體的單向導電性，可以設計出把交流電變成直流電的電路；再根據電容的濾波作用，輸出紋波較小的直流電，從而得到平滑的直流電壓；最後通過穩壓塊的穩壓作用，就可以得到輸出穩定的直流電。
由輸出電壓u0、電流i0確定穩壓電路形式。通過計算極限引數(電壓、電流和功率)選擇器件有穩壓電路所要求的直流電壓(ui)、直流電流(ii)輸入確定整流濾波電路形式,選擇整流二極體及濾波電容並確定變壓器的副邊電壓ui的有效值、電流ii(有效值)即變壓器功率。由電路的最大功耗工作條件確定穩壓器、擴流功率管的散熱措施。
在電子電路中，通常需要電壓穩定的直流電源供電，小功率穩壓電源一般是由電源變壓器、整流、濾波和穩壓四部分電路組成。下面分別就穩壓電源的四個組成部分分別分析其原理。
(1)電源變壓器
電源變壓器的作用是將電網220v的交流電壓變換成整流濾波電路所需的低電壓。根據設計要求，輸出最大電源為+10v/1a，因此，輸出的最大功率為10w。另外，為了輸出正、負電壓，考慮到每個穩壓整合塊的壓降為3v左右，所以可以選擇220v/±16v / 10w的變壓器。
(2)整流電路
整流電路一般由單項導電性的二極體構成，經常採用單項半波、單項全波和單向橋式整流電路。如圖2-2所示的整流電路為應用廣泛的橋式整流電路。電路中採用了4個二極體，組成三項橋式整流電路。
整流過程中，4個整流管輪流導通，無論正半周還是負半周，流過負載的電流方向一致，形成全波整流，將變壓器處的交流電壓變成了脈動直流電壓。
圖1-2 整流電路
整流電路的引數如下：
輸出電壓平均值：
輸出電流平均值：
平均整流電流：
最大反向電壓：
整流二極體的選擇：，
（3）濾波電路
交流電經整流電路後可變為脈動直流電，但其中含有較大的交流分量，為使裝置上用純淨的交流電，還必須用濾波電路濾除脈動電壓中的交流成分。常見的濾波電路有：電容濾波電路、電感濾波電路、電感電容濾波電路以及型濾波電路。
在此電路中，由於電容濾波電路電路較為簡單、且能得到較好的效果，故選用此電路。在加入電容濾波電路後，由於電容是儲能元件，利用其充放電特性，使輸出波形平滑，減少脈動成分，以達到濾波的目的。為了使濾波效果更好，可選用大容量的電容為濾波電容。
因為電容放電的時間常數越大，放電過程越慢，脈動成分越少，同時使得電壓更高。濾波電容一般選幾十至幾千微法的電解電容， 一般選取
。圖1-3濾波電路
（4）穩壓電路
經過整流和濾波後得直流電壓，會由於電網電壓的波動以及負載電阻的變動而發生變化。在絕大多數情況下，這種輸出電壓的變化波動顯得太大，仍需進一步對其穩定，這就需要採用穩壓電路。目前常用的穩壓電路有並聯式穩壓電路、串聯穩壓電路以及整合式穩壓電路。
由於整合式穩壓晶元具有較完善的短路和限流保護、過熱保護和調整管安全工作區保護電路，因而工作是比較穩定的，電路
圖1-4 輸出正電壓電路
圖1-5 輸出負電壓電路
也相對比較簡單。為了使電路正常工作，要求輸入電壓應比輸出電壓至少高出2.5v~3v。
電路如圖1-4、圖1-5所示。電容c1可防止自擊振盪，還可抑制電源的高頻脈衝干擾，一般取0.1~1uf。
輸出端電容c2可以改善負載的瞬態響應，消除電路的高頻雜訊，同時也具有消除自擊振盪的作用。
2 實驗電路與元件引數選擇
圖2.1 實驗電路圖
78和79系列分別是正電壓和負電壓串聯穩壓積體電路，體積小、整合度高、線性調整率和負載調整率高，**性電源時代占領了很大市場。lm7805為固定+5v輸出穩壓積體電路(採取特殊方法也可使輸出高於5 v)，最大輸出電流為1a，標準封裝形式有to-220、to-263。
78和79系列積體電路應用相對固定，電路形式簡單，只是正負直流電壓輸出時應注意變壓器最小輸出功率和最小輸出電壓，如圖所示。
78系列和79系列穩壓前後直流電壓差為2～3v。由於為正負雙電源輸出，穩壓前後直流電壓差應為5～6v
（1）三端整合穩壓器
整合穩壓器具有輸出電流大，輸出電壓高，體積小，可靠性高等優點，在電子電路中應用廣泛。
整合穩壓器的主要技術指標，包括額定輸人電壓、輸出電壓範圍、輸出電流範圍、穩壓係數和溫度係數等等。
額定輸人電壓是指使直流穩壓電源正常工作的輸人直流電壓的範圍。
輸出電壓範圍是指直流穩壓電源能夠穩定輸出的直流電壓範圍。如固定輸出6v、9v、12v、15v等等。連續可調的直流電源可在一定電壓範圍內輸出，如整合穩壓器cw138的輸出電壓可在一內連續可調。
輸出電流範圍是指直流穩壓電源在正常工作條件下所允許輸出的電流範圍。如由整合穩壓器構成的直流穩壓電源，最大輸出電流為5a
穩壓係數是指當負載和環境溫度不變時, 輸出電壓的相對變化量。它是衡量直流穩壓電源對電網電壓即輸人交流電壓波動的適應能力，即穩壓效能好壞的標誌。一般情況，其數值越小表明輸出電壓越穩定。
溫度係數是指直流穩壓電源的輸入電壓和負載均不變時，由於環境溫度變化引起的輸出電壓變化量與溫度變化量之比。該係數越小，表明直流穩壓電源受環境溫度的影響也越小, 輸出電壓越穩
穩壓器l78、79系列整合穩壓器是一種有廣泛用途的三端整合穩壓器。w78系列三端整合穩壓電路具有固定輸出正電壓，l79系列三端整合穩壓電路具有固定輸出負電壓。這兩個系列穩壓器都具有較完善的短路和限流保護、過熱保護和調整管安全工作區保護電路，因而他的工作是比較可靠的。
字母後面的數字表示輸出電壓，電壓等級：5v、6v、8v、12v、15v、18v、24v 。如設計乙個輸出、的線性直流穩壓電源，選擇l7815、l7905。
三端固定穩壓器注意事項：
1）防止輸入輸出接反，損壞器件；
2）防止穩壓器浮地故障；
3）如果輸出電壓|v0|〉7v，應接保護二極體
4）輸入電壓不能超過vimax
78系列vimax=35v，79系列vimax=-35v
5）輸入電壓必須大於vimin
78系列，vimin≥7v，79系列，vimin≤-7v
6）輸出電流不能超過最大值iomax
7）加散熱片
（2）整流橋
整流橋的作用是將交流電轉變為直流脈動電壓。整流橋堆產品是由四隻整流矽晶元作橋式連線，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外新增鋅金屬殼包封，增強散熱。最大整流電流從0.
5a到100a，最高反向峰值電壓從50v到1600v。一般整流橋命名中有3個數字,第乙個數字代表額定電流;後兩個數字代表額電壓。本實驗用rs307，即額定電流3a，額定電壓1000v。
（1）穩壓器
要求輸出+5v、-5v的直流電，選擇選擇l7805、l7905。
（2）變壓器
為了使電路正常工作，要求輸入電壓應比輸出電壓自少高出2.5v~3v，且
。所以變壓器的輸出電壓的平均值至少應為8v，因此選擇雙8v/8w的變壓器。
（3）電容大小的選擇
對於濾波電容c來說
5v直流穩壓電源設計報告
姓名 學號 專業 班級 2012年3月12號 課題 220v交流電轉 v直流電的電源設計 一 電路實現功能 該電路輸入家用220v交流電，經過全橋整流，穩壓後輸出穩定的5v直流電。二 特點 方便實用，輸出電壓穩定，最大輸出電流為1a，電路能帶動一定的負載 設計方案 設計思路 考慮到直流電流電源。我們...
直流穩壓電源設計
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直流穩壓電源
穩定直流電源的電子裝置。直流穩壓電源的供電電源大都是交流電源，當交流供電電源的電壓或負載電阻變化時，穩壓器的直流輸出電壓都會保持穩定。直流穩壓電源隨著電子裝置向高精度 高穩定性和高可靠性的方向發展，對電子裝置的供電電源提出了高的要求。直流穩壓電源按習慣可分為化學電源 線性穩壓電源和開關型穩壓電源。3...