5v直流稳压电源设计资料
5V直流稳压电源的设计
稳压 电源的要求 , 再次设计 了 5 V直流稳压 电源 电 路, 最后进行了参数的估算 以及元器件 的选择。
2 电路设计
2 . 1 稳 压电源 的技 术指标 及对 稳压 电源 的要求
能量提醒 、 掉电保 护等高级功能。可 以说 电源 电路
电源 电路 , 最后进行 了参数 的估算 以及元器件的选择 。通过 软件 P r o t e l 完成 了基本 的电路原理 图 , 使其 满足基 本设
计要求 。 关键 词 : 直流稳压 电源 ; 单相 桥式整流 ; 集成稳压器 中图分 类号 : T M4 4
利于我们掌握 电子制作技术 的技 能, 激发创造性 。
第2 9卷 第 2 3期 2 0 1 3年 1 2月
甘肃科技
Ga n s u S c i e n c e a n d T e c h n 0 l
l f . 2 9 De c .
^ r o . 2 3 2 O l 3
5 V直 流 稳 压 电源 的设 计
宁雅 丽
( 甘肃广播 电视 大学 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 3 0 )
摘
要: 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 。主要 介绍了 以单相 桥式整
流及三端集成稳 压器为主的直流稳压 电源 的设计 。完成 将输入 2 2 0 V , 5 0 H z 的 电网电压转换 为输 出 5 V的稳定 直流
电。首先确定了总体的设计方案 , 其次明确了稳压电源的技术指标及对稳压电源的要求, 再次设计了5 V直流稳压
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 自己的理论知识应用于实践 ,
5V直流电源设计
2.2LM317工作原理:
LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo=1.25(1+R2/R1)。仅仅从公式本身看,R1、R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式,R1和R2的阻值是不能随意设定的。1,2脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能,R1应小于240欧姆。改变R2阻值即可调整稳压电压值。
电容的选取:
电容大小的选取会直接影响充放电的时间,当 一定, 增大时,由于充放电速度均减小,因而 略有增大,纹波电压显著减小。实际电路中, 一般较小(几欧到几百欧),为了提高滤波能力以减小纹波电压,除了采用大的 (几千uF)外还往往另加一节或数节LC滤波网络。
4.实验结果:
图1-3 实验结果
实验结果如图1-3所示,输出了5V直流电压,达到了设计要求。
LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块就可以输出稳定的直流电压。
5.总结感悟:
5V电压源的设计相对比较简单,但是必须选择好电容和电阻,不然纹波系数过大,这样输出5V电压含有的交流成分大,对后续电路产生影响。
一、5V直流电源设计
1.设计要求:
1设计5V直流电源。
2输入:交流220V,50Hz电压。
5V电源电路设计(包括电路各模块的详解)
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直流稳压电源设计
新疆工程学院实训报告实训科目电子技术实训系部机械系专业班级姓名实训地点教室及电子实验室指导教师李积芳完成日期新疆工程学院教务处新疆工程学院电气与信息工程系电子实训任务书新疆工程学院电子实训成绩表(注意:旷课一票否决)目录摘要第一章引言 (3)1.1硬件电路设计要求电路设计 (4)1.11元件选取电源变压器 (6)1.12整流二极管的选择滤波电容的C的确定 (6)第二章网站导航概述总结 (8)致谢参考文献 (9)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。
5V稳压电源的设计
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稳压电源的设计
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。
5V直流稳压电源设计说明
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。
一种5V线性直流稳压电源及漏电保护系统设计
( 五 )可实时显示稳压 电源的输 出功率。 ( 六 )具有漏 电保护功能。
三 、 系统 方 案 设 计
( 一 )系统 原 理框 图
本系统主要分为 5 V线性直流稳压电源和漏电保护装置两个部分 , 其 中R L为负载电阻 、R为漏 电电流调整电阻 、A为漏电流显示电流表 、S 为转换开关 、K 为漏电保护 电路复位按钮 ,具体 电路原理框图如下图 1
采用检测采集电流的方法 ,通过测 电阻的电压计算出其动作 电流。当转
{
1崇 轨 电 品 原 理 畦 倒
换开关 s 接2 端, 将R L 接到漏电保护装置的输出端 ,阻值 固定为 2 O n, 调节 R,将漏电动作电流设定为 3 0 m A。当漏电保护装置动作后 ,R L两 端电压为 0 V并保持 自锁。 排除漏电故障后 , 按下 K恢复输 出。 要求漏电
综合两个方案综合情况 ,本系统漏 电保护部分采用方案二。
二 、 系 统 设 计指 标
5 V线性直流稳压电源及漏 电保护系统的主要技术指标如下 : ( 一 )额定输 出电压为 5 V,额定输 出电流为 l A。
( 二 )当负 载 R L阻 值 固定 为 5 Q 的前 提 下 ,直 流输 入 电压 在 7 - 2 5 V
方案 二 :低压 差 线 性稳 压 器 Mi c 5 1 5 8
功率显示电路部分主要 由键盘模块 、L C D显示模块 ,S T C 1 2 C 5 A 6 0 S 2
单 片 机模 块 、电 源 指示 模 块 和 串 口通 信 等 构成 ,可 实 时 显示 稳 压 电源 的
采用低压差线性稳压器 Mi c 5 1 5 8构成稳压 电路时, 由于 Mi c 5 1 5 8内部
5V稳压电源课程设计
河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题:5V稳压电源专业班级:学生姓名:学生学号:指导教师:成绩:二○一一年十二月二十日5V 稳压电源一、设计任务与要求1.设计任务设计一集成直流稳压电源(1)交流220V 伏输入,直流5V 输出。
电压纹波系数<0.5%,电流输出不小于500mA 。
(2)使用接插件接口,移动方便,接口设计合理。
2.通过集成直流稳压电源的设计,要求学会:(1) 选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计电路。
(2) 掌握直流稳压电源的调试及主要技术指标的测试方法。
3.设计要求(1)电源变压器、整流二极管、滤波电容等元件只做选择性设计; (2)合理选择集成稳压器;完成全电路理论设计、绘制电路图;二、方案设计与论证稳压电源的技术指标分为两种:一种是特性指标,包括允许的输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等;另一种是质量指标,用来衡量输出直流电压的稳定程度,包括稳压系数、输出电阻、温度系数及纹波电压等。
2.1.1. 稳压器质量指标 (1)电压调整率SV电压调整率是表征稳压器稳压性能的优劣的重要指标,又称为稳压系数或稳定系数,它表征当输入电压VI 变化时稳压器输出电压VO 稳定的程度,通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比)(%100⨯⋅∆∆O O IV V V 表示。
(2)电流调整率SI电流调整率是反映稳压器负载能力的一项主要自指标,又称为电流稳定系数。
它表征当输入电压不变时,稳压器对由于负载电流(输出电流)变化而引起的输出电压的波动的抑制能力,在规定的负载电流变化的条件下,通常以单位输出电压下的输出电压变化值的白分比来表示稳压器的电流调整率(%100⨯∆O OV V )(3)纹波抑制比SR纹波抑制比反映了稳压器对输入端引入的市电电压的抑制能力,当稳压器输入和输出条件保持不变时,稳压器的纹波抑制比常以输入纹波电压峰-峰值与输出纹波电压峰-峰值之比表示,一般用分贝数表示。
5v直流稳压电源设计
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。
设计_5V_1A可调直流线性稳压电源
《设计5V 1A可调直流线性稳压电源》实验报告设计题目设计5V 1A可调线性稳压电源姓名杜骏学号2009512445年级20092012年6月8日一、设计要求:........................................................................................................................ - 3 -二、设计任务: (4)三、实验原理: (4)(一)、线性稳压电源的基本原理: (4)1.电源变压器............................................................................................................ - 4 -2.整流电路................................................................................................................ - 4 -3.滤波电路................................................................................................................ - 4 -4.稳压电路 (5)(二)、稳压电源的性能指标及测试方法 (5)1、稳压系数及电压调整率 (5)2、输出电阻(也称等效内阻或内阻).................................................................... - 5 -3、纹波电压.............................................................................................................. - 5 -四、电路设计: (6)(1)变压部分设计............................................................................................................ - 7 - 变压器的主要参数有:.............................................................................................. - 7 -变压部分参数设计: (7)(2)整流、滤波电路 (7)整流部分的设计:...................................................................................................... - 8 - (3)稳压电路. (8)电路参数计算如下: (8)(1)确定稳压电路的最低输入直流电压Ui,min (8)(2)确定电源变压器副边电压、电流及功率。
5V,12V直流稳压电源的设计
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。
直流稳压电源的了课程设计实验报告 5V直流稳压电源设计
机电一体化实训5V直流稳压电源设计报告学校:西安科技大学高新学院班级:机械设计制造及其自动化姓名:***学号:***指导老师:邵小强设计时间:2012.7.2—2012.7.13目录1 设计题目 (3)2 设计方案和要求 (3)2.1 设计目的 (3)2.2设计技术指标与要求 (3)2.2.1 基本要求 (3)2.2.2 技术指标 (3)3 电路原理分析 (3)3.1 原理分析 (3)4 各单元电路图及功能说明 (4)4.1.1 电源变压器 (4)4.1.2 整流电路 (5)4.1.3 滤波电路 (6)4.1.4 稳压电路 (6)4.1.5 总电路 (8)4.1.6 元件清单 (8)5 电路的调试及仿真数据 (9)5.1 虚拟示波器检测图 (9)5.2 数据指标。
(10)6 心得体会 (11)7 致谢语 (11)8 参考文献 (12)1 设计题目题目:《基于EWB的串联型直流稳压电源的设计》2 设计方案和要求2.1 设计目的(1)、设计用晶体管和集成运算放大器组成的串联型直流稳压电源。
(2)、学习使用EWB软件并对串联型直流稳压电源进行仿真验证。
2.2设计技术指标与要求2.2.1、基本要求A、电路能输出直流5V与9V两档电压;B、拟定测试方案和设计步骤;C、根据性能指标,计算元件参数,选好元件,并画出电路图;D、仿真验证输出信号;E、写出设计性报告。
2.2.2、技术指标:A、输出5V与9V两档电压,同时具备正负极性输出;B、输出额定电流250mA最大电流650mA;C、在最大输出电流时纹波电压峰值3 电路原理分析与方案设计3.1原理分析:采用变压器、二极管、集成运放,电阻、稳压管、三极管等元件器件。
220V 的交流电经变压器变压后变成电压值较小的交流,再经桥式整流电路和滤波电路形成直流,稳压部分采用串联型稳压电路。
比例运算电路的输入电压为稳定电压,且比例系数可调,所以其输出电压也以调节;同时,为了扩大输出大电流,集成运放输出端加晶体管,并保持射极输出形式,就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。
5V,12V直流稳压电源的设计
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直流稳压电源的设计
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。
正负5v电源设计电路图+原理
正负5v电源设计电路图+原理题目:±5V简易直流稳压电源的设计一﹑本次设计的主要目的设计要求: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。
5v简易直流稳压电源仿真设计
关键词:电源;稳压;整流;滤波
Abstract
Power as energy supply part of electrical, electronic equipment is essential, the demand is increasing, and each index function, stability of power demand higher.Research and development of power supply has become an important link in the development of new technology, new equipment, it plays an important role in promoting the development of science and technology. First, the input 220V, 50Hz alternating current through a voltage transformer device requires reduced 25V, then full bridge rectifier circuit for rectifying and smoothing processing and the ripple, the output DC voltage of a three-terminal voltage regulator circuit to obtain a stable DC voltage.through the relevant knowledge can calculate the parameters of each device in the circuit, the circuit performance meet the design requirements of the voltage, current and other parameters. Simulation of the designed circuit by using Proteus simulation software, make the design meet the requirements.
具有漏电保护装置的直流5V稳压电源设计1
具有漏电保护装置的直流5V 稳压电源设计一、任务设计并制作一台线性直流稳压电源和一个漏电保护装置,电路连接如图1所示。
图中R L 为负载电阻、R 为漏电电流调整电阻、m A 为漏电流显示电流表、S 为转换开关、K 为漏电保护电路复位按钮。
二、要求设计一台额定输出电压为5V ,额定输出电流为1A 的直流稳压电源。
(1)R L 阻值固定为5Ω。
当直流输入电压在7~12V 变化时,要求输出电压为5±0.05V ,电压调整率S U ≤1%。
(2)连接方式不变,直流输入电压固定在8V ,当直流稳压电源输出电流由1A 减小到0.01A 时,要求负载调整率S L ≤1%。
(3)设计一个动作电流为30mA 的漏电保护装置。
(4)将R L 接到漏电保护装置的输出端,阻值固定为20Ω,R 和电流表A 组成模拟漏电支路(见图1)。
调节R ,将漏电动作电流设定为30mA 。
当漏电保护装置动作后,R L 两端电压为0V 并保持自锁。
(5)排除漏电故障后,按下K 恢复输出。
要求漏电保护装置没有动作时,输出电压≥4.6V 。
(4)要求漏电保护装置动作电流误差的绝对值≤5%。
(6)尽量减小漏电保护装置的接入功耗。
三、说明(1) 本题电压调整率的定义为:%100112⨯-=o o o U U U U S 。
式中U o1是直流输入电压为7 V 时的输出电压,U o2是直流输入电压为12 V 时的输出电压。
(2) 本题负载调整率的定义为:%100512⨯-=o o L U U S 。
式中U o1是负载电阻为500Ω时的输出电压,U o2是负载电阻为5Ω时的直流稳压电源输出电压。
电四、评分标准设计报告:总分:项目制作与调试80分设计报告20分。
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新疆工程学院实训报告实训科目电子技术实训系部机械系专业班级姓名实训地点教室及电子实验室指导教师李积芳完成日期新疆工程学院教务处新疆工程学院电气与信息工程系电子实训任务书新疆工程学院电子实训成绩表(注意:旷课一票否决)目录摘要第一章引言 (3)1.1硬件电路设计要求电路设计 (4)1.11元件选取电源变压器 (6)1.12整流二极管的选择滤波电容的C的确定 (6)第二章网站导航概述总结 (8)致谢参考文献 (9)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。
与线性电源相比,PWM开关电源更为效的工作过程是通过“斩波”[2],即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。
脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。
一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。
通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。
最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热等领域。
第1章直流稳压电源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[2],见图2。
工频交流脉动直流 直流负载图2 直流稳压电源框图其中: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,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
②整流电路:整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。
再经滤波电路滤除较大的纹波成分,输出纹波较小的直流电压。
常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。
③滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
各滤波电容C满足RC=(3~5)T/2,或中T为输入交流信号周期,RL为整流滤波电路的等效负载电阻。
④稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器。
第1章硬件电路1.1 设计要求直流稳压电源的主要技术指标:①输入电压交流220v,输出直流电压Uo=±5v②输出电流Io=1A1.11整流电路整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电,这就是交流电的整流过程,整流电路主要由整流二极管组成[3]。
经过整流电路之后的电压已经不是交流电压,而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压,习惯上称单向脉动性直流电压。
图3 单相全波整流电路在u2的正半周内,二极管VD1、VD3导通,VD2、VD4截止;u2的负半周内,VD2、VD4导通,VD1、VD3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4所示。
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,即电路中的每只二极管承受的最大(U2是变压器副边电压有效值)。
1.112滤波电路滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波。
在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以达到使输出波形基本平滑的目的。
I2是变压器副边电流的有效值。
1.113稳压电路前面所讨论的整流滤波电路,都是不能保证输出稳定的直流电压。
输出电压不稳定的主要原因有以下几个方面:经整流滤波后输出的直流电压,虽然平滑程度较好,但其稳定性仍比较差。
其原因主要有以下几个方面:1、由于输入电压不稳定(通常交流电网允许有±10%的波动),而导致整流滤波电路输出直流电压不稳定;2、由于整流滤波电路存在内阻,当负载变化时,引起负载电流发生变化,使输出直流电压发生变化;3、由于电子元件(特别是导体器件)的参数与温度有关,当环境温度发生变化时,引起电路元件参数发生变化,导致输出电压发生变化;4、整流滤波后得到的直流电压中仍然会有少量纹波成份,不能直接供给那些对电源质量要求较高的电路。
所以,为了得到输出稳定的直流电压,经整流滤波后的直流电压必须采取一定的稳压措施才能适合电子设备的需要。
本设计选用固定式三端稳压器。
选用W7805三端正电源稳压电路,输出稳定+5v电压;选用W7905三端负电源稳压电路,输出稳定的-5v电压。
它有一系列固定的电压输出,应用非常的广泛。
每种类型由于内部电流的限制,以及过热保护和安全工作区的保护,使它基本上不会损坏。
如果能够提供足够的散热片,它们就能够提供大于1.5A的输出电流。
虽然是按照固定电压值来设定的,但是当接入适当的外部器件后,就能获得各种不同的电压和电流。
具有如下特点:(1)短路电流230mA,峰值电流2.2A,但是当输出电流超过1.5A时,就需要提供足够的散热片;(2)输入电压极限值35v,输出电压典型值为5V,最大值5.25V;(3)热过载保护;(4)短路保护;(5)输出晶体管安全工作区保护;78xx/79xx系列在降压电路中应注意以下事项:(1)输入输出压差不能太大,太大则转换效率急速降低,而且容易击穿损坏;(2)输出电流不能太大,1.5A 是其极限值。
大电流的输出,散热片的尺寸要足够大,否则会导致高温保护或热击穿;(3)输入输出压差也不能太小,大小效率很差。
其封装电路如图5所示。
图5 W7805/ W7905引脚图其中,对于W7805:1端为输入端,2端为公共端,3端为输出端。
对于W7905:1端为公共端,2端为输入端,3端为输出端。
图6 稳压器电路其中,正常时,输入与输出之间的电压不得低于2v。
Ci、Co用于实现频率补偿,防止稳压器产生高频自激和抑制电路引入的高频干扰。
直流稳压电路整体图直流稳压电路图如图7所示。
1.12元件选取1.121 电源变压器在电容滤波的整流电路中,变压器次级线圈除供给负载电流外,还要向电容充电。
由于充电时的电流瞬时值很大,因此通过变压器次级线圈的电流平均值虽然等于I=,但通过变压器次级线圈的有效值I2要比I=大,I2和I=的关系决定于电流脉冲波型的形状,波型愈小,有效值愈大。
由于一般这种整流电路后面都要用稳压电路,因此以上估算已能解决实际问电阻的判别和应用1电阻元件的识别与应用1.电阻元件的识别(1)电阻的分类、特点及用途电阻的种类较多,按制作的材料不同,可分为绕线电阻和非绕线电阻两大类。
非绕线电阻因制造材料的不同,有碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、实心碳质电阻等。
另外还有一类特殊用途的电阻,如热敏电阻、压敏电阻等。
热敏电阻的阻值是随着环境和电路工作温度变化而改变的。
它有两种类型,一种是随着温度增加而阻值增加的正温度系数热敏电阻;另一种是随着温度增加而阻值减小的负温度系数热敏电阻。
在电信设备和其它设备中作正或负温度补偿,或作测量和调节温度之用。
压敏电阻在各种自动化技术和保护电路的交直流及脉冲电路中,作过压保护、稳压、调幅、非线性补偿之用。
特别是对各种电感性电路的熄灭火花和过压保护有良好作用。
1.123 滤波电容的C的确定C(RL为负载阻值)越大,电容器放电越慢,输出电压平均值越大。
一般可选RL放电时间常数RC大于C的充电周期(3~5)倍[4].对桥式整流来说,C 的充电周期等L于交流电网周期的一半实物图总结通过近一段时间的努力,在指导老师们的辛勤指导下,在同学的帮助下,结合软件硬件,终于将直流稳压电源制作完成了。
让我感觉到所学的知识能得到很好的应用,巩固了所学的专业知识,增强了自己的动手能力,在制作计的过程中学到了很多东西。
通过本次毕业设计,我用自己所学的专业知识结合同学意见完成了实物,并且达到满意的效果。
在这次设计中我用到了模拟电路、数字电路、Protel 99 SE等课程学到的知识,让我明白自身知识的缺乏,很多方面需要进一步加强。
在整个毕业设计期间我进一步了解了PCB板的制作,更能熟练的应用Protel 99 SE软件弥补很多以前没注意到的地方,通过本次学习收获不少;进一步提高了硬件软件结合的产品设计与开发能力,当然在这方面还有很多地方需要努力。
在过程中我得到过很多同学的帮助,以及指导老师的意见,使得我的毕业设计圆满完成。
这些经验在以后的工作中一定会有很大的帮助的。
参考文献[1] 白德鹏.红外遥控的直流稳压电源.电子科技大学学位论文,2007[2] 王鸿麟.直流稳压电源的原理和设计.北京:人民邮电出版社,1981[3] 李哲英,李晓光,陈同占.现代电子系统小功率直流稳压电源设计.北京:中国铁道出版社,1996[4] 王兆安,黄俊.电力电子技术.北京:机械工业出版社,2005感谢感谢电子技术老师对我们的淳淳教导,感谢买电子原件老板的耐心介绍。
感谢团队的努力坚持不懈!。