5V直流电源设计
上海大学生产实习5V直流稳压电源设计报告(DOC)
生产实习设计报告——5V直流稳压电源仿真及制作上海大学机自学院自动化系电气工程及其自动化姓名:***学号:*******指导老师:***2016年 7月7日目录第1章直流稳压电源简介 (1)1.1定义 (1)1.2直流稳压电源的构成 (1)1.3直流稳压电源的分类 (1)第2章直流稳压电源的设计及仿真 (2)2.1设计目的及要求 (2)2.2设计步骤及思路 (2)2.2.1直流稳压电源设计思路 (2)2.2.2直流稳压电源原理 (2)2.3方案论证仿真 (3)2.3.1总体方案确定 (3)2.3.2各过程仿真及确定 (4)2.3.3总体电路图 (10)第3章直流稳压电源制作 (10)3.1元器件选择和电路参数计算说明 (10)3.2 电源制作及实物图 (11)心得体会 (13)第1章直流稳压电源简介1.1定义稳压电源是能为负载提供稳定交流电源或直流电源的电子装置。
包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。
本报告讨论直流稳压电源的仿真与设计。
直流稳压电源是一种利用市电为小型电子设备(负载)供电或充电,能为其提供稳定直流电源的电子装置。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源,当交流供电电源的电压或负载电阻变化时,稳压器的直流输出电压基本能够保持稳定。
1.2直流稳压电源的构成许多电子产品如电视机、电子计算机、音响设备等都需要直流电源,电子仪器也需要直流电源,实验室更需要独立的直流电源。
为了提高电子设备的精度及稳定性,在直流电源中还要加入稳压电路,因此称为直流稳压电源。
典型的直流稳压电源主要由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几部分构成。
电源变压器把50Hz 的交流电网电压变成所需要的交流电压;整流电路用来将交流电变换为单向脉动直流电;滤波电路用来滤除整流后单向脉动电流中的交流成分(即波纹电压),是指成为平滑的直流电;稳压电路的作用是当输入交流电网电压波动、负载及温度变化时,维持输出直流电压的稳定。
1.3直流稳压电源的分类目前生产直流稳压电源种类很多,可以从不同的角度分类:1,依稳定方式:参数型(如稳压管+电阻)、反馈型(如调整管+差放);2,依工作状态:线性电源、开关电源;3,依连接方式:串联型、并联型。
正负15V和5V三路输出直流电源的设计
正负15V和5V三路输出直流电源的设计设计一套正负15V和5V的三路输出直流电源,首先需要确定所需的输出电流和负载要求。
然后,可以按照以下步骤设计电源。
1.确定负载要求和输出电流:根据所需的负载要求和输出电流,确定每一路输出的电流和功率。
2.选择变压器:选择适当的变压器,使得输入电压范围覆盖所需的正负15V和5V输出。
变压器应具有至少三个绕组,用以提供所需的输出电压。
3.设计整流电路:在电源的输入端设计整流电路,将交流输入电压转换为直流电压。
可以采用整流桥或者双向整流电路,根据实际需要选择合适的整流方式。
4.设计滤波电路:在整流电路出口处设计滤波电路,以去除输出中的纹波。
可以使用电容滤波器和电感滤波器组合的方式,选择适当的滤波元件和参数。
5.设计稳压电路:在滤波电路后面设计稳压电路,以确保输出电压稳定。
可以使用线性稳压器,如三端稳压器、调整式稳压器或线性调整式稳压器。
6.设计保护电路:为电源设计各种保护电路,以确保其安全可靠。
可以包括短路保护、过压保护、过流保护和温度保护等。
7.选择合适的元件:根据设计的需求,选择合适的二极管、电容器、电感、稳压器和保护元件等。
8.进行电路布局和PCB设计:对电源进行电路布局和PCB设计,确保元件之间的连接合理、线路长度适当,尽量减小噪声和干扰。
9.进行电源输出测试:在完成PCB制作和组装后,进行电源输出测试,验证电源的性能是否满足设计要求。
10.进行负载测试:对电源连接负载后,进行负载测试,验证电源的稳定性和响应性能。
11.进行可靠性测试:对电源进行长时间运行、温度变化和工作条件变化等可靠性测试,确保电源在各种环境下都能正常运行。
12.完成最终调试和维护:在测试结束后,对电源进行最终调试和维护,确保电源的可靠性和长期稳定性。
以上是一套正负15V和5V三路输出直流电源的设计流程,每个步骤都需要详细考虑电源的性能、连接和保护要求。
在整个设计过程中,需要进行不同层面的电路设计、元件选择、PCB布局和测试,以确保电源的输出稳定、可靠和安全。
5V直流稳压电源设计说明
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。
220v交流电转5v直流电的电源设计
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。
交流220v转5v直流电源设计
安康学院学年论文﹙设计﹚题目交流220V转5V直流电源设计学生姓名学号所在院(系)电子与信息工程系专业班级指导教师2011年 8 月 3日电子与信息工程系学年论文(设计)开题报告姓名专业班级指导老师题目交流220V转5V直流电源设计1.本课题的基本内容直流电源属于模拟电子技术,其应用范围非常广泛。
其主要是为各种电子产品提供稳定的直流电压,使电子产品能够正常工作。
一般的直流电源具有四个基本部分,即变压,整流,滤波,稳压。
每一部分根据实际情况可以有不同的电路结构,但是工作原理基本一致。
2.本课题的重点和难点(1)使电压在负载变化时保持稳定(2)在输出电流过大时,使用特定的电路进行过载保护(3)使用集成稳压器时,防止电路中的电容放电时的高压把集成稳压器烧坏3.主要参考文献[1]杨素行,清华大学电子学教研组.模拟电子技术基础简明教程.北京:高等教育出版社,2006.396~399.[2]赵淑范,董鹏中.电子技术试验与课程设计.北京:清华大学出版社,2010.232~235.[3]张永瑞,王松林,李小平.电路分析.北京:高等教育出版社,2004.148.[4]孙余凯,吴鸣山,项绮明等.巧学巧用模拟集成电路实用技术.北京:电子工业出版社,2009.指导教师意见指导教师:年月日交流220V转5V直流电源设计XX(安康学院电子与信息工程系电子信息工程09级,陕西安康 725000)指导教师:XXX【摘要】运用模拟电子技术的基本理论和分析方法,设计了两种220V交流转5V直流电源的方案。
第一种方案的稳压部分为串联型稳压电路;第二种方案的稳压部分为集成稳压器。
两种方案都在Multisim10平台上进行了仿真。
仿真结果表明,两种方案都可以输出比较稳定的5V直流电压,且具有一定的负载能力。
【关键词】直流电源、模拟电子技术、集成稳压器、交直流转换AC 220V Transform 5V DC Power DesignAuthor:Yong Hao(Grade09,Class2,Major Electronic and information engineering,Department of Electronic & Information Engineering,Ankang University,Ankang 725000,Shaanxi)Tutor:Lv Fang-xingAbstract:According to the basic theory and analytic method of analog electronic technology,two projects that transformed 220V alternating current to 5V direct current is deviced.The voltage stability part of the first project is series voltage regulator.The voltage stability part of the second project is IC voltage regulator.Both projects are simulated in Multisim10 platform.The result of the simulation suggested that both projects are able to output stable 5V direct current and have a certain load capacity.Key words:DC Power,Analog Electronic Technology,IC voltage regulator,AC/DC Conversion1引言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 的市电作为能源。
输入交流220v输出直流5v的直流稳压电源方案论证
输入交流220v输出直流5v的直流稳压电源方案论证要设计一个输入交流220v、输出直流5v的直流稳压电源方案,需要考虑以下几个方面:1. 稳压芯片选择:需要选择能够稳定输出5v的稳压芯片,如Vref电感耦合器(VRM)或LM317等。
2. 整流器:需要选择能够将交流220v转换为直流电流的电路,可以使用二极管或者三极管等元件进行整流。
3. 滤波器:为了避免交流分量的干扰,需要添加滤波器,可以使用电容或者电感等元件进行滤波。
4. 稳压电源电路:将整流器输出的直流电流经过稳压芯片的输入端,再将稳压芯片的输出连接到滤波器的输出端,从而实现输出直流5v的稳定电压。
下面是一个简单的直流稳压电源方案论证:1. 选择VRM芯片:使用Vref电感耦合器(VRM)作为稳压电源的核心元件,可以保证输出电压的稳定性和精度。
Vref电感耦合器的输出电压范围在1.2-1.8V之间,可以满足输出电压要求。
2. 整流器:使用二极管或者三极管等元件进行整流,可以将交流220v转换为直流电流。
由于二极管的特性,整流器的输出电压波形会发生失真,需要添加滤波器来滤除交流分量。
整流器的电流大小可以通过调整二极管或三极管的选择来调节。
3. 稳压电路:稳压电路由VRM芯片的输入端、滤波器的输出端和稳压芯片的输出端组成。
通过调整VRM芯片的参数,可以调节稳压芯片的输出电压,从而实现输出直流5v的稳定电压。
稳压芯片的参数可以通过手册或者仿真软件进行调整。
4. 电源线路:由于稳压电源需要连接到外部电路,需要适当的电源线路设计,以确保稳定的输出电压和抗干扰能力。
可以使用电缆或者电感等材料来保护电源线路和稳压芯片。
通过以上设计,可以实现输入交流220v、输出直流5v的直流稳压电源方案,可以保证输出电压的稳定性和精度。
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。
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。
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。
(整理)正负15V和5V三路输出直流电源的设计
2.环境敏感区的界定
3.完整性原则;
原理图二(proteus)
做数控电源和一些电子设计作品的时候经常要用到一些电源比如正负12V,正负正负5V等这些稳压直流电源。这里给出一款我实际制作的电源。(切记只供参考)由于自己做电源一般需要连接220V市电,所以实际中要注意安全问题。
(6)对建设项目实施环境监测的建议。实际制作图:
(1)建设项目概况。
(5)为保障评价对象建成或实施后能安全运行,应从评价对象的总图布置、功能分布、工艺流程、设施、设备、装置等方面提出安全技术对策措施;从评价对象的组织机构设置、人员管理、物料管理、应急救援管理等方面提出安全管理对策措施;从保证评价对象安全运行的需要提出其他安全对策措施。对策措施的建议应有针对性、技术可行性和经济合理性,可分为应采纳和宜采纳两种类型。
5V电源电路设计
5V电源电路设计5V电源电路设计是一种常见的电路设计,可用于供电各种低功耗设备,如单片机、传感器等。
在设计5V电源电路时,需要考虑以下几个方面:输入电源、稳压器、滤波电容、保护电路和输出电压稳定性等。
本文将详细介绍每个方面的设计要点。
一、输入电源输入电源通常是交流电源,需要将其转化为直流电源。
最常见的方法是使用整流电路将交流电源转化为脉冲直流电源,然后通过滤波电容将其变为稳压的直流电源。
整流电路可选择桥式整流电路或者单个整流二极管加滤波电感。
二、稳压器稳压器是5V电源电路中最重要的组成部分,其作用是将输入电源的波动变化稳定为5V。
常见的稳压器有线性稳压器和开关稳压器两种。
线性稳压器简单可靠,但效率较低,一般适用于功耗较低的设备。
开关稳压器效率较高,但设计复杂,一般适用于功耗较高的设备。
三、滤波电容在稳压器输出时,会有较多的噪声,为了使输出电压更稳定可靠,需要在输出端添加适当的滤波电容。
滤波电容的容值通常选择在10uF~100uF之间,电容的材料可选用陶瓷电容、铝电解电容或铅酸电池等。
四、保护电路为了保护电源电路和连接设备的安全,需要添加一些保护电路。
常见的保护电路有过压保护、过流保护和短路保护等。
过压保护可使用稳压二极管、TVS管等;过流保护可使用保险丝、电流限制器等;短路保护可使用PTC保险丝等。
五、输出电压稳定性输出电压的稳定性是衡量电源电路质量的重要指标之一、为了提高输出电压的稳定性,可选用较好的稳压器,以及增加合适的滤波电容和稳定的输入电源。
六、其他注意事项在进行5V电源电路设计时,还需要注意以下几点:1.选择合适的元器件,包括稳压器、滤波电容、保护电路等,以满足设备的功耗和电压要求。
2.进行电源电路的丝印布局和线路布局,保证元器件的连接正确可靠,电路的布局紧凑。
3.进行合适的散热设计,避免电源电路过热导致元器件损坏。
4.对电源电路进行电磁兼容设计,减少电磁干扰。
综上所述,设计5V电源电路需要考虑输入电源、稳压器、滤波电容、保护电路和输出电压稳定性等方面的要点。
5v12v直流稳压电源设计参数计算
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
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。
交流220V转5V直流电源设计
交流220V转5V直流电源设计要设计一个将220V交流电转换为5V直流电的电源,我们需要以下器件和模块:1.变压器:变压器用于将220V交流电转换为合适的低电压。
选择合适的变压器是设计中的关键,需要考虑输入输出电压比例、功率损耗和效率等因素。
2.整流器:由于直流电源需要直流电,我们需要使用整流器将交流电转换为直流电。
可选择整流桥等现成的整流器模块,以方便实现。
3.滤波器:由于变压器和整流器引入了一些电源的干扰和波纹,我们需要使用滤波器将这些噪音滤除,以获得稳定的直流电。
4.稳压器:直流电源需要稳定的输出电压,因此我们需要使用稳压器,如线性稳压器或开关稳压器来保持输出电压稳定。
5.充电电路:如果我们希望设计的电源能够给电池进行充电,我们需要包含充电电路,如充电管理芯片或充电控制模块,来确保充电的安全和有效。
设计过程如下:1.确定输出电压和电流要求:首先,我们需要确定设计中所需要的输出电压和电流。
在这个问题中,输出电压为5V,即设定的目标电压。
输出电流则取决于需要给供应设备提供多少电流。
2.选择变压器:根据需要将220V交流电转换为5V直流电,我们需要选择一个变压器来实现这一转换。
变压器的选型需要考虑输入输出电压比例和功率损耗等因素。
一般情况下,可以选择具有适配输出电流的低频变压器。
3.整流和滤波:将变压器的输出通过整流器进行整流,然后通过滤波器将其中的噪音滤除。
整流器可以选择整流桥等现成的整流器模块来实现。
4.稳压器:为了确保输出电压的稳定性,我们需要使用稳压器将滤波后的直流电进行稳压。
线性稳压器和开关稳压器是常用的稳压器选择。
线性稳压器简单,但效率较低,适合低功率应用。
而开关稳压器效率高,但设计和调试难度较大。
5.充电电路:如果需要给电池充电,我们需要包含充电电路。
这个电路可以包括充电管理芯片或充电控制模块,以确保充电的安全和有效。
6.安全保护:电源设计中还需要考虑安全保护措施,如过流保护、过热保护、过载保护等。
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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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 P
0.1A 0.5A 1A 2A 5A 10A
7805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-3V
2)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8V
U I=(1.1-1.2)U2 我们取1.15
U2=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400mA
I2=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/P1
P1=P2/η=5.6/0.6=9.3VA,
变压器功率取10VA
3)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I0
2=0.4
2
=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。
即τd=R L C≥(3−5)T
2=4T
2
=4
2X50HZ
=0.04S
R L=U0
I0=5V
0.4A
=12.5Ω
C=τd
R =0.04S
12.5Ω
=3200μF
电容耐压U C=√2U2=1.414*7V=9.9V
通过查手册,最终确定滤波电容型号为3300μF/16V
5)7805三端固定式集成稳压器的应用
1)当负载故障导致U0=0,C4放电,进而导致7805被击穿,为此在电路中与7805并联保护二极管EN4001,给C4提供放电通路。
2)C3=0.1μF 用来抑制负载引起的高频干扰信号,同时吸收7805的自激高频信号。
C4 =10μF用来抑制负载引起的低频和中频干扰信号。
3)滤波电路选用C13300μF的大容量电解电容和一个C20.33μF的小容量陶片电容并联组成。
X C=1
ωC =1 2πfC
X L=2πfL=ωL
理论上,在同一频率下容量大的电容其容抗小,这样一大一小电容并联后其容量小的电容不起作用。
但是,由于大容量的电容器存在感抗特性(电容在制作时,是用铝箔和绝缘材料一层一层卷起来的),等效于一个电容与一个电感串联。
在高频情况下的阻抗反而大于低频时的阻抗,小电容的容量小,由于陶片电容的制作工艺,电容几乎不存在电感。
在大电容上并联一个小电容可以补偿其在高频下的不足。
当
电路的工作频率比较低时,小电容不工作(容抗大相当于开路)。
当电路的工作频率比较高(输入信号的高频干扰部分),大电容由于感抗大而处于开路状态。
这时高频干扰成分通过小电容滤除。