交流220V转5V直流电源设计

安康学院学年论文（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

专业班级电子信息工程09级1班

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

交流220V转5V直流电源设计

作者：**

（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：***

【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 Design

Author:**

（Grade09,Class2,Major Electronic and information engineering,Department of Electronic & Information Engineering,Ankang University,Ankang 725000,Shaanxi）

Tutor:****

Abstract: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 Conversion

1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。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。

目前，电源适配器正朝着体积小，损耗低，无线化，输出电压稳定，负载能力强等方向发展。TI新进推出的bq51013(集成无线电源接收器)的规格为1.9mm*3mm[1]。可见，在不久的将来，我们手中的电子产品就可以无线充电了。

本文提出了两种电源适配器方案，输出均为5V直流，有一定的负载能力。第一种方案为分立元件组成，第二种方案为集成稳压器搭配少量元件组成。每一种方案都写出了具体的设计步骤，所有关键的器件也给出了选择方法和计算公式。最后在Multisim10平台上进行了仿真测试，结果均达到目标要求。

2系统原理

图2.1 系统原理图

首先是对220V的高压进行变压，变压器的具体的匝比要根据下级的电路来确定。变压之后的电流仍然为交流，在通过整流电路后，变为脉冲直流。滤波电路可以消除脉冲，但是输出的直流电压仍不稳定。最后，通过稳压电路，使得电压的稳定性大大提高，整个过程如图 2.1。两个方案的主要区别在稳压电路，其他部分的电路结构基本相同[2]。

3方案论述

3.1方案一论述

3.1.1稳压电路

图3.1 稳压电路

稳压电路主要是对整流滤波之后的电流作进一步处理，使其电压更稳定，同时让整个电路具有一定的负载能力，不会因为外部负载的变化而使输出电压发生变化。

如图3.1，Q1和Q2构成NPN 复合管，可以极大的提高电流放大倍数，减小输入电阻。LED2兼作电源指示和稳压管作用。LED1和R3组成简单过载及短路保护电路。R5和R4进行分压，然后将R4上的电压通过Q3反馈到Q1Q2组成的放大电路。最后C3可以使电压的稳定性进一步提高。 （1）确定输入电压

此部分电路的输入电压即为整流滤波电路的输出电压，为

10551max =+=+='=CE o o i V V V V V

（3.1）

其中，i V 就是IO3与IO4之间的电压。max o V 为最大输出电压5V 。1CE V 为三极管Q1的集电极与发射极之间的电压。一般要选择1CE V 在3～8V 的三极管，以保证其工作在放大区。我选择为5V 左右的三极管。

（2）确定三极管

估算出三极管的m ax C I ，max CE V ，m ax C P 值，再根据三极管的极限参数CM I ,CEO BR V )(,CM P 来选择三极管。 120max ≈C I mA

（3.2） 5510max max =-=-=O i CE V V V V （3.3）

8319.0max max max ==CE C C V I P W

（3.4）

查三极管手册，只要CM I ,CEO BR V )(,CM P 大于上述计算值，就可以作为Q1。同时，为满足上一个对输入电压的条件，我选择的是2N5551。Q2和Q3由于电流电压都不太大，功耗也小，因此不需要计算其值，一般可选用小功率管，我选择的是2N2222A 。 （3）确定基准电压

3BE o Z V nV V -=

（3.5）