本文主要介绍DC稳压电源的设计。音频放大电路主要由单相桥式整流器和三端集成稳压器组成。将完成220v、50Hz市电的输入,输出稳定的5v DC电源。通过Proteus软件,完成基本电路原理图,并进行真实性预防和调试,使其满足基本设计要求。在电路的每一个环节构建完成后,都要对一个5V的简易DC稳压电源进行仿真分析。
一、本次设计的主要目的
随着科技的飞速发展,人类进入了一个高速发达的商品社会,各种电子商品在市场上琳琅满目,给生活带来了极大的便利。而很多非常实用的电子产品,要么受到诸多因素的制约,要么时机尚未成熟,往往很难转化为商品。但是,如果我们能自己制作,我们不仅可以实现我们的创造力,还可以丰富我们的生活,享受自己。更重要的是,制作它有助于我们掌握电子制作技术的技能,激发创造力。
稳压DC电源是电子系统的关键部分,其作用是为电子系统提供稳定的电能。
设计要求:
设计各功能框图的具体电路图,根据以下技术参数的要求计算电路中所用元器件的参数值,最后根据工程实际确定元器件参数的标称值。
容量:5W
输入电压:交流220伏
输出电压:DC 5v
输出电流:1A
二、稳压电源技术规范和稳压电源要求
稳压电源的技术指标可分为两类:一类是特性指标,如输出电压、输出电滤波器、电压调节范围等;另一个是质量指标,反映一个稳压电源的质量,包括稳定性、等效内阻(输出电阻)、纹波电压和温度系数。稳压电源的性能主要有以下四个要求:
1.良好的稳定性
当输入电压Usr(经过整流和滤波的输出电压)在规定范围内变化时,输出电压Usc的变化应该很小。
输入电压变化引起输出电压变化的程度称为稳定指数,通常用稳压系数S来表示:
s的大小反映了稳压电源克服输入电压变化的能力。在相同的输入电压变化条件下,s越小,输出电压的变化越小,电源的稳定性越高。通常s是关于。
2.低输出电阻
当负载变化时(从空载到满载),输出电压Usc应基本保持不变。稳压电源的性能可以用输出电阻来表征。
输出电阻(也称为等效内阻)用rn表示,它等于输出电压变化与负载电流变化之比。
当rn反映负载变化时,输出电压可以保持不变。rn越小,Ifz变化时输出电压的变化越小。性能卓越的稳压电源,输出电阻可以小到1欧姆,甚至0.01欧姆。
3.电压温度系数小
当环境温度变化时,会导致输出电压漂移。好的稳压电源应能有效抑制输出电压的漂移,并在环境温度变化时保持输出电压稳定。输出电压的漂移由温度系数KT表示:
4.输出电压纹波很小
纹波电压是指输出电压中50 Hz或100 Hz的交流分量,通常用有效值或峰值来表示。稳压后,经过整流滤波后的纹波电压可以大大降低,降低的次数与稳压系数s成反比。
串联稳压电路,作为简单的稳压电源使用,可以满足一般无线电爱好者的需求。然而,这种电源仍然有许多自然缺陷。为了提高性能要求,必须进行一些改进。从以下四个方面改善其性能,可以使其成为一款具有实用价值的稳定电源。即增加扩增环节,提高
设计稳定DC源的总体思路是让输入电压先经过电压互感器,再经过整流网络,再经过滤波网络,最后经过稳压网络。1.我们可以利用桥式整流电路来达到整流的目的,用一个大电容作为滤波电路,然后连接到负载上。但它也有以下缺点,如受负载影响大、电压不可调、缺少保护电路等。我们可以通过使用一些芯片来解决上述问题。2.采用全波整流电路作为整流网络,极性电容作为滤波网络,固定三端集成稳压电路7805和7905,设计制作了连续可调的双极DC稳压电源。如下图所示,220V(幅值311V)50Hz市电通过变压器220:25输出两组独立的25V交流电。集成稳压模块LM7805C和LM7905C经过桥堆整流和大电容滤波后,分别作用获得5V DC输出。
稳压电源一般由三部分组成:变压器、整流器和稳压器。
电力变压器:将电网提供的220V交流电压转换成各种电路设备所需的交流电压。
整流电路:利用单向导电器件将交流电转换成脉动直流电的电路。
滤波电路:使用储能元件(电感或电容)将脉动DC转换成相对平坦的DC。
稳压电路:利用电路的调节功能来稳定输出电压的过程称为稳压。
输入电容C1、C2用于抑制纹波电压,输出电容C3、C4用于消除振动,缓冲冲击负载,保证电路稳定工作。同时由于输出电容C3、C4的存在,电容放电很容易损坏调压器。RV1和RV2是滑动变阻器,可以调节输出电压。R1和R2是限流电阻,防止线路电流过大。
瞬态分析:
1.稳压三极管的选择;
主要特点:
LM7805集成稳压三极管,输出电流为1A,输出电压为5V,输出晶体管具有过温保护、过流保护和SOL保护。
VI——输入电压(VO=5 ~ 18V) 35V
RJC——热阻(结至外壳)5/w
RJA——热阻(结至空气)65/w
TOPR——工作结温范围为0 ~ 125
TSTG——储存温度范围-65 ~ 150
表1 lm 7805主要参数表
LM7905集成稳压三极管输出电压-5V。
表2 lm 7905主要参数表
2.整流器桥桩:
整流桥堆叠产品由四个整流桥连接的硅芯片组成,用绝缘塑料封装。大功率整流桥在绝缘层外用锌金属外壳封装,以加强散热。整流桥有很多种类型:平的、圆的、方的、台式的(分线式和贴片式)等。有GPP和O/J结构。最大整流电流为0.5A至100A,最大反向峰值电压为50V至1600V。
半桥将两个二极管的半桥整流密封在一起。两个半桥可以组成一个桥式整流电路,一个半桥也可以与变压器的中心抽头组成一个全波整流电路。
选择整流桥时应考虑整流电路和工作电压。优质厂家有广州国鑫电子科技有限公司(文斯特电子)的G系列整流桥桩,进口品牌有台湾的ST、IR、SEP、GD。全波整流电路一般采用整流桥堆,分为全桥和半桥。
电桥由四个整流二极管以桥式全波整流电路的形式连接而成,封装成一个整体。图中显示了它的形状。
电桥正向电流0.5A,1A,1.5A,2A,2.5A,3A,5A,10A,20A,35A,50A等规格,耐压(最大反向电压)25V,50V,100V,200V,300V,400V,500V,600V,800V。
3.变压器的选择:
变压器容量的计算公式变压器的功率由负载决定,即:
P2=U2II2I u2ii2ii。U2nI2In(VA),P1=P2/(VA)
类型:
变压器P2二次功率计算值
变压器P1一次功率计算值
u2i和U2I.变压器每个次级绕组的电压(V ),其值由负载决定。
I2
容量在1KVA以下的变压器,容量小,效率低。如果变压器容量低于100VA,应为小值。容量为100VA至1000VA的变压器应选择较大值。质量差的硅钢片可选用0.7。
I1=P1/U1(1.1至1.2)(A)
其中:U1是初级电压(V)
1.1至1.2为考虑空载励磁电流的经验系数。
在计算出变压器的容量后,再计算硅钢片铁芯的截面积s等参数。
4.电容器的选择:
整流桥后是脉动DC,波动范围很大。通常,两个电容用于稳定输出。众所周知,电容器两端的电压可以突然变化,所以可以使输出平滑。小电容用来滤除高频干扰,这样输出电压的纯电容越小,谐振频率越高,可以滤除的干扰频率也越高。一般来说:
(1)大电容,负载越重,吸收电流的能力越强,这个大电容的容量越大;
(2)电容小,根据经验,一般为104。
表3电容参数
I02A左右1A左右0.5 ~ 1a0.1 ~ 0.5a50 ~ 100ma 50ma
电容400020001000500200~500200
要确定电容器的耐压值,如果耐压值小,就会因过电压而击穿;如果大,会增加体积和成本。电容器C的耐受电压值Uc可以根据以下公式确定:
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