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模拟电子技术课程设计题目：220V交流电转换成5V直流电的电源设计课程名称：模拟电子技术课程设计学院：大数据与信息工程学院专业：电子信息工程年级：电信151姓名：夏成权学号：1500890182指导教师：段渝龙、李国良、张盛耀2017年7月10日220V交流电转换成5V直流电的电源设计一、需求随着科技不断的发展，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的家用电作为能源。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。然而我们周围的电源多为220v50HZ的交流电。所以我们需要设计电路将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定，输出电流为几十A以下的直流电压。本设计是要设计一个5V直流电源供电。二、设计目的将频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定为（5v）的直流电压。制作此电源为后面的电子电路及设备提供稳定的直流电供电。三、设计思路1、一般直流电源有四个组成部分:电源变压器：将电网交流电压U1变为整流电路所需的交流电压U2整流电路：将变压器次级输出的交流电压变成单向的脉动直流电压U0滤波电路:消除脉动电压中的谐波分量,输出比较平滑的直流电压U1稳压电路：能在电源电压或负载电流变化时，保持输出直流电压的稳定。主要以这四个基本组成部分为基础。展开设计一个+5V直流电源供电的电路。在输入端加一个插头方便从生活用电中得到输入。在输出端加一个接线端子。以便供给输出端。这样的话大概的一个模型就展现出来。考虑到直流电流电源。我们用四个1N4007四个晶体管构成桥式整流桥。，将220V50Hz的交流电转换为直流电。以电容元件进行整流。因为我们要输出5V的电压,所以选用LM7805（输入电压为10V,最小输入电压7V。输出电压为5V。输出最大电流为1A）三端稳压器。四、需要仪器及设备万用板一个，1N4007晶体管四个，（220伏至8伏）50交流变压器一个，电解电容2200μF一个，电解电容100μF一个，电容0.1UF两个，LM7805三端稳压器一个。电烙铁一个，松香若干，锡丝若干，导线若干。接线端子。五、设计方法1、设计原理连接图2、按照原理图分步设计（1）变压器变压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(8V左右)，就可以进行下一阶段的整流部分。一般规定U1为变压器的高压端，U2为变压器的低压端，由U1/N1=U2/N2得U1侧的线圈要比U2侧的线圈要多，这样就可以将220V的电网电压降低，故需要（220伏至8伏50W）交流变压器一个。如图所示：（2）单相桥式全波整流电路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。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U2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U2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。单相桥式整流电路如图所示：（3）电容滤波本设计的滤波电路采用的是电解电容和一般电容并联方式滤波，当电解电容两端电压升高时，电解电容充电，电压降低时，电解电容放电，让电压降低时的坡度变得平缓，从而起到滤波的作用。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，电解电容并。滤波电路如图所示：（4）直流稳压三端稳压器。因为我们要输出5V的电压,所以选用LM7805（输入电压为10V,最小输入电压7V。输出电压为5V。输出最大电流为1A）三端稳压器。a.总电路如下如图所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。它主要由电源变压器，桥式整流电路D1～D4，滤波电容C1、C3，防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(LM7805)组合而成。220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1～D4和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。六、参数分析（1）输出滤波电容C4：参考输出电流,所以输出滤波电容C4=100UF(2)稳压器:因为要输出5V的电压，所以选用LM7805（输入电压为10V,最小输入电压7V。输出电压为5V。输出最大电流为1A）虽然LM7805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。(3)滤波电容C1(4)稳压器前取小电容，故C2=C3=0.1UF.(5)变压器：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(9V左右)，就可以进行下一阶段的整流部分。故需要（220伏至9伏）交流变压器一个。(6)整流二极管：在含稳压器LM7805的电路中的二极管选择:由于二极管最大瞬时反向工作电压URM1.414U2=8×1.414=11.312V。因为IN4007（1N4007电流特性1A耐压50V）的反向击穿电压大于50V,额定工作电流I=1AIomax.故整流二极管选用IN4007。只要求其最高反向工作电压大于2U2，（即大于11.312V）保证在反向时不会被击穿。我采用的是1N4007六、仿真仿真结果与预期结果相差不大。因实验存在误差。七、结论1、电路实现功能该电路将输入家用220v50HZ交流电，经过全桥整流，稳压后输出稳定的5v直流电。2、达到指标方便实用，输出电压稳定，电路能带动一定的负载2、应用领域本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电源，用途十分广泛。