5v12v直流穩(wěn)壓電源設(shè)計參數(shù)計算

1、1變壓電路 功率電源變壓器的作用是將來自電網(wǎng)的220v交流電壓u1變換為整流電路所需要的交流電壓u2。電源變壓器的效率為：其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。一般小型變壓器的效率如表1所示：表1 小型變壓器的效率副邊功率效率0.60.70.80.85因此，當算出了副邊功率后，就可以根據(jù)上表算出原邊。電源變壓器電壓變換公式為： 其中：n1為原邊線圈扎數(shù)，n2為副邊線圈扎數(shù)。由于lm317l的輸入電壓與輸出電壓差的最小值,輸入電壓與輸出電壓差的最大值,故lm317l的輸入電壓范圍為： 即 取u2=26變壓器副邊電流i2iomax = 1a,取i2 =1.1a因此，變壓器副邊輸出功率：由于

2、變壓器所以變壓器原邊輸出功率,為留有余地選用功率為50w的變壓器。2.電容濾波電路在穩(wěn)壓電源電路設(shè)計中一般用四個二極管組成橋式整流電路來完成整流功能，整流電路的作用是將交流電壓u2變換成脈動的直流電壓u3。濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動直流電壓u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓ui。ui與交流電壓u2的有效值u2的關(guān)系為：在整流電路中： 流過每只二極管的平均電流為：其中：r為整流濾波電路的負載電阻，它為電容c提供放電通路，放電時間常數(shù)rc應(yīng)滿足：其中：t = 20ms是50hz交流電壓的周期 由于，iomax = 1a,in4001的反向擊穿電壓,額定工作電流,故整流二

3、極管選用in4001. 根據(jù)和公式可求的所以濾波電容電容的耐壓要大于，故濾波電容c1取容量為uf1.3.3整流二極管及濾波電容的選擇整流二極管選1n4001,其極限參數(shù)為,而,因為,而所以濾波電容為,電容c的耐壓應(yīng)大于.所以我們選用4700的電容4 元件參數(shù)的計算4.1穩(wěn)壓器的參數(shù)計算電源變壓器將來自電網(wǎng)的220v交流電壓u1變換為整流電路所需要的交流電壓u2。4.1.1 計算含lm317穩(wěn)壓器電路變壓器副邊輸出電壓.由于lm317的輸入電壓與輸出電壓差的最小值(vi-vo)min=3v, 輸入電壓與輸出電壓差的最大值(vi-vo)max=40v,故lm317的輸入電壓范圍為:vomax+(v

4、i-vo)minvivomin+(vi-vo)max即 9v+3vvi3v+40v 12vvi43v即穩(wěn)壓器最小輸入電壓為12v.根據(jù)橋式全波整流輸出輸入電壓關(guān)系不難確定變壓器副邊輸出應(yīng)為v2vimin/1.1=12/1.1=11v取u2=12v取i2=0.5a因此變壓器副邊輸出功率為:p2i2v2=6wp2是變壓器副邊的功率，p1是變壓器原邊的功率。一般小型變壓器的功率。 p2/p1 所以變壓器原邊輸入功率為: p1=p2/ =10w為留有余地選擇20v/20w的變壓器4.1.2根據(jù)lm7812,lm7805計算變壓器副邊輸出電壓型號：78mxx:類別：電源管理類最大輸入電壓（v）：35v輸

5、出電壓（v）：5.0/12/15輸出最大電流：0.5a壓差：2.0v靜態(tài)電流：4ma封裝：to-220/d-pak7812的輸出電壓uo為（5-24）v，最小輸入輸出壓差8v，最大輸入輸出壓差為40v，7812的輸入電壓范圍為： 20vui52v u2uimin/1.1=18v取u2=20v,i2=0.5a變壓器副邊電壓p2i2u2=10v為留有余地同樣選擇20v/20w變壓器4.2整流二極管的參數(shù)計算在含穩(wěn)壓器lm317的電路中的二極管選擇:由于二極管最大瞬時反向工作電壓urm1.414u2=121.414=17v在含穩(wěn)壓器lm7805的電路中的二級管的選擇: 由于二極管最大瞬時反向工作電壓

6、urm1.414u2=151.414=21vin4001的反向擊穿電壓大于50v,額定工作電流i=1aiomax.故整流二極管選用in4001.4.3 濾波電容的參數(shù)計算濾波電容的容量可由下式估算： c=ict/vip-p式中vip-p穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰-峰值； t電容c放電時間，t=t/2=0.01s ic電容c放電電流 ，可取ic=iomax，濾波電容c的耐壓值應(yīng)大于1.4 v2。在本實驗中sv=vo/vo/vi/vi式中，vo=9v 、vi=12v、vop-p=5mv、sv=0.005則 vi =vop-p vi / vo sv=1.4v所以濾波電容 c= ict/vip-p =

7、iomax t/vip-p =0.003636ufc的耐壓值應(yīng)大于1.4 v2=21v。 由于之前模電實驗可知，我們在實際制作過程中采用比理論值小的電容同樣能達到很好的濾波效果，因此采用2200f的電容。4.4 穩(wěn)壓器的選擇 設(shè)計要求輸出電壓為:一檔要求輸出12v對稱輸出電壓，二檔要求輸出+5v，三檔要求輸出（3-9）v連續(xù)可調(diào)。穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。78系列和79系列為固定式三端穩(wěn)壓器，可分別輸出正電壓和負電壓。7812可輸出+12v，7912可輸出-12v，二者組裝課得到12v對稱輸出。7805可輸出+5v電壓。317輸出電壓范圍是（1.2-37）v。因此穩(wěn)壓器選擇l

8、m7812,lm7912,lm7805,lm317.4.電路參數(shù)設(shè)計（1）確定r1、r2的阻值。以lm317為例說明。電路圖如下所示：圖11 lm317電路圖輸出電壓計算公式 帶入數(shù)據(jù)可得 （1） （2）有（1）（2）可得： 取滑動變阻器： ， 則的阻值不是標稱值，取標稱阻值。（2）整流二極管及濾波電容的選擇整流二極管選1n4001,其極限參數(shù)為,而, 因為,而所以濾波電容為,電容c的耐壓應(yīng)大于故取2只/25v的電解電容相并聯(lián)作為濾波電容 。同理lm337的參數(shù)為、。功率電源變壓器的作用是將來自電網(wǎng)的220v交流電壓u1變換為整流電路所需要的交流電壓u2。電源變壓器的效率為：其中：是變壓器副邊

9、的功率，是變壓器原邊的功率。一般小型變壓器的效率如表1所示：表1 小型變壓器的效率副邊功率效率0.60.70.80.85因此，當算出了副邊功率后，就可以根據(jù)上表算出原邊。電源變壓器電壓變換公式為： 其中：n1為原邊線圈扎數(shù)，n2為副邊線圈扎數(shù)。由于lm317l的輸入電壓與輸出電壓差的最小值,輸入電壓與輸出電壓差的最大值,故lm317l的輸入電壓范圍為： 即 取u2=26變壓器副邊電流i2iomax = 1a,取i2 =1.1a因此，變壓器副邊輸出功率：由于變壓器所以變壓器原邊輸出功率,為留有余地選用功率為50w的變壓器。32、整流濾波部分圖4整流濾波電路在穩(wěn)壓電源電路設(shè)計中一般用四個二極管組成

10、橋式整流電路來完成整流功能，整流電路的作用是將交流電壓u2變換成脈動的直流電壓u3。濾波電路一般由電容組成，其作用是把脈動直流電壓u3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓ui。ui與交流電壓u2的有效值u2的關(guān)系為：在整流電路中： 流過每只二極管的平均電流為：其中：r為整流濾波電路的負載電阻，它為電容c提供放電通路，放電時間常數(shù)rc應(yīng)滿足：其中：t = 20ms是50hz交流電壓的周期 由于，iomax = 1a,in4001的反向擊穿電壓,額定工作電流,故整流二極管選用in4001. 根據(jù)和公式可求的所以濾波電容電容的耐壓要大于，故濾波電容c1取容量為uf4、參數(shù)計算及器件選擇4.

11、1集成穩(wěn)壓器的選擇選擇集成穩(wěn)壓器：集成穩(wěn)壓器選用cw317，其輸出電壓范圍為：，最大輸出電流為1.5a。所確定的穩(wěn)壓電源電路如圖4-1所示。 集成穩(wěn)壓器的輸出電壓uo應(yīng)與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小及范圍相同。穩(wěn)壓器的最大允許電流iom=p2/ =10w為留有余地選擇20v/20w的變壓器4.1.2根據(jù)lm7812,lm7805計算變壓器副邊輸出電壓7812的輸出電壓uo為（5-24）v，最小輸入輸出壓差8v，最大輸入輸出壓差為40v，7812的輸入電壓范圍為： 20vui52v u2uimin/1.1=18v取u2=20v,i2=0.5a變壓器副邊電壓p2i2u2=10v為留有余地同樣選擇2

12、0v/20w變壓器4.2整流二極管的參數(shù)計算在含穩(wěn)壓器lm317的電路中的二極管選擇:由于二極管最大瞬時反向工作電壓urm1.414u2=121.414=17v在含穩(wěn)壓器lm7805的電路中的二級管的選擇: 由于二極管最大瞬時反向工作電壓urm1.414u2=151.414=21vin4001的反向擊穿電壓大于50v,額定工作電流i=1aiomax.故整流二極管選用in4001.4.3 濾波電容的參數(shù)計算濾波電容的容量可由下式估算： c=ict/vip-p式中vip-p穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰-峰值； t電容c放電時間，t=t/2=0.01s ic電容c放電電流 ，可取ic=iomax，濾波電

13、容c的耐壓值應(yīng)大于1.4 v2。在本實驗中sv=vo/vo/vi/vi式中，vo=9v 、vi=12v、vop-p=5mv、sv=0.005則 vi =vop-p vi / vo sv=1.4v所以濾波電容 c= ict/vip-p = iomax t/vip-p =0.003636ufc的耐壓值應(yīng)大于1.4 v2=21v。 由于之前模電實驗可知，我們在實際制作過程中采用比理論值小的電容同樣能達到很好的濾波效果，因此采用2200f的電容。4.4 穩(wěn)壓器的選擇 設(shè)計要求輸出電壓為:一檔要求輸出12v對稱輸出電壓，二檔要求輸出+5v，三檔要求輸出（3-9）v連續(xù)可調(diào)。穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。78系列和79系列為固定式三端穩(wěn)壓器，可分別輸出正電壓和負電壓。7812可輸出+12v，7912可輸出-12v，二者組裝課得到12v對稱輸出。7805可輸出+5v電壓。317輸出電壓范圍是（1.2-37）v。因