基于7805的直流穩(wěn)壓電源設計

1、基于7805的直流穩(wěn)壓電源設計摘要:由于集成穩(wěn)壓器的可靠性高，也有利于提高穩(wěn)壓精度、縮小體積、減輕重量等優(yōu)點，使它在近十多年發(fā)展很快，目前已經(jīng)在國內發(fā)展到幾百個品種.人們越來越重視對它的研究。本文設計了一種簡單實用的直流穩(wěn)壓電源。本設計用以三端固定式集成穩(wěn)壓器LM7805為核心構成的直流穩(wěn)壓電源，這類穩(wěn)壓器有輸入，輸出和公共端3個端子，輸出電壓固定不變，本設計就是應用上述原理實現(xiàn)了直流穩(wěn)壓電源的設計.關鍵詞：直流穩(wěn)壓電源：LM7805目錄1 .直流穩(wěn)壓器的發(fā)展11.1 多端可調式集成穩(wěn)壓器11.2 三端固定式集成穩(wěn)壓器11.3 三端可調式集成穩(wěn)壓器1L4跟蹤集成穩(wěn)壓器12 .芯片電路原理圖、外

2、形及使用要求13 .穩(wěn)壓電路的質量指標23. 1穩(wěn)壓系數(shù)Sr24. 2負載調整特性SI25. 3輸出電阻R023.4紋波抑制比SR34 .設計題目及要求45 .元器件選型41. 1確定穩(wěn)壓器型號，輸入電壓和輸入電流45. 2橋式整流二極管參數(shù)要求46. 3濾波電容47. 4電源變壓器容量48. 5發(fā)光二極管指示燈的參數(shù)46 .測量與調試47 .protel原理圖58 .元器件列表5結論6參考文獻-7致謝8一.直流穩(wěn)壓器的發(fā)展所謂集成穩(wěn)壓器,就是用半導體工藝和薄膜工藝將穩(wěn)壓電路中的二極管、三極管、電阻、電容等元件制作在同一半導體或絕緣基片上，形成具有穩(wěn)壓功能的固體電路.集成穩(wěn)壓器在近十多年內發(fā)展

3、很快.按電路的結構方式分,有單片式集成穩(wěn)壓器和組合式集成穩(wěn)壓器按電路的工作方式分，有線性集成穩(wěn)壓器和開關式集成穩(wěn)壓器按管腳的連接方式分，有三端式集成穩(wěn)壓器和多端式集成穩(wěn)壓器按制造工藝分，有半導體集成穩(wěn)壓器，薄膜混合集成穩(wěn)壓器和厚膜混合集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器是在半導體硅片上使用外延、氧化、光刻、擴散和金屈蒸發(fā)等工藝制作而成的穩(wěn)壓電路.這種集成穩(wěn)壓器的各種元件在同一工序中制成.常用的集成穩(wěn)壓器有下列幾種1 .多端可調式集成穩(wěn)壓器這種穩(wěn)壓器取樣電阻和保護電路的元件需要外接，它的外接端比較多，便丁適應不同的用法。它的輸出電壓可調，以滿足不同輸出電壓的要求。目前國內生產(chǎn)的這類產(chǎn)品有WB712、WB724、

4、WA705WA724、5G11、5G14、CW61KCW616、BG602、CW200系列。2 .三端固定式集成穩(wěn)壓器這類穩(wěn)壓器有輸入、輸出和公共端3個端子，輸出電壓固定不變，CW7800系列的輸出電壓為5,6,9,12,15,18,24V共7個檔次，它們型號的后兩位數(shù)字即表示輸出的電壓值，比如CW78M00系列輸出電流為0.5A：CW78L00系列，輸出電流為0.1A。這類產(chǎn)品具有使用方便、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點，得到了廣泛的應用。3 .三端可調式集成穩(wěn)壓器它有三個接線端：輸入端、輸出端、和調節(jié)端。在調節(jié)端外接兩個電阻可對輸出電壓做連續(xù)的調解。在要求穩(wěn)壓精度較高，且輸出電壓須在一定范圍內做

5、任意調節(jié)的場合，可選用這種集成穩(wěn)壓器。目前國內產(chǎn)品有CW117、CW217、CW317.CW137.CW237、CW337等系列。4 .跟蹤集成穩(wěn)壓器行很多電路需要正負電源來組成，而用跟蹤式集成穩(wěn)壓器更為理想。跟蹤穩(wěn)壓器能保證正負輸出電壓始終是平衡的，它的中點始終為地電位，并有自動跟蹤能力，這類穩(wěn)壓器有LMY10、MC1568、MC1468等。二、芯片電路原理圖、外形及使用要求1 .原理圖如圖（1）所示：2圖2 .外形圖如圖所示:78系列79系列132入地出132地入出圖使用要求:輸入電壓比輸出電壓至少人2V以上,但也不宜過大三、穩(wěn)壓電路的質量指標穩(wěn)壓電路的技術指標分為兩類：一類是特性指標，用

6、來表示穩(wěn)壓電源規(guī)格，有輸入電壓，輸出功率或輸出直流電壓和電流范圍等；另一類是質量指標，用來表示穩(wěn)壓性能，有以卜幾種指標：1 .穩(wěn)壓系數(shù)Sr(1) .穩(wěn)壓系數(shù)乂稱電壓調整特性：在負載不變的條件卜，穩(wěn)壓電路的輸出電壓相時變化后與輸入電壓相對變化量之比AUoJU。AUjU,xlOO%A7o=0(2).該指標反映了電網(wǎng)電壓波動對穩(wěn)壓電路輸出電壓穩(wěn)定性的影響2 .負栽調整特性SI(1) .負載調整特性：穩(wěn)壓電路在輸入電壓UI不變的條件卜輸出電壓的相對變化量與負載電流變化量之比.s=Uo；UqX100%1 AI。7t=o(2) .該指標反映了負我變化對輸出電壓穩(wěn)定性的影響.3 .輸出電阻RO（1） .輸出

7、電阻：輸入電壓UI不變時，輸出電壓變化量與負載電流變化量之比.Ro=-U、=O（2） .R0越小，負載變化對U0變化的影響越小，表示帶負載能力越強.4 .紋波抑制比SR（1） .紋波抑制比：穩(wěn)壓電路輸入紋波電壓峰值UIP與輸出紋波電壓峰值UOP之比，并取電壓增益表示式,即5二201g-4(IBUqp（2）.該指標反映穩(wěn)壓電路輸入電壓UI中含有1OOHZ交流分量峰值或紋波電壓的有效值經(jīng)穩(wěn)壓后減小程度.四、設計題目及要求設計一直流穩(wěn)壓電源，要求電源電壓為+5V,工作是最大電流為100mA.試用三端式集成穩(wěn)壓器構成.并確定橋式整流二極管參數(shù)，濾波電容參數(shù)和電源變壓器的容量.設交流電源的頻率為50HZ

8、,小容量變壓器效率nT=0.6.五、元器件選型采用的直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)如圖所示:圖（1）確定穩(wěn)壓器型號，輸入電壓和輸入電流要求U0=+5V,故選用7805型號；穩(wěn)壓器壓差UI-UU與2V,取3V,整流橋上的壓降為2X0.3=0.6V.故輸入電壓UI=5+3+0.6=8.6V;濾波電路的負載電流I0=10(max)+IQ=100+8=108nA電源變壓器的副邊電壓有效值:UI8.6所以變壓器的輸出電壓取7.5VU2=7.3V7.5V1.21.2整流濾波電路的等效負栽：Rl=1.2x7,5108=83.3Q(2)橋式整流二極管參數(shù)要求正向平均電流：If之1口=；乂1。=等=5411以最大反向電壓：U

9、rmUrmaX=x7,5=10.6V(3)濾波電容:T(3-5)-C=工Rl-5)文=260(yzF-600(yzF83.3取C=2200pF電容器耐壓：Ucm=xU=10-6V取Ucm225V，故電容器參數(shù)C：2200MF/25V(4)電源變壓器容量副邊電流有效值：122(1.52)10二(1.52)X108mA=162216mA取12為200mA副邊容量:P2=U2XI2=7.5X0.2VA=1.5VA原邊容量:因nT=o.6,故P2=HrfT0.6=2.5VA故平均容量為：p=g(R+p,)=L5；2.5=2VA取P=5VA.其他電容根據(jù)經(jīng)驗可取0.33.F/25V,0.lpF/25V和

10、1000pF/25V(5)發(fā)光二極管指示燈的參數(shù)已知發(fā)光二極管的壓降為0.7V/10mA所以要串接一個電阻R1=左=430Q0.01這里取電阻R1=470歐姆六、測量與調試根據(jù)實驗要求將已做好的+5V電源加.卜.25。電阻作為負載供電，并用示波器測量其輸出端的0.12x715電壓波形,觀察其交流檔的波形峰值為0.2*0.6V并通過換算可得紋波系數(shù)：0.23xl00%=4.5%5七、protel原理圖如圖(4):圖(4)八、元器件列表：電流耐電壓功率/型號個數(shù)一般電容01P=25V1O33M=25V1電解電容2200卜=25V11000M=25V1電阻器470Q1變壓器輸出電壓75V-220-7.5V1整流橋1發(fā)光二級管10mA=07V1LM78051散熱片1兩輸入端的COM11n總結主要實現(xiàn)了基于LM7805穩(wěn)壓直流電源的硬件設計。本文的主要工作內容由三個主要方面組成，一部分是變壓器的設計，一部分是濾波電路的設計，另一部分是7805輸入輸出端的設計。其中主要的工作內容如下：1）學習主芯片的功能及其應用：2）完成穩(wěn)壓直流電源的硬件總體設計方案：3）用PROTEL畫出原理圖和實現(xiàn)的印刷電路板圖；4）進行電路板焊接和調試。本設計中存在的問題有如下幾個：1）電路板設計存在-些不規(guī)范的問題：2）沒有實現(xiàn)直流穩(wěn)壓電源的5V精確