1、模擬電子技術課程設計 題 目：220V交流電轉換成5V直流電的電源設計課程名稱：模擬電子技術課程設計 學 院：大數據與信息工程學院 專 業：電子信息工程 年 級：電信151 姓 名： 夏成權 學號：1500890182指導教師：段渝龍、李國良、張盛耀 2017年 7月 10日220V交流電轉換成5V直流電的電源設計一、需求隨著科技不斷的發展，電子產品的快速發展給我們的生活帶來了很多的便捷，但是大多數電子產品都無法直接利用220V的家用電作為能源。電子產品的能源一般來自兩個方面：一、使用可以輸出直流電壓的電池。由于普通干電池的使用周期很短，出于對經濟的考慮，大多數人選擇鋰離子或鎳氫充電電池。而充

2、電電池都需要充電器。二、使用電源適配器。使用適配器將220V交流轉化為合適的直流。因此，對于一個電子產品來說，不管使用哪種能源，一個匹配的電源適配器（直流電源）是必不可少的。然而我們周圍的電源多為220v50HZ的交流電。所以我們需要設計電路將頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉換為幅值穩定，輸出電流為幾十A以下的直流電壓。本設計是要設計一個5V直流電源供電。二、設計目的將頻率為50Hz、有效值為220V的單相交流電壓轉換為幅值穩定為（5v）的直流電壓。制作此電源為后面的電子電路及設備提供穩定的直流電供電。三、設計思路1、一般直流電源有四個組成部分:電源變壓器：將電網交流電壓U1變

3、為整流電路所需的交流電壓U2整流電路：將變壓器次級輸出的交流電壓變成單向的脈動直流電壓U0濾波電路:消除脈動電壓中的諧波分量,輸出比較平滑的直流電壓U1穩壓電路：能在電源電壓或負載電流變化時，保持輸出直流電壓的穩定。主要以這四個基本組成部分為基礎。展開設計一個+5V直流電源供電的電路。在輸入端加一個插頭方便從生活用電中得到輸入。在輸出端加一個接線端子。以便供給輸出端。這樣的話大概的一個模型就展現出來。考慮到直流電流電源。我們用四個1N4007四個晶體管構成橋式整流橋。，將220V50Hz的交流電轉換為直流電。以電容元件進行整流。因為我們要輸出5V的電壓,所以選用LM7805（輸入電壓為10V,

4、最小輸入電壓7V。輸出電壓為5V。輸出最大電流為1A）三端穩壓器。四、需要儀器及設備萬用板一個，1N4007晶體管四個，（220伏至8伏）50交流變壓器一個，電解電容2200F一個，電解電容100F一個，電容0.1UF兩個，LM7805三端穩壓器一個。電烙鐵一個，松香若干，錫絲若干，導線若干。接線端子。五、設計方法1、 設計原理連接圖2、按照原理圖分步設計（1）變壓器變壓變壓器是這一電源電路起始部分，將220V的電網電壓轉變為本設計所需的較低的電壓(8V左右)，就可以進行下一階段的整流部分。一般規定U1為變壓器的高壓端，U2為變壓器的低壓端，由U1/N1=U2/N2得U1側的線圈要比U2側的線

5、圈要多，這樣就可以將220V的電網電壓降低，故需要（220伏至8伏50W）交流變壓器一個。如圖所示：（2）單相橋式全波整流電路將交流電網電壓轉換為所需電壓，整流電路由四只整流二極管組成。理想的二極管，二極管正向導通時電阻為零，反向導通時電阻無窮大。在U2的正半周，電流從變壓器副邊線圈的上端流出，經過二極管D1，再由二極管D4流回變壓器，所以D1、D4正向導通，D2、D3反向截止，產生一個極性為上正下負的輸出電壓。在U2的負半周，其極性正好相反，電流從變壓器副邊線圈的下端流出，經過二極管D2，再由二極管D3流回變壓器，所以D1、D4反向截止，D2、D3正向導通。橋式整流電路利用了二極管的單向導電

6、性，利用四個二極管，是它們交替導通，從而負載上始終可以得到一個單方向的脈動電壓。單相橋式整流電路如圖所示：（3）電容濾波本設計的濾波電路采用的是電解電容和一般電容并聯方式濾波，當電解電容兩端電壓升高時，電解電容充電，電壓降低時，電解電容放電，讓電壓降低時的坡度變得平緩，從而起到濾波的作用。電解電容單位體積的電非常大，能比其它種類的電容大幾十到數百倍，電解電容并。濾波電路如圖所示：（4）直流穩壓三端穩壓器。因為我們要輸出5V的電壓,所以選用LM7805（輸入電壓為10V,最小輸入電壓7V。輸出電壓為5V。輸出最大電流為1A）三端穩壓器。a.總電路如下如圖所示電路為輸出電壓+5V、輸出電流1.5A

7、的穩壓電源。它主要由電源變壓器，橋式整流電路D1D4，濾波電容C1、C3，防止自激電容C2、C3和一只固定式三端穩壓器(LM7805)組合而成。220V交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經過橋式整流電路D1D4和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩壓器的Vin和GND兩端形成一個并不十分穩定的直流電壓(該電壓常常會因為市電電壓的波動或負載的變化等原因而發生變化)。此直流電壓經過LM7805的穩壓和C3的濾波便在穩壓電源的輸出端產生了精度高、穩定度好的直流輸出電壓。三端穩壓器是一種標準化、系列化的通用線性穩壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成

8、為目前穩壓電源中應用最為廣泛的一種單片式集成穩壓器件。六、參數分析（1）輸出濾波電容C4：參考輸出電流,所以輸出濾波電容C4=100UF(2) 穩壓器:因為要輸出5V的電壓，所以選用LM7805（輸入電壓為10V,最小輸入電壓7V。輸出電壓為5V。輸出最大電流為1A）雖然LM7805最大電流是一安培，但實際使用一般不要超過500mA，否則會發熱很大，容易燒壞。一般負載電有200mA以上時需要散熱片。(3)濾波電容C1(4)穩壓器前取小電容，故C2=C3=0.1UF.(5)變壓器：變壓器是這一電源電路起始部分，將220V的電網電壓轉變為本設計所需的較低的電壓(9V左右)，就可以進行下一階段的整流

9、部分。故需要（220伏至9伏）交流變壓器一個。(6)整流二極管：在含穩壓器LM7805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URM>1.414U2=8×1.414=11.312V。因為IN4007（1N4007電流特性1A耐壓50V）的反向擊穿電壓大于50V,額定工作電流I=1A>Iomax.故整流二極管選用IN4007。只要求其最高反向工作電壓大于U2，（即大于11.312V）保證在反向時不會被擊穿。我采用的是1N4007六、仿真仿真結果與預期結果相差不大。因實驗存在誤差。七、結論1、電路實現功能該電路將輸入家用220v50HZ交流電，經過全橋整流，穩壓后輸出穩定的5v直流電。2、達到指標方便實用，輸出電壓穩定，電路能帶動一定的負載2、 應用領域 本穩壓電源可作為TTL電路或單片機電路的電源