基于7805的直流稳压电源设计.doc

0 0 基于基于 7805 的直流稳压电源设计的直流稳压电源设计 摘要摘要 由于集成稳压器的可靠性高 也有利于提高稳压精度 缩小体积 减轻重量 等优点 使它在近十多年发展很快 目前已经在国内发展到几百个品种 人们越 来越重视对它的研究 本文设计了一种简单实用的直流稳压电源 本设计用以三端固定式集成稳压器 LM7805 为核心构成的直流稳压电源 这类稳压器有输入 输出和公共端 3 个端子 输出电压固定不变 本设计就是应用 上述原理实现了直流稳压电源的设计 关键词 关键词 直流稳压电源 LM7805 1 1 目目 录录 1 直流稳压器的发展直流稳压器的发展 1 2 芯片电路原理图 外形及使用要求芯片电路原理图 外形及使用要求 1 3 稳压电路的质量指标稳压电路的质量指标 2 4 设计题目及要求设计题目及要求 3 5 元器件选型元器件选型 4 6 测量与调试测量与调试 5 7PROTEL 原理图如图原理图如图 4 6 8 元器件列表元器件列表 6 总总 结结 7 参考文献参考文献 8 0 1 1 直流稳压器的发展直流稳压器的发展 所谓集成稳压器 就是用半导体工艺和薄膜工艺将稳压电路中的二极管 三极管 电 阻 电容等元件制作在同一半导体或绝缘基片上 形成具有稳压功能的固体电路 集成稳压器在近十多年内发展很快 按电路的结构方式分 有单片式集成稳压器和组合 式集成稳压器 按电路的工作方式分 有线性集成稳压器和开关式集成稳压器 按管脚的连接 方式分 有三端式集成稳压器和多端式集成稳压器 按制造工艺分 有半导体集成稳压器 薄膜 混合集成稳压器和厚膜混合集成稳压器 集成稳压器是在半导体硅片上使用外延 氧化 光刻 扩散和金属蒸发等工艺制作而 成的稳压电路 这种集成稳压器的各种元件在同一工序中制成 常用的集成稳压器有下列几种 1 多端可调式集成稳压器 这种稳压器取样电阻和保护电路的元件需要外接 它的外接端比较多 便于适应不同的用法 它的输出电压可调 以满足不同输出电压的要求 目前国内生产的这类产品有 WB712 WB724 WA705 WA724 5G11 5G14 CW611 CW616 BG602 CW200 系列 2 三端固定式集成稳压器 这类稳压器有输入 输出和公共端 3 个端子 输出电压固定不变 CW7800 系列的输出电压 为 5 6 9 12 15 18 24V 共 7 个档次 它们型号的后两位数字即表示输出的电压值 比如 CW78M00 系列输出电流为 0 5A CW78L00 系列 输出电流为 0 1A 这类产品具有使用 方便 性能稳定 价格低廉等优点 得到了广泛的应用 3 三端可调式集成稳压器 它有三个接线端 输入端 输出端 和调节端 在调节端外接两个电阻可对输出电压做连 续的调解 在要求稳压精度较高 且输出电压须在一定范围内做任意调节的场合 可选用 这种集成稳压器 目前国内产品有 CW117 CW217 CW317 CW137 CW237 CW337 等系列 4 跟踪集成稳压器 有很多电路需要正负电源来组成 而用跟踪式集成稳压器更为理想 跟踪稳压器能保证正 负输出电压始终是平衡的 它的中点始终为地电位 并有自动跟踪能力 这类稳压器有 LMY10 MC1568 MC1468 等 2 2 芯片电路原理图 外形及使用要求芯片电路原理图 外形及使用要求 1 原理图如图 1 所示 0 图图 1 1 2 外形图如图 2 所示 图 2 使用要求 输入电压比输出电压至少大 2V 以上 但也不宜过大 3 3 稳压电路的质量指标稳压电路的质量指标 稳压电路的技术指标分为两类 一类是特性指标 用来表示稳压电源规格 有输入电压 输出功率或输出直流电压和电流范围等 另一类是质量指标 用来表示稳压性能 有以下 几种指标 1 稳压系数 Sr 1 1 稳压系数又称电压调整特性 在负载不变的条件下 稳压电路的输出电压相对变化 量与输入电压相对变化量之比 该指标反映了电网电压波动对稳压电路输出电压稳定性的影响 2 负载调整特性 I 1 负载调整特性 稳压电路在输入电压 不变的条件下输出电压的相对变化量与负 载电流变化量之比 2 该指标反映了负载变化对输出电压稳定性的影响 3 输出电阻 RO 输出电阻 输入电压 UI 不变时 输出电压变化量与负载电流变化量之比 2 RO 越小 负载变化对 UO 变化的影响越小 表示带负载能力越强 4 纹波抑制比 SR 1 纹波抑制比 稳压电路输入纹波电压峰值 UIP 与输出纹波电压峰值 UOP 之比 并取 电压增益表示式 即 该指标反映稳压电路输入电压 UI 中含有 100HZ 交流分量峰值或纹波电压的有效值 经稳压后减小程度 4 4 设计题目及要求设计题目及要求 设计一直流稳压电源 要求电源电压为 5 工作是最大电流为 100mA 试用三端式集 成稳压器构成 并确定桥式整流二极管参数 滤波电容参数和电源变压器的容量 设交流 电源的频率为 50Hz 小容量变压器效率 T 0 6 2 5 5 元器件选型元器件选型 采用的直流稳压电源系统如图 3 所示 图 3 1 确定稳压器型号 输入电压和输入电流 要求 UO 5V 故选用 7805 型号 稳压器压差 UI UO 2V 取 3V 整流桥上的压降为 2 0 3 0 6V 故输入电压 UI 5 3 0 6 8 6V 滤波电路的负载电流 I O IO max IQ 100 8 108mA 电源变压器的副边电压有效值 U2 U2 所以变压器的输出电压取 7 5VV UI 3 7 2 1 6 8 2 1 V5 7 整流滤波电路的等效负载 3 83 108 5 72 1 RL 2 桥式整流二极管参数要求 正向平均电流 mA IIIODF 54 2 108 2 1 最大反向电压 V UU RMAXRM 6 105 72 3 滤波电容 FF T C RL 6000 2600 3 83 2 20 5 3 2 5 3 10 3 取 C 2200 F 电容器耐压 V UUCM 6 102 2 取 25V 故电容器参数 C 2200 F 25V ucm 4 电源变压器容量 3 副边电流有效值 I2 1 5 2 I O 1 5 2 108mA 162 216mA 取 I2 为 200mA 副边容量 P2 U2 I2 7 5 0 2VA 1 5VA 原边容量 因 T 0 6 故 2 5VA 6 0 5 1 2 1 T P p 故平均容量为 VA pp P 2 2 5 25 1 2 1 21 取 P 5VA 其他电容根据经验可取 0 33 F 25V 0 1 F 25V 和 1000 F 25V 5 发光二极管指示灯的参数 已知发光二极管的压降为 0 7V 10mA 所以要串接一个电阻 430 01 0 7 05 1R 这里取电阻 R1 470 欧姆 6 6 测量与调试测量与调试 根据实验要求将已做好的 5V 电源加上 25电阻作为负载供电 并用示波器测量其输出端 的电压波形 观察其交流档的波形峰值为 0 2 0 6V 并通过换算可得纹波系数 5 4 100 5 23 0 5 212 0 Sr 4 7protel7protel 原理图如图原理图如图 4 4 图 4 8 8 元器件列表元器件列表 电流耐电压功率 型号个数 一般 电容 0 1 25V1 0 33 25V1 电解电容 2200 25V1 1000 25V1 电阻器470 1 变压器输出电压 7 5V 220 7 5V1 整流桥1 发光二级 管 10mA 0 7V1 LM78051 散热片1 两输入端 的 COM 口 2 5 总总 结结 主要实现了基于 LM7805 稳压直流电源的硬件设计 本文的主要工作内容由三个主要 方面组成 一部分是变压器的设计 一部分是滤波电路的设计 另一部分是 7805 输入输出 端的设计 其中主要的工作内容如下 1 学习主芯片的功能及其应用 2 完成稳压直流电源的硬件总体设计方案 3 用 PROTEL 画出原理图和实现的印刷电路板图 4 进行电路板焊接和调试 本设计中存在的问题有如下几个 1 电路板设计存在一些不规范的问题 2 没有实现直流稳压电源的 5V 精确输出