交流220V转5V直流电源设计

1、交流220v转5v直流电源设计2系统原理图2. 1系统原理图首先是对220v的高压进行变压，变压器的具体的匝比要根据下级的电路来确定。变压之后的电 流仍然为交流，在通过整流电路后，变为脉冲直流。滤波电路可以消除脉冲，但是输出的直流电压 仍不稳定。最后，通过稳压电路，使得电压的稳定性大大捉高，整个过程如图2.1。两个方案的主 要区别在稳压电路，其他部分的电路结构基本相同。3. 1.1稳压电路图3. 1稳压电路稳压电路主要是对整流滤波z后的电流作进一步处理，使其电压更稳定，同时让整个电路具有 一定的负载能力，不会因为外部负载的变化而使输出电压发生变化。如图3. 1, q1和q2构成npn复合管，可

2、以极大的提高电流放大倍数，减小输入电阻。led2兼 作电源指示和稳压管作用。led1和r3组成简单过载及短路保护电路。r5和r4进行分压，然后将 r4上的电压通过q3反馈到q1q2组成的放大电路。最后c3可以使电压的稳定性进一步提高。（1）确定输入电压此部分电路的输入电压即为整流滤波电路的输出电压，为匕=匕=匕喰+%1=5 + 5 = 10（3.1）其中，匕就是103与104 z间的电压。匕“和为最大输出电压5v。匕也为三极管q1的集电极与发射极之间的电压。一般要选择匕£1在38v的三极管，以保证其工作在放大区。我选择为5v左右的三极管。（2）确定三极管估算出三极管的zcmax ,

3、vc£nm , %敢值，再根据三极管的极限参数icm,vlir）ceo，%来选 择三极管。zrnvlx 120ma（3.2）vc£max 二匕一 二10-5二5（3.3）max =匕 jcsix = °8319 w（3.4）查三极管手册，只要/ cm，岭般）ce。，&沏大于上述计算值，就可以作为q1。同时，为满足上 一个对输入电压的条件，我选择的是2n5551。q2和q3由于电流电压都不太大，功耗也小，因此不 需要计算其值，一般可选用小功率管，我选择的是2n2222a。（3）确定基准电压vz = nvo vbe3（35）由于e3比较小，只需要vz <

4、 nvo（3. 6）其中，n为取样电路的取样比。led的工作电压为1.66v,且正向曲线特性较陡，因此它可以代 替稳压管提供基准电压。（4）限流电阻的计算2n2222a1图3. 2限流电路限流电路如图3.2。 由(3.7)r2 = v°vz =一=1.0425 kq（3.8）id - ie39-1其中，为led2i作电流，可在2-10ma之间选収，我选择了 9ma。 为q3的发射极电流，可在0.52ma之间选取，我选择的是1ma。（5）取样电路参数计算首先，确定取样电路的工作电流人,该电流即是流过r5和r4的电流（由于q3的基极电流很小,可以忽略不计）。若人取得过大，则取样电路的功耗

5、也大；若人取得过小，则取样比n会因q3的基极电流的变化而不稳定，同吋也会造成匕不稳定。(3.9)实际应用中，一般取人=（0.05 0.1”。，我选择的是/, =0.0857, =120x0.085 = 10.2 ma然后计算取样电阻,(3. 10)r4 =1.66 + 0.64""105= 220q(3. 11)(3. 12)3.1.2变压整流滤波电路图3.4变压整流滤波电路（1）确定变圧器匝数之前已经确定103与104之间的电压匕为10v,再考虑到通过整流滤波后，电压有效值会增大,1.11 1.11=9v(3. 13)(3. 14)因此，变压器二次侧的电压为 变压器的扎比为（2）确定整流二极管对整流二极管，只要求其最高反向工作电压大于血岭，保证在反向时不会被击穿。我采用的是ln4001o（3）确定滤波电容电容应满足c, >5（3. 15）&其中，t=20ms （输入交流电的周期）。我使用的是470“f的电容，较大的电容可以取得更好的 滤波效果。3.1.3整机电路的测试整机电路如图3. 5。使用multisim中的交流源代替现实中的市电，设定其电压有效值为220v,频率为50血。输出端接滑动变阻器，代替现实中的负载。改变滑动变阻器的阻值，通过观察万用表的直流电压显示数值，电压变化不大，可见英具有一定的负载能力，如表3.1