220v交流变12v和5v的电源设计毕业论文

摘要直流稳压电源是一种当电网电压波动或温度、负载改变时，能保持输出直流电压基本不变的电源。其电源电路包括电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个环节。设计中要用的元件有变压器、稳压管、整流二极管、电解电容等实测结果表明，该装置实现了220V交流变12V和5V的电源设计要求的全部功能。关键词：直流、整流、稳压、滤波、电源AbstractDCregulated

powersupplyisakindof

whenthegridvoltage

fluctuationsortemperature,loadchanges,cankeepthepoweroutputDC

voltage

basicallyunchanged.Thepowersupplycircuitcomprisesapowertransformer,rectifiercircuit,filtercircuitandavoltagestabilizingcircuit

fourlinks.Thedesign

usedinthe

element

withatransformer,voltageregulatortube,rectifierdiode,anelectrolyticcapacitor

ofmeasured

resultsshowthatthedevicehasrealizedthe220V

AC

12V

and5V

powersupply

designrequirementsof

allfunctions.Keywords：DC

rectifier,

regulator,

filter,

powersupply,前言随着身边电子产品的日益增多，市面上的直流稳压电源也是千变万化，内部构造原理也是不尽相同。直流稳压电源一般由电源变压器、整流堆、滤波电容及稳压块所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电，整流器把交流电变为直流电，滤波后再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。通过变压、整流、滤波、稳压过程将220V的交流电，变为稳定的直流电，并实现5V、12V的输出。由于电网的不稳定，存在这一定的波动，对稳压有相对较高的要求。我们现在所用到的稳压块基本就是78XX系列跟79XX系列，但由于用的场合不同对其要求也不同，又出现了直插的跟贴片的，同时也可以看出来工艺要求的影响力很大。现在大多数场合对稳压电源也基本上是集成化，没有采用以前手工焊接的电路板，现在的集成化可以提高性能，同时也大大减小了体积大小，有利于用于要求精密的场合使用。本电源适配器设计方案，最终输出12和5V脉冲直流，有一定负载能力。通过Multisim10平台进行仿真测试，最后在可行的情况下做出实物图。下面就是本设计的设计方案。第一章方案设计1.1功能要求首先是对220V的高压进行变压，变压器的具体的匝数比要根据下级的电路来确定。变压之后为12V交流电，再通过整流电路后，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，输出平滑的脉冲直流电。实现稳定输出12V电压，然后在12V的基础上实现稳定输出5V电压。1.2电路设计框图直流稳压电源一般都是由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路所组成，基本框图1.1如下+~220V入变压器整流电路+~220V入变压器整流电路输出稳压电路滤波电路输出稳压电路滤波电路--图1.1直流稳压电源基本框图1.2.1稳压电源波形图交流电入稳压输出滤波后整流后变压后交流电入稳压输出滤波后整流后变压后图1.2稳压电源工作波形图1.2.2电源变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈，变压器的基本原理是电磁感应原理。此实验中其作用是把220V电网电压降至所需电压。1.2.3整流电路设计中采用桥式整流电路，桥式整流电路因电源变压器在正负半周内都向负载提供电流，变压器得到了充分利用，效率较高，同时它也具有输出电压相对较大、纹波电压相对较小等优点，故采用其作为整流部分电路。桥式整流电路图1.3如下：.图1.3整流电路1.2.4滤波电路为了进一步减小纹波电压，使输出电压的波形变得比较平缓，本次设计采用电容滤波电路，将脉动直流电中的脉动交流成分尽量滤除掉，而只留下直流成分，使输出电压成为比较平滑的直流电压，其电路结构图1.4如下所示：.图1.4电容滤波电路1.2.5稳压电路稳压电路是利用能够自动调整输出电压变化的电路来使输出的电压不随电网电压、温度或负载的变化而变化，从而达到稳定输出电压的目的。在整个电路中，所做的一切就是为了能够得到一个平滑的脉冲直流电来达到效果。平时我们用的简单的稳压电路可以用稳压管来实现。在稳压性能要求较高的场合，可采用串联反馈式稳压电路（包括基准电压、取样电路、放大电路和调整管部分）。目前市场上通用的集成稳压电路已非常普遍。集成稳压电路与分立元件组成的稳压电路相比，具有外接电路简单，使用方便、体积小、工作可靠等优点。常用的集成稳压器有三端固定集成稳压器和三端可调集成稳压器，它们都属于电压串联反馈型。而我们本设计采用的是7812、7805稳压管实现的。1.2.6稳压管的介绍及应用三端固定集成稳压器包含78XX和79XX两大系列。78XX系列式三端固定正电压输出稳压器，79XX系列式三端固定负电压输出稳压器。78XX系列和79XX系列其型号后的XX代表输出电压值，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。其额定电流以78或79后面的字母区分，其中L为0.1A，M为0.5A，无字母为1.5A。78XX封装如下：.图1.578XX系列封装图主要的应用电路图如下：..图1.6应用电路第二章元器件选择2.1电路元器件的参数选择.图2.1元件连接图根据上面的连接图我们做出实际电路，但现在我们首先来了解一下我们如何选择这些元器件。2.1.1变压器I2=1.41Id=1.767A,P2=U2×I2=17.08W,

取η=0.8，则P1=P2/η=21.354W,所以选择容量为25W左右的变压器。2.1.2滤波电容T=Rl×C=0.5×（3—5）T’,C=0.03/Rl—0.05/Rl

Rl=Ui/Ii≥19.056/0.3=63.52Ω，C=0.03/63.52=472μF,取470μF。

2.1.3稳压器前后小滤波电容：取值0.01μF。

2.1.4稳压器件：LM7805、LM7812。

2.1.5输出滤波电容参考输出电流，取C4=100μF。第三章设计原理分析3.1仿真电路图.图3.15V、12V电路连接图此次图片是用的仿真结果的示意图，由电路连接图可以看出我们首先是把电源通过变压器降压，再通过一个桥式整流进行转换，然后通过滤波电容滤除交流成分，最后再通过78XX系列的稳压管进行稳压，然后输出端输出我们要得到的平滑的脉冲直流电分别为5.00V、12.00V，符合我们这次220V变12V和5V的直流电源的设计要求。第四章PCB板的设计4.1220V变12和5V电源原理图设计.图4.1220V变12和5V电源原理图要想制作PCB板我们首先要画出直流稳压电源的原理图，再根据原理图画出PCB图。上面的图就是我们运用奥腾软件画出来的，并且对其仿真，看是否有错误，通过最后的检测还是符合要求的。4.2220V变12和5V电源PCB图.图4.2220V变12和5V电源板图通过了原理图的设计，最后我们将原理图导入PCB画板中，经过自己对元器件的布局，还有自己手工布线，设计一些规则最后得到上面的PCB图，通过这块PCB版图，我们就可以完全制作出PCB版，最后再在我们制作出的PCB后来完成我们的实物图了。实物图5.1实物图.根据我们设计的电路原理及我们制作的PCB板来看，最后我们做出实物图，并且保证了实物图的美观性及可用性。5.25V测试图.我们首先对5V的稳压器进行测试，但最终我们得到的是4.8V的电压，从这可以看出，我们的元件损耗还是有一点的。5.312V测试图.这是我们对12V电源的一个测试，通过测试我们可以看到输出正好是12V,符合我们整个电路设计要求，达到了一个比较理想的效果。结论经过这两个月来不懈的努力与奋斗，我终于在老师的指导下完成了我的毕业设计，虽然它还有诸多需要完善的地方，但是拿着这件设计，我仍然有止不住的兴奋。高兴之余，我仍需深思，这件作品虽能初步解决一些比较简单电路的问题，但它还是仍有它的局限性，首先没有用到很精密的器件，不能用在精确度高的场所。其次没有集成化，体积还是比较大，有待进一步改善。这些地方我需要在以后的设计中逐一努力完善。通过这次设计，我最大的收获就是自己的动手能力和独立解决问题的能力得到了很大的提高。从方案形成到准备电路图，到买材料，到焊接，到调试，最后到产品形成，每一个小小的步骤，我都得到了很好的锻炼。我学会了怎样有效的收集整合资料；我学会了怎样耐心地焊接电路；我学会了怎样细心地检查电路；我学会了怎样虚心地寻求帮助，我学会了很多很多，我也明白了，很多书本上的东西光靠趴在书本上学是学不到其中的精髓的，我们必须亲自去试着实践了，亲自去经历失败过才能对它们真正的掌握。理论必须联系实际，而实践是检验真理的唯一标准，我真正的懂得了这句话的真谛。在我以后的工作和生活中，我从此可以汲取很多经验，凡事都要自己去动下手，去实践一下，遇到困难，永远不要丧失一颗胜利的心，我们必须也要做到有耐心、有信心、要细心、有恒心、要虚心，只有这样，我才会在逆境中不断前进。

致谢首先我必须感谢院领导对我们毕业生在毕业设计过程中的支持与关怀！其次，我要特别感谢我的指导老师，不管在选题阶段，还是在设计阶段，在制作阶段，正是他给予我不断的指导与鼓励，我才能顺利地完成我的毕业设计，他待学生和蔼亲切，对待工作一丝不苟的品质和精神值得我们每一个人学习。借此机会，向我的指导老师李平安表示衷心的感谢。电路的完成离不开团队的合作努力，团队的力量是强大的，在整个过程中我们大家都充当了不同的角色，我们每个人都是那么的努力、认真。所以最后我要感谢我的组员们，在设计和焊接过程遇到困难时，正是由于组员们的团结我才能顺利的克服困难，我毕业设计的完成离不开组员们的帮助！参考文献[1]谭立新《电路基础》中南大学出版社2011[2]张先永《电子技术基础》华中科技大学出版社2011[3]吴鸣山《电子技