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直流稳压电源 直流电源
一、单片机电源（220v转5v）设计
电源电路采用LM7805集成稳压器作为稳压器件，用典型接法，220V电源整流滤波后送入LM7805稳压，在输出端接一个470U和0.1U电容进一步滤除纹波，得到5V稳压电源。电路如图所示。
图1
二、交流220V转5V直流电源设计
系统原理
图2.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提高，整个过程如图。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。
1、方案一
电路如图3。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50Hz。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，可见其具有一定的负载能力，如表3.1。
表3.1负载测试
当负载阻值小于40欧时，LED1会亮，从而起到了过载保护的作用。
图3 整体电路
稳压电路主要是对整流滤波之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，Q1和Q2构成NPN复合管，可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。
2、方案二
图4.整机电路的测试
整机电路如图
整机电路如图4。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50Hz。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，可见其具有一定的负载能力，如表3.2。
表3.2负载测试
首先317稳压块的输出电压变化范围是V0=1.25~37V，所以R2/R1的比值范围只能是0～28.6。
其次是317稳压块都有一个最小稳定工作电流，有的资料称为最小输出电流，也有的资料称为最小泄放电流。最小稳定工作电流的值一般为1.5mA。由于317稳压块的生产厂家不同、型号不同，其最小稳定工作电流也不相同，但一般不大于5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时，317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时，317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源时，没有注意317稳压块的最小稳定工作电流，那么制作的稳压电源可能会出现下述不正常现象：稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。
要解决317稳压块最小稳定工作电流的问题，可以通过设定R1和R2阻值的大小，而使317稳压块空载时输出的电流大于或等于其最小稳定工作电流，从而保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。此时，只要保证Vo/（R1+R2）≥1.5mA，就可以保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。上式中的1.5mA为317稳压块的最小稳定工作电流。当然，只要能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作，Vo/（R1+R2）的值也可以设定为大于1.5mA的任意值。
经计算可知R1的最大取值为R1≈0.83KΩ。又因为R2/R1的最大值为28.6。所以R2的最大取值为R2≈23.74KΩ。因此，必须保证R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ两个不等式同时成立，才能保证317稳压块在空载时能够稳定地工作。
为满足上述条件，我选择R2=2KΩ，R1=700Ω。
C1为滤波电容，C2为旁路电容。
同时，为了电路的稳定工作，我接入二极管作为保护电路，防止电路中的电容放电时的高压把317烧坏。
三、220V转5V输出的简单电源电路
图5. 220V转5V输出电源电路
电路非常简单，用的芯片是大家常用的LM7805。
四、220V转正负5V电源电路图
正负5V电源电路图78和79系列分别是正电压和负电压串联稳压集成电路，体积小、集成度高、线性调整率和负载调整率高，在线性电源时代占领了很大市场。LM7805为固定+5V输出稳压集成电路（采取特殊方法也可使输出高于5V），最大输出电流为1A，标准封装形式有TO-220、TO-263。78和79系列集成电路应用相对固定，电路形式简单，只是正负直流电压输出时应注意变压器最小输出功率和最小输出电压，如图1所示。
根据能量守恒原则，在理想状态下电源输入输出功率相等。在实际中，考虑铜损和其他元器件的损耗，电源的输出功率小于输入功率。78系列和79系列稳压前后直流电压差为2～3V。由于为正负双电源输出，稳压前后直流电压差应为5～6V
图6.LM7805和LM7905构成的正负电压输出
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