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讲解如何设计5V直流开关电源
来源:开关电源  时间:2016-05-18 10:00 浏览:

1. 设计要求:

  设计5V直流电源。

  输入:交流220V50Hz电压。

  输出:5V直流电压。

  负载1kΩ左右。

2. 设计原理:

2.1  设计思路:

该电路设计思路为先通过变压器来将220V电压将为22V低压,然后再通过桥式整流电路将交流整流为直流,最后通过LM317变压输出所需的5V电压。

变压器和桥式整流电路电路工作原理就不再详细叙述,在此重点介绍一下LM317的工作原理。

2.2    LM317工作原理:

LM317作为输出电压可变的集成三端稳压块,是一种使用方便、应用广泛的集成稳压块。稳压电源的输出电压可用下式计算,Vo1.251R2/R1)。仅仅从公式本身看,R1R2的电阻值可以随意设定。然而作为稳压电源的输出电压计算公式,R1R2的阻值是不能随意设定的。12脚之间为1.25V电压基准。为保证稳压器的输出性能,R1应小于240欧姆。改变R2阻值即可调整稳压电压值。

LM317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。


1-1  LM317工作原理图

 

 

3.设计过程:

根据设计原理设计搭建电路如图1-2

 

   

             

1-2    设计电路

 

 

 

 

计算过程:

电阻阻值的确定:

根据LM317的工作原理可知,317的工作电流应大于1.5mA,又因为当317正常工作时R1两端的电压约为1.25V,所以由此可确定R1的阻值最大应为250Ω左右,我们选取R1等于200Ω,再根据Vo1.251R2/R1)可计算得出R2应为600Ω。

电容的选取:

电容大小的选取会直接影响充放电的时间,当一定,增大时,由于充放电速度均减小,因而略有增大,纹波电压显著减小。实际电路中,一般较小(几欧到几百欧),为了提高滤波能力以减小纹波电压,除了采用大的(几千uF)外还往往另加一节或数节LC滤波网络。

4.实验结果:

 

1-3   实验结果
 

实验结果如图1-3所示,输出了5V直流电压,达到了设计要求。

 

 

5.总结感悟:

 

5V电压源的设计相对比较简单,但是必须选择好电容和电阻,不然纹波系数过大,这样输出5V电压含有的交流成分大,对后续电路产生影响。

 

 

 

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