本文主要介紹直流穩壓電源的設計。音頻放大電路主要以單相橋式整流及三端集成穩壓器為主。完成將輸入220v，50Hz的市電，輸出為穩定的±5V的直流電，。通過軟件Proteus完成基本的電路原理圖并進行防真和調試，使其滿足基本設計要求。在構建好電路的每一個環節后要對±5V簡易直流穩壓電源進行仿真分析

　　簡易直流穩壓電源的設計方案

　　直流穩壓電源是電子系統中的關鍵部分，其作用是為電子系統提供穩定的電能。

　　一、設計要求：

　　設計出每個功能框圖的具體電路圖，并根據下列技術參數的要求，計算電路中所用元件的參數值，按工程實際確定元件參數的標稱值。

　　容量：5W

　　輸入電壓：交流220V

　　輸出電壓：直流±5V

　　輸出電流：1A

　　二、穩壓電源的技術指標及對穩壓電源的要求

　　穩壓電源的技術指標可以分為兩大類：一類是特性指標，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調節范圍；另一類是質量指標，反映一個穩壓電源的優劣，包括穩定度、等效內阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數等。對穩壓電源的性能，主要有以下四個萬面的要求：

　　1．穩定性好

　　當輸入電壓Usr（整流、濾波的輸出電壓）在規定范圍內變動時，輸出電壓Usc的變化應該很小一般要求 。

　　由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩定度指標，常用穩壓系數S 來表示：

　　S的大小，反映一個穩壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩定度越高。通常S約為。

　　2.輸出電阻小

　　負載變化時（從空載到滿載），輸出電壓Usc，應基本保持不變。穩壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。

　　輸出電阻（又叫等效內阻）用rn 表示，它等于輸出電壓變化量和負載電流變化量之比。

　　rn 反映負載變動時，輸出電壓維持恒定的能力，rn 越小，則Ifz 變化時輸出電壓的變化也越小。性能優良的穩壓電源，輸出電阻可小到1歐，甚至0．01歐。

　　3.電壓溫度系數小

　　當環境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩壓電源，應在環境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩定，輸出電壓的漂移用溫度系數KT來表示：

　　4.輸出電壓紋波小

　　所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經過穩壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數反比于穩壓系數S 。

　　串聯型穩壓電路，用做一種簡單的穩壓電源，可以滿足一般無線電愛好者的需要。但是，這種電源還有許多“天生的”缺陷，要提高對性能的要求，就必須再做一些改進。從以下四個右面對它的性能加以改善，便可做成一臺有實用價值的穩壓電源了。這就是：增加放大環節，提高穩定性，使輸出電壓可調；用復合管做調整管，使輸出電流增大；增加保護電路，使電源工作安全可靠。

　　三﹑ 系統設計

　　穩定直流源設計的一般思路是讓輸入電壓先通過電壓變壓器，再通過整流網絡，然后經過濾波網絡經過穩壓網絡。方案1.我們可以采用以橋式整理電路實現整流的目的，以大電容作為濾波電路，然后接負載。但是這樣做有以下不足之處，如負載的影響很大，電壓不可調以及沒有保護電路等一下列問題。我們采用某些芯片，可以解決以上的問題。方案2.以全波整流電路作為整流網絡，以極性電容作為濾波網絡，采用固定式三端集成穩壓電路7805和7905設計制作連續可調的雙極型直流穩壓電源。如下圖所示，220V（幅值311V）50Hz市電經變壓器220:25輸出兩組獨立的25V交流，經橋堆整流、大電容濾波后分別經過集成穩壓塊LM7805C與LM7905C作用得到±5V的直流輸出。

　　穩壓電源一般由變壓器、整流器和穩壓器三大部分組成

　　電源變壓器：將電網提供的220V交流電壓轉換為各種電路設備所需的交流電壓。

　　整流電路：利用單向導電器件將交流電轉換成脈動直流電路。

　　濾波電路：利用儲能元件（電感或電容）把脈動直流電轉換成比較平坦的直流電。

　　穩壓電路：利用電路的調整作用使輸出電壓穩定的過程稱為穩壓。

　　輸入電容C1、C2用于抑制紋波電壓，輸出電容C3、C4用于消振，緩沖沖擊性負載，保證電路工作穩定。同時由于輸出電容C3、C4的存在，容易發生電容放電而損壞穩壓器，RV1和RV2是滑動變阻器，可以調節輸出的電壓。R1和R2是限流電阻，防止線路電流太大。

　　瞬態分析：

　　1．穩壓三極管選擇：

　　主要特點：

　　LM7805集成穩壓三極管輸出電流可達1A，輸出電壓5V，過熱保護，過流保護，輸出晶體管SOL保護。

　　VI——輸入電壓（VO=5~18V）35V

　　RθJC——熱阻（結到殼） 5℃/W

　　RθJA——熱阻（結到空氣） 65℃/W

　　TOPR——工作結溫范圍 0~125℃

　　TSTG——貯存溫度范圍 -65~150℃

　　表1 LM7805的主要參數表

　　LM7905集成穩壓三極管輸出電壓-5V.

　　表2 LM7905的主要參數表

　　2．整流橋堆：

　　整流橋堆產品是由四只整流硅芯片作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強散熱。整流橋品種多：有扁形、圓形、方形、板凳形（分直插與貼片）等，有GPP與O/J結構之分。整流電流從0.5A到100A，反向峰值電壓從50V到1600V。

　　半橋是將兩個二極管橋式整流的一半封在一起，用兩個半橋可組成一個橋式整流電路，一個半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路，

　　選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓。優質的廠家有廣州國信電子科技有限公司（文斯特電子）的G系列整流橋堆，進口品牌有ST、IR，臺系的SEP、GD等。整流橋堆一般用在全波整流電路中，它又分為全橋與半橋。

　　全橋是由4只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體構成的，圖是其外形。

　　全橋的正向電流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、35A、50A等多種規格，耐壓值（反向電壓）有25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多種規格。

　　3. 變壓器的選擇：

　　變壓器容量計算公式變壓器的功率是決定于負載的，既：

　　P2=U2II2I+U2III2II+.。..。.+U2nI2In（VA），P1=P2/η（VA）

　　式中：

　　P2變壓器次級功率計算值

　　P1變壓器的初級功率計算值

　　U2I和U2II.。..。.變壓器次級各繞組電壓（V），其值由負載決定。

　　I2I和I2II.。..。.變壓器次級各繞組電流（A），其值由負載決定。

　　η為效率

　　變壓器容量1KVA以下的變壓器容量小，效率較低，變壓器容量在100VA以下的，η選小值;變壓器容量在100VA到1000VA者選大值。硅鋼片質量差的η可選0.7

　　I1=P1/U1（1.1到1.2）（A）

　　式中：U1為初級電壓（V）

　　1.1到1.2為考慮到空載激磁電流的經驗系數

　　變壓器容量計算出來后就計算硅鋼片鐵芯的截面積S等參數 。

　　4.電容的選擇：

　　經過整流橋以后的是脈動直流，波動范圍很大。后面一般用大小兩個電容大電容用來穩定輸出，眾所周知電容兩端電壓不能突變，因此可以使輸出平滑小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高大體的原則：

　　（1）大電容，負載越重，吸收電流的能力越強，這個大電容的容量就要越大；

　　（2）小電容，一般104即可。

　　表3 電容參數

　　I02A左右1A左右0．5~1A0．1~0.5A50~100MA《50MA

　　電容容量400020001000500200~500200

　　要確定電容的耐壓值，耐壓值選小了，會因過壓而擊穿，選大了會增加體積和成本，可按下式確定電容C的耐壓值Uc：

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