一、單片機(jī)電源（220v轉(zhuǎn)5v）設(shè)計

電源電路采用LM7805集成穩(wěn)壓器作為穩(wěn)壓器件，用典型接法，220V電源整流濾波后送入LM7805穩(wěn)壓，在輸出端接一個470U和0.1U電容進(jìn)一步濾除紋波，得到5V穩(wěn)壓電源。電路如圖所示。

圖1

二、交流220V轉(zhuǎn)5V直流電源設(shè)計

系統(tǒng)原理

圖2.系統(tǒng)原理圖

首先是對220V的高壓進(jìn)行變壓，變壓器的具體的匝比要根據(jù)下級的電路來確定。變壓之后的電流仍然為交流，在通過整流電路后，變?yōu)槊}沖直流。濾波電路可以消除脈沖，但是輸出的直流電壓仍不穩(wěn)定。最后，通過穩(wěn)壓電路，使得電壓的穩(wěn)定性大大提高，整個過程如圖。兩個方案的主要區(qū)別在穩(wěn)壓電路，其他部分的電路結(jié)構(gòu)基本相同。

1、方案一

電路如圖3。使用Multisim中的交流源代替現(xiàn)實中的市電，設(shè)定其電壓有效值為220V，頻率為50Hz。輸出端接滑動變阻器，代替現(xiàn)實中的負(fù)載。改變滑動變阻器的阻值，通過觀察萬用表的直流電壓顯示數(shù)值，電壓變化不大，可見其具有一定的負(fù)載能力，如表3.1。

表3.1負(fù)載測試

當(dāng)負(fù)載阻值小于40歐時，LED1會亮，從而起到了過載保護(hù)的作用。

圖3 ?整體電路

穩(wěn)壓電路主要是對整流濾波之后的電流作進(jìn)一步處理，使其電壓更穩(wěn)定，同時讓整個電路具有一定的負(fù)載能力，不會因為外部負(fù)載的變化而使輸出電壓發(fā)生變化。

如圖3，Q1和Q2構(gòu)成NPN復(fù)合管，可以極大的提高電流放大倍數(shù)，減小輸入電阻。LED2兼作電源指示和穩(wěn)壓管作用。LED1和R3組成簡單過載及短路保護(hù)電路。R5和R4進(jìn)行分壓，然后將R4上的電壓通過Q3反饋到Q1Q2組成的放大電路。最后C3可以使電壓的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。

2、方案二

圖4.整機(jī)電路的測試

整機(jī)電路如圖

整機(jī)電路如圖4。使用Multisim中的交流源代替現(xiàn)實中的市電，設(shè)定其電壓有效值為220V，頻率為50Hz。輸出端接滑動變阻器，代替現(xiàn)實中的負(fù)載。改變滑動變阻器的阻值，通過觀察萬用表的直流電壓顯示數(shù)值，電壓變化不大，可見其具有一定的負(fù)載能力，如表3.2。

表3.2負(fù)載測試

首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是V0=1.25~37V，所以R2/R1的比值范圍只能是0～28.6。

其次是317穩(wěn)壓塊都有一個最小穩(wěn)定工作電流，有的資料稱為最小輸出電流，也有的資料稱為最小泄放電流。最小穩(wěn)定工作電流的值一般為1.5mA。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流小于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就不能正常工作。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時，317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。如果用317穩(wěn)壓塊制作穩(wěn)壓電源時，沒有注意317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流，那么制作的穩(wěn)壓電源可能會出現(xiàn)下述不正常現(xiàn)象：穩(wěn)壓電源輸出的有載電壓和空載電壓差別較大。

要解決317穩(wěn)壓塊最小穩(wěn)定工作電流的問題，可以通過設(shè)定R1和R2阻值的大小，而使317穩(wěn)壓塊空載時輸出的電流大于或等于其最小穩(wěn)定工作電流，從而保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。此時，只要保證Vo/（R1+R2）≥1.5mA，就可以保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。上式中的1.5mA為317穩(wěn)壓塊的最小穩(wěn)定工作電流。當(dāng)然，只要能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作，Vo/（R1+R2）的值也可以設(shè)定為大于1.5mA的任意值。

經(jīng)計算可知R1的最大取值為R1≈0.83KΩ。又因為R2/R1的最大值為28.6。所以R2的最大取值為R2≈23.74KΩ。因此，必須保證R1≤0.83KΩ，R2≤23.74KΩ兩個不等式同時成立，才能保證317穩(wěn)壓塊在空載時能夠穩(wěn)定地工作。

為滿足上述條件，我選擇R2=2KΩ，R1=700Ω。

C1為濾波電容，C2為旁路電容。

同時，為了電路的穩(wěn)定工作，我接入二極管作為保護(hù)電路，防止電路中的電容放電時的高壓把317燒壞。

三、220V轉(zhuǎn)5V輸出的簡單電源電路

圖5.?220V轉(zhuǎn)5V輸出電源電路

電路非常簡單，用的芯片是大家常用的LM7805。

四、220V轉(zhuǎn)正負(fù)5V電源電路圖

正負(fù)5V電源電路圖78和79系列分別是正電壓和負(fù)電壓串聯(lián)穩(wěn)壓集成電路，體積小、集成度高、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率高，在線性電源時代占領(lǐng)了很大市場。LM7805為固定+5V輸出穩(wěn)壓集成電路（采取特殊方法也可使輸出高于5V），最大輸出電流為1A，標(biāo)準(zhǔn)封裝形式有TO-220、TO-263。78和79系列集成電路應(yīng)用相對固定，電路形式簡單，只是正負(fù)直流電壓輸出時應(yīng)注意變壓器最小輸出功率和最小輸出電壓，如圖1所示。

根據(jù)能量守恒原則，在理想狀態(tài)下電源輸入輸出功率相等。在實際中，考慮銅損和其他元器件的損耗，電源的輸出功率小于輸入功率。78系列和79系列穩(wěn)壓前后直流電壓差為2～3V。由于為正負(fù)雙電源輸出，穩(wěn)壓前后直流電壓差應(yīng)為5～6V

圖6.LM7805和LM7905構(gòu)成的正負(fù)電壓輸出