双电源

题目：5V与12V双电源

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摘要：5V与12V双电源：输入220v交流电后可输出12v直流电压与5v直流电压，可用月单片机应用以及为需要供电的元器件提供直流电压。只用一个变压器双电压输出，提高资源利用率。采用桥式整流电路，电容滤波，和集成稳压块稳压，本电源可输出稳定直流电压，在后续的学习实验中有很大用途。

关键词：稳压管，整流桥，变压器

1 设计任务

输入220v交流电后可输出5v直流电压与5v直流电压，为需要供电的元器件提供直流电压。

2 方案论证

整个电路的结构框图如下图所示，一共有8个部分组成。前一部分电路实现12v直流电压输出，加上后一部分电路能够实现5v直流电压输出，各个功能模块共同构成了双电源输出。

1.2 工作原理：

5V与12V双电源：输入220v交流电后可输出5v直流电压与12V直流电压，为需要供电的元器件提供直流电压。家庭电压进入电源，首先要经过变压器由高压变为低压，滤除高频杂波和同相干扰信号，改变电压。然后再经过由 4 个二极管组成的桥式电路整流，和大容量的滤波电容滤波后，再经过集成稳压器7812以及集成稳压器7805后，输出的的电压，成为稳定低压直流电压。

各模块功能：

①电源变压器：降低电压。

②整流电路：由4只二极管组成的桥式整流电路。

③滤波：用2200UF25V的电解电容1只和一个100的瓷片电容，接在整流电路的后面最基

本的将交流转换为直流的电路，在所有需要将交流电转换为直流电的电路中，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升，高效平滑直流输出的一种储能器件，我们把这种器件称其为滤波电容。滤波电容具有电极性，我们又称其为电解电容。电解电容的一端为正极，另一端为负极，正极端连接在整流输出电路的正端，负极连接在电路的负端。滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑，稳定。

④7812与7805的集成稳压块：一只固定式三端稳压器(7805)78XX系列集成稳压器的典型应

用电路5v电源的制作，三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。从正面看引脚从左向右按①②③顺序标注，接入电路时①脚电压高于②脚，③脚为输出位。如对于78**正压系列，①脚高电位，②脚接地，；此外，还应注意，散热片总是和接地脚相连。这样在78**系列中，散热片和②脚连接。

1.3 方案选定：

方案一从滤波电路输出后经电感滤波进入稳压电路。优点：输出电压比较平坦。缺点:存在铁芯，体积大，还易引起电磁干扰。

方案二从滤波电路输出后经电容滤波进入稳压电路。优点：输出电压稳定性高，且电路简单，集成度高，操作方便。

综合比较方案二更满足需求。

3 硬件设计

3.1 双电源电路设计

图3-1 双电源总电路图

图3-2 变压器电路图

功能：将家庭电压220v降为15v电压

图3-3 整流电路

功能：由4只二极管组成的桥式整流电路，将交流点变为直流电。

图3-4 电容电路

功能：两个电容滤波变成稳定的直流电流

图3-4发光二极管

功能：通电后可通过小灯的亮度情况判断电路是否存在问题。

图3-5 7812

功能：管脚输出12v电压。

图3-4 7805

功能：管脚输出5v电压。

元器件选择：

1.变压器：既然要产生负电压，如不使用特殊芯片，必须使用三端输出的变压器，可选15V/10W、15V/30W等，变压器功率要根据实际电路定。

2.整流桥：可以买4个1N4007二极管，或者直接买集成了的整流桥。

3.2200uF电解电容：也可以使用4700uF电解电容，强调一下，电解电容正负端要接对，特别是产生负电压的电路里，应该是地相对-12V是高电压。耐压值25V或50V。

4.0.33uF、1uF电容：陶瓷、独石电容均可，耐压值25V或50V。

5.三端稳压模块：制作实际电源的时候，最好买个散热片，一定要注意管脚定义。（下文附图说明）而且为保证模块安全，可在稳压模块输入输出端并联一个二极管，具体电路参考此网页：/view/134401d233d4b14e852468c8.html

6.发光二极管：用于显示工作状态，正负端务必接对。

7805、7812管脚图

4 软件设计

4.1 XXX程序设计

4.2 XXX程序设计

5 仿真实验

图5.1 multisim仿真软件的操作界面

Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟或数字电路板的设计工作。它包含电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

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图5.2仿真得到的结果