集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計與模擬仿真(一)

1、集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計與模擬仿真(一)集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計與模擬仿真摘 要：電子設(shè)備中都需要穩(wěn)定的直流電源，功率較小的直流電源大多數(shù)都是將5OHz的交流電經(jīng)過整流、濾波和穩(wěn)壓后獲得。講述了集成穩(wěn)壓電源的工作原理以及其各個組成部分，記述了我在整個設(shè)計過程中對ORCAD軟件的學(xué)習(xí)，各個部分的設(shè)計思路，對各部分電路設(shè)計方案的選擇，以及對它們的PSPICE調(diào)試，對調(diào)試結(jié)果的分析，到最后得到比較滿意的實驗結(jié)果的方方面面 。關(guān)鍵詞：直流電源；集成穩(wěn)壓電源；工作原理；ORCAD；PSPICEAbstract: In the electronic installation all needs to stabiliz

2、e the direct-current power supply, the power smaller direct-current power supply majority all is the 5OHz alternating current after the rectification, the filter and the constant voltage obtains.Narrated the integration voltage-stabilized source principle of work by and its each constituent, has rec

3、orded me in the entire design process to the ORCAD software study, each part of design mentality, to each part of circuit design plan choice, as well as to their PSPICE debugging, to debugs the result the analysis, to finally obtains the quite satisfactory experimental result the side aspect .Keywor

4、ds: Direct-current power supply；Integration voltage-stabilized source； principle of work ；ORCAD；PSPICE.1緒論21世紀，是一個科技迅猛發(fā)展、計算機普及應(yīng)用的信息時代。計算機技術(shù)已經(jīng)成熟，并已滲透到人們的科研、生產(chǎn)、工作、生活等各個領(lǐng)域。對于年輕人來說，不會計算機就等于昔日的文盲，你將在現(xiàn)代社會中寸步難行；同樣，作為新一代的電子工程師，不懂使用EDA(Electronic Design Automation，電子設(shè)計自動化)軟件設(shè)計電子線路，也是一件不可思議的事2。提到電子設(shè)計自動化，還得從上世

5、紀80年代，世界上許多公司相繼推出用于微機系統(tǒng)的電子CAD(Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計)軟件說起。世界上許多公司為了自己的CAD軟件能在激烈的市場競爭中占有一席之地，紛紛推出具有自己公司特色的CAD軟件，經(jīng)過多年的實踐檢驗、不斷修改和完善，或優(yōu)存劣汰，或收購兼并，或強強聯(lián)合，CAD技術(shù)已日臻成熟。CAD是一種通用技術(shù)，除了在機械、建筑等其它許多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用之外，借助美國加洲大學(xué)伯克利分校的SPICE3f5/XSPICE作為仿真引擎，世界上許多公司還推出各種用于電子行業(yè)的優(yōu)秀EDA軟件；從另一個角度講，CAD(計算機輔助設(shè)計)是電子設(shè)計的物理級初級階段；CAE

6、(計算機輔助工程)是電路級設(shè)計階段；EDA(電子設(shè)計自動化)是高級的電子系統(tǒng)設(shè)計階段。衡量一個軟件的優(yōu)劣，其中一個很現(xiàn)實的標(biāo)準(zhǔn)就是看它的市場占有率，也就是它的普及和流行程度。正如魯迅先生所說：“其實地上本沒有路，走的人多了，也便成了路?！?說到EDA軟件，美國Cadence公司的OrCAD、加拿大Interactive Image Technologies公司的EWB、澳大利亞Altium公司的PROTEL、美國Mentor Graphics公司的PADS都是其中有代表性的佼佼者3。本課程設(shè)計的設(shè)計要求：1）集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計與模擬仿真。2）掌握ORCAD操作和使用方法。3）利用ORCAD軟件

7、設(shè)計出電路圖，并對其工作原理進行分析。4）利用ORCAD軟件對所設(shè)計的電路進行模擬與仿真分析。2方案論證及總體框圖2.1直流穩(wěn)壓電源的基本原理直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備中的重要組成部分，用來將交流電網(wǎng)電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓4。一般小功率直流電源由電源變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓電路等部分組成。對直流穩(wěn)壓電源的主要要求是: 輸入電壓變化以及負載變化時，輸出電壓應(yīng)保持穩(wěn)定，即直流電源的電壓調(diào)整率及輸出電阻越小越好。此外，還要求紋波電壓要小。直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器T、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖1如下。圖1 直流穩(wěn)壓電源基本組成框圖 各部分的作用（1）電源變壓器T的作用是將電網(wǎng)220V的交

8、流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓Ui。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=，式中是變壓器的效率。（2）整流濾波電路：整流電路將交流電壓Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓U1，如圖2圖2 整流濾波電路原理圖各濾波電容C滿足RL-C（35）T/2，或中T為輸入交流信號周期，RL為整流濾波電路的等效負載電阻。（3）三端集成穩(wěn)壓器：常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有CW317（LM317）系列，它們的輸出電壓從1.25V37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只電位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護，最大輸出電流為1.5A。其典型電路如圖2.3，其中電阻R1與電位器R2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓Uo的表達式為：Uo1.25（1R2/R1）式中R1一般取120240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準(zhǔn)電壓（典型值為1.25V）。如圖3圖3 三端集成穩(wěn)壓器典型電路圖2.2集成穩(wěn)壓電源的基本原理這是一種實用的輸出電壓連續(xù)可調(diào)的集成穩(wěn)壓電源，輸出電壓在1.25V-37V之間連續(xù)可調(diào)輸出最大電流可達1.5A，電路簡單5。圖4 總體原理圖如上圖4