基于multism的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與仿真

課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：基于Multisim的串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：系別：專業(yè)：屆別：指導(dǎo)教師：電氣信息工程電子信息工程電氣信息工程學(xué)院制串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與仿真學(xué)生：指導(dǎo)教師：1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)型的直流穩(wěn)壓電源，經(jīng)過電路，轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的電壓，對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真。（1）了解帶有放大環(huán)節(jié)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的組成和工作原理。；（2）認(rèn)識(shí)放大環(huán)節(jié)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的電路圖（3）仿真電路并選取元件（4）安裝調(diào)試穩(wěn)壓電路（5）用儀器表進(jìn)行仿真相關(guān)參數(shù)1.2課程設(shè)計(jì)的要求設(shè)計(jì)一個(gè)最大負(fù)載電流100mA左右，輸出電壓在6~15V可調(diào)的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源，將市電(220V/50HZ的交流電)經(jīng)電源變壓器，整流電路，濾波電路，穩(wěn)壓電路后轉(zhuǎn)變?yōu)?~15V的直流穩(wěn)定電壓。1.3課程設(shè)計(jì)的研究基礎(chǔ)單橋式整流電路，（其任務(wù)是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，完成這個(gè)任務(wù)靠二極管的單向?qū)щ娮饔?，因此，二極管是構(gòu)成整流電路的關(guān)鍵元件）濾波電路，用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成，如在負(fù)載電阻兩端并聯(lián)電容器C，或在整流電路輸出端與負(fù)載間串聯(lián)電感器L，以及由電容，電感組合而成的各種復(fù)式濾波電路。穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分兩種：一種特性指標(biāo)，另一種是質(zhì)量指標(biāo)。2.直流穩(wěn)壓電源原理描述電子設(shè)備一般都需要直流電源供電。這些直流電除了少數(shù)直接利用干電池和直流發(fā)電機(jī)外，大多數(shù)是采用把交流電（市電）轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷闹绷鞣€(wěn)壓電源。圖（1）直流穩(wěn)壓電源框圖圖(4)具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路圖（5）串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路圖直流穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成，其原理框圖如圖（1）所示。電網(wǎng)供給的交流電壓U1(220V,50Hz)經(jīng)電源變壓器降壓后，得到符合電路需要的交流電壓U2，然后由整流電路變換成方向不變、大小隨時(shí)間變化的脈動(dòng)電壓U3，再用濾波器濾去其交流分量，就可得到比較平直的直流電壓UI。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變動(dòng)而變化。在對(duì)直流供電要求較高的場(chǎng)合，還需要使用穩(wěn)壓電路，以保證輸出直流電壓更加穩(wěn)定。圖（2）,（3），（4）串聯(lián)起來就組成了具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路圖，即圖（5），其整流部分為單相橋式整流、電容濾波電路。穩(wěn)壓部分為具有放大環(huán)節(jié)的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，它由調(diào)整元件（晶體管Q1，Q2組成的復(fù)合管）；比較放大器（集成運(yùn)放A）；取樣電路R2、R4、R3，基準(zhǔn)電壓DZ、R1等組成。整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí)，取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較放大器，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)比較放大器放大后送至調(diào)整管的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補(bǔ)償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。三：設(shè)計(jì)步驟及電路元件選擇設(shè)計(jì)過程采用模塊化進(jìn)行，先依次設(shè)計(jì)好各模塊電路及仿真無誤后，再將它們串聯(lián)起來組成總的電路圖；電路元件選擇：1：Ui的確定Ui=Uo+Uce,因?yàn)閁omax=15V,Uce>Uces=1~2V,取Uces=2V,所以Ui=Uomax+Uces=17V;2:調(diào)整管的選擇Ucemax=Ui-Uomin=17-6=11V,查表選擇D42C3，為擴(kuò)大輸出電流范圍，采用D42C8和D42C3構(gòu)成的復(fù)合管;3：穩(wěn)壓二極管Dz的選擇Uz小于等于Uomin=6V,所在選用ZPD5.1穩(wěn)壓管，參數(shù)為Uz=5.18V,Iz=1~10mA；4：電阻R1的選擇UR1=Ui-Uz=17-5=12V,IR1取10mA,R1=UR1/IR1=1.2k,R1取1k;5:集成運(yùn)放的選擇因?yàn)楸倦娐穼?duì)集成運(yùn)放要求不高，所以選用通用型集成運(yùn)放；6：濾波電容C1的選擇為提高濾波效果，C1選用470uf的電解電容；7：取樣環(huán)節(jié)的電阻R2，R3，R4的確定Uomax=(R2+R3+R4)*Uz/R3Uomin=(R2+R3+R4)*Uz/(R3+R4)其中R4為最大阻值為1Ko的滑動(dòng)變阻器，Uz=5.18V,Uomax=15V,Uomin=6V,聯(lián)立方程，可求得R2=264ohm,R3=666ohm;8：U2及變壓器的確定對(duì)于全波整流電路，Ui=1.2U2,所以U2=Ui/1.2=14V,所發(fā)選用變比為10：1的變壓器，再通過電阻分壓后得到14V電壓；9：整流二極管的選擇URm>1.1*1.414*U2=1.1*1.414*14=22V,查表選用1B4B42四：各部分電路圖及其仿真結(jié)果1電源變壓器電路圖及其仿真結(jié)果電源變壓器將交流市電（220V/50HZ）電網(wǎng)電壓u1變?yōu)楹线m的交流電壓u22單相橋式整流電路圖及其仿真結(jié)果整流電路的任務(wù)是把交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髅}動(dòng)的電壓電路圖：仿真結(jié)果：3電容濾波電路圖及其仿真結(jié)果電路圖：仿真結(jié)果：濾波電容C=22uf五：總的電路圖六：課程設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)1通過這次穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，使我對(duì)整流電路,濾波電路,穩(wěn)壓電路等的認(rèn)識(shí)更加深刻,并學(xué)會(huì)查閱相關(guān)手冊(cè)和資料，提高了分析問題，解決問題