基于Multisim的升压直流稳压电源的仿真
基于Multisim12可调直流稳压电源设计与仿真
基于Multisim12可调直流稳压电源设计与仿真李洋洋【摘要】通过Multisim12虚拟电子实验平台对可调直流稳压电源进行设计，并利用虚拟仪表测量电路参数、分析电路性能、完善电路设计。
经仿真测试，该可调直流稳压电源性能良好、工作可靠，输出电压和电流、稳压系数等重要性能指标均满足电工电路实验对直流电源的需要。
运用Multisim12设计电路，有效地提高了设计速度，节省了设计时间，降低了设计成本。
%We design the adjustable DC stabilized voltage supply based on Multisim12 virtual electronic experimental platform, and use virtual instrument measure circuit parameters,analyze circuit performance and improve the design.Through simulation test, the voltage supply is good performance and reliable.The important performance indexes of voltage supply meet the requirement of elec-tric circuit experiments,such as output voltage and current,voltage stability coefficient,ing Multisim12 design circuit effective-ly improve the design speed,save design time,and reduce the design cost.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2016(014)005【总页数】4页(P41-43,78)【关键词】Multisim12;直流稳压;实验电源;仿真测试【作者】李洋洋【作者单位】辽宁工业大学工程训练中心，辽宁锦州 121001【正文语种】中文【中图分类】TM02电工电路实验中，常需要直流电源供电，本文根据实验教学需求，设计了一款以集成器件为核心的可调直流稳压电源，电压0～30 V连续可调，并使用Multisim12虚拟电子实验平台对设计方案进行仿真分析［1］、电路优化改进，极大地提高了设计速度，降低了设计成本［2］。
基于Multisim 10的高品质开关稳压电源的设计与仿真解读
[摘要]稳压电源是实现电源转换和电力输送的重要设备。
当今时代，农业，能源，交通，通信和电力行业等领域发展迅速，同时也对电源提出了更高的要求，如节能，轻便，节材，环保，安全，可靠等方面。
这就使得电源工作者不断追求探索相关的技术，做出更好的电源产品，以满足各行各业的需求。
开关电源是一种新型电源设备，相比传统的线性电源，它的科技含量高，低能耗，使用方便，并取得了良好的经济效益。
本文介绍了开关电源的工作原理、各种工作方式，它的长处和短处，设计方法以及开关电源未来设计方向，并在此基础上，对开关电源进行设计。
设计分成三个模块，即辅助电源模块， PWM控制模块和升压电路部分，其中PWM控制模块为本电路的核心。
确定电路设计方案后，使用Multisim 10对电路进行仿真，并对电路参数进行优化配比，力图使电路脉动小，输出电压是稳定、范围可调，从而达到设计的要求。
[关键词] 开关电源，脉宽调制，稳压，Multisim 10[Abstract]：Regulated power supply is the important equipment to achieve the power conversion and electricity transmission. In modern times,agriculture, energy, transportation, communications and power industry are all in fast development. Power supply must undertake the more responsibility such as energy, materials, weight reduction, environmental protection, safety and reliability. This has been making the power workers continuously explore related technologies, to make the better products in order to satisfy the demands of all walks of life. Switching power supply is a new type of power equipment, compared with the traditional linear power supply, it has a higher technological content, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic benefits.This paper describes the various working principle and all kinds of way to work of switch power supply, its advantages，disadvantages,design method and its design direction in the future. Then we begin to design the switching power supply based on the above. Design is divided into three modules, namely the auxiliary power supply module, PWM control module and a booster circuit, Among them，PWM control module as the core of the circuit. After determine the circuit design, using the Multisim 10 to simulate the circuit, and optimized and matched the circuit parameters as far as possible to make circuit pulse small, make the output voltage stable, adjustable range, to achieve the design requirements.[Key words]：switch power supply, pulse width modulation, voltage regulator, Multisim 10.目录1 绪论 (1)1.1开关电源的发展背景 (1)1.2 开关电源的基本原理与组成特点 (1)1.2.1 开关稳压电源的基本工作原理 (1)1.2.2开关电源的特点 (2)1.2.3开关电源的基本原理 (3)1.3 开关电源的分类 (3)1.4 开关稳压电源的发展 (6)1.4.1国际发展史状况 (6)1.4.2国内发展情况 (7)1.5 稳压开关电源的发展趋势 (7)1.6 开关电源的技术指标与基本设计要求 (9)2 开关变换电路 (11)2.1 滤波电路 (11)2.2 反馈电路 (11)2.2.1 电流反馈电路 (11)2.2.2 电压反馈电路 (12)2.3 电压保护电路 (12)3 UC3842电流型控制器 (14)3.1 UC3842简介 (14)3.1.1 UC3842的特点 (14)3.1.2 UC3842的引脚及其功能 (14)3.1.3 UC3842的内部结构 (15)3.2 UC3842的典型应用电路 (16)3.2.1 UC3842控制的同步整流电路 (16)3.2.2反激式开关电源 (18)3.2.3 升压型开关电源 (18)4 利用UC3842设计开关稳压电源 (20)4.1 电源设计基本指标 (20)4.2 具体电路设计 (20)4.2.1 启动电路 (20)4.2.2 PWM脉冲控制驱动电路 (22)4.2.3 电路输出部分的设计 (24)4.3 电路整体分析 (28)5 开关稳压电源的测试及仿真 (29)5.1 仿真软件Multisim 10概述 (29)5.2 仿真结果 (30)5.3 设计问题及解决方法 (32)总结 (33)致谢 (34)参考资料 (35)1绪论1.1开关电源的发展背景在20世纪80年代以前，作为线性电源的跟新换代产品，开关电源也主要用于小功率场合。
基于Multisim的直流稳压电路仿真
河南科技Journal of Henan Science and Technology总703期第五期2020年2月收稿日期：2020-01-13作者简介：张博文（2000—），男，本科在读，研究方向：通信工程。
通信作者：林君（1979—），男，硕士，副教授，单片机系统与应用。
信息技术基于Multisim 的直流稳压电路仿真张博文林君（延边大学，吉林延吉133002）摘要：本文分析了直流稳压电路中的整流滤波电路和稳压电路的组成。
Multisim 软件通过选择电路参数、纹波大小和输出波形，可用于对直流稳压电路进行仿真和分析。
该软件可用于分析并设计不同需求的电源系统，降低设计的复杂度，提高电源利用率，进而缩短开发周期。
关键词：整流滤波电路；稳压电路；Multisim ；仿真中图分类号：TN86；TP391.9文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）05-0046-03Simulation of DC Voltage Stabilization Circuit Based on MultisimZHANG Bowen LIN Jun（Yanbian University ，Yanji Jilin 133002）Abstract:This paper analyzed the DC voltage stabilizing circuit in the rectifier filter circuit and composition of thevoltage stabilizing circuit.Multisim software can be used for simulation and analysis of DC voltage-stabilizing circuit,by selecting circuit parameters,ripple size and output waveform simulation and analysis.The software can be used to analyze and design power supply system with different requirements,reduce the complexity of design,improve power utilization and shorten the development cycle.Keywords:rectifier filter circuit ；voltage regulator circuit ；Multisim ；simulation Multisim 是一款仿真工具，具有极强的仿真分析能力。
基于Multisim 13的直流稳压电源仿真与设计
题目：基于Multisim 13的直流稳压电源仿真与设计目录摘要 (1)英文摘要 (2)引言 (3)正文 (4)1制定设计方案 (4)2电路仿真设计 (5)2.1实验平台概述 (5)2.2实验设计 (5)2.2.1电源变压器的选择 (5)2.2.2整流电路的选择 (7)2.2.3滤波电路的选择 (8)2.2.4稳压电路的选择 (10)3实验结果与分析 (13)3.1输出电压仿真测试 (13)3.2输出稳压仿真测试 (13)结论 (14)参考文献 (15)摘要此实验以固定式集成稳压器LM317H为核心，设计了一款2~30V可调直流稳压电源。
使用EDA仿真软件平台Multisim13分别对变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路进行参数设置和仿真模拟分析，通过仿真软件中的示波器和万用表来测试电路的波形和电压、电流的变化，分析设计电路的性能，完成对电路元件参数调节。
此次仿真实验摈弃了所有略显复杂的元器件，只用及其易懂且市面通用的简单元器件，大大的减少了设计成本。
实验数据表明，设计的可调直流稳压电源性能良好、工作可靠，输出电压、输出电流、稳压系数均满足技术指标，可以满足实验设备对不同直流电压的需要。
运用Multisim13设计电路，有效地提高了设计速度和数据精度，节省了设计时间，降低了设计成本。
关键词：Multisim；直流稳压；仿真AbstractA way of designing adjustable power supply which was based on fixed type stabilized voltage integrated circuits is presented in this paper. EDA software platform, Multisim 13 was used to simulate and analyze the design process of power supply, and then circuit elements is adjust-ed by observating and testing circuit characteristics, analysising the performance of the circuit through virtual instrument and instru-ment. The experimental data show that the test for the prototype has proved that this type of power supply is good in performance, reliable in work,meeting the design requirements of output voltage, output current, stabilized voltage coefficient and output ripple voltage, as well as multi-DC requirements for experimental ing Multisim13 design circuit effective-ly improve the design speed,save design time,and reduce the design cost.Key words:Multisim; DC stabilized voltage; Simulation引言在目前的生产和生活中充斥着大量的电子设备，而绝大多数的电子设备都必须依靠稳定的电压才可以正常的工作。
基于Multisim12的直流稳压电源设计与仿真
内燃机与配件基于Multisim12的直流稳压电源设计与仿真刘金云(湖北工业职业技术学院，十堰442000)摘要：通过Multisiml2电子电路计算机仿真设计软件对直流稳压电源进行设计，并利用虚拟仪器仪表测量参数、分析电路性能、优化电路设计。
关键词：Multisim12;直流稳压电源;设计;仿真0引言在电子设备中，电源电路是必不可少的部分。
电子设 备要稳定可靠的工作，必须有性能良好的电源电路，直流 稳压电源作为直流能量的提供者，在各种电子设备中有着 极其重要的地位，其性能直接影响到电子设备的精度、稳 定性、可靠性。
本文介绍使用Multisiml2电子电路计算机 仿真设计软件设计的一款由分立元件构成的直流稳压电 源，通过仿真对设计电路进行分析、优化、改进，极大地提 高了设计效率，降低了设计成本。
1设计方案与指标图1方案如图所示，包括降压、整流、滤波、稳压等4部分。
电源变压器将220V交流电降低成合适的交流电，经过整 流后变成单向脉动的直流电，滤波电路滤除交流成分，得 到较为平滑的直流电，稳压电路使输出的直流电压基本不 受电网电压波动和负载变化的影响，从而获得足够高的稳 定性能。
根据此方案设计输出电压12V，电流3A的直流稳 压电源。
2电路设计与元器件选择2.1变压器的选择对直流稳压电源来说，确定变压器的绕组电压是非常 关键的，设定低了，有利于降低稳压电路的损耗及散热，但 输出电压的稳定性会下降；设定高了，损耗会增加，必须加 大散热器的体积。
由U2=12V可估算变压器次级线圈电压 的有效值约为15V，由If)_M A x=3A计算变压器副边功率P2= U2x I2=15x3=45W,原边功率 Pi=P2/浊=45/0.7抑64.29W，B 变压器的总功率P=(P1+P2)/2抑54.65W。
因此，可选用输入 220V，输出15V，功率为100W的工频变压器。
2.2整流电路选择整流电路中，二极管的选型需要考虑以下参数：2.2.1二极管正向导通时的平均电流通常情况下，整流二极管的正向电流I f由ic的平均值 来决定其最大额定值。
基于multisim的多路输出直流稳压电源设计
基于multisim的多路输出直流稳压电源设计【摘要】设计一种多路输出的直流稳压电源。
通过对220V电网电压进行降压、整流、滤波，并以三端可调和固定输出的集成稳压器稳压，得到多路电压输出。
设计中依据Multisim仿真，通过不断调试修改电路参数，取得了理想的设计效果。
该电源可以满足多种工作电压系统的需求，并在实际中得到很好地使用，具有很强的实用价值。
【关键词】Multisim仿真;稳压电源;多路输出1.引言在电子电路和电子设备中常常需要各种不同电压的直流电源，但有些电源只有某一固定电压输出，或有些电源体积偏大，给一些便携式电子产品及小型的电子系统使用带来不变，基于此本设计研究一种多输出便于携带的直流稳压电源，它将电网交流电变为各种需要的直流稳压电源。
为保证设计实现，电路基于Multisim仿真进行设计。
Multisim是美国国家仪器公司推出的原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，它具有较为详细的电路分析功能，可以设计、测试和演示各种电子电路。
2.设计任务及方案设计多路输出直流稳压电源，即输出±（1.25V～20V）任意可调电压;输出±12V电压;输出±5V电压。
设计的直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图1所示。
其各部分主要完成的作用是：电源变压器将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2;整流电路将交流电压u2变为脉动的直流电压u3;滤波电路将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4;稳压电路清除电网波动及负载变化的影响，保持输出电压uo的稳定。
图1 直流稳压电源框图3.单元电路设计3.1 变压器降压和整流电路220V交流电首先要降压，以得到合适的电压值，其降压和整流电路如图2所示。
根据设计任务，需要降压电路具有2路输出，电源变压器可选一次输入220V AC，二次输出2个绕组均为20V，其A点仿真波形如图3所示，图中两条曲线分别为输入交流电压波形和降压后的波形，A点相位与输入相同，B点相位与输入相反。
直流稳压电源Multisim仿真资料
c、桥式整流
图13直流稳压电源仿真图-桥式整流电路
按照上图要求连好电路图，设定好相关参数，点击运行，测量变压器副边交流电压（AC+）的有效值及整流电压（ZL）有效值，填入下表。
变压器副边电压
AC+（V）
整流电压
ZL（V）
使用示波器观察变压器副边交流电压（AC+）与整流电压（ZL）的大小与相位的关系，画在下图中，并标出各自名称。
图10变压器副边交流电压（AC+）及整流电压（ZL）波形
b、全波整流
图11直流稳压电源仿真图-全波整流电路
按照上图要求连好电路图，设定好相关参数，点击运行，测量变压器副边交流电压（AC+）的有效值及整流电压（ZL）有效值，填入下表。
变压器副边电压
AC+（V）
整流电压
ZL（V）
使用示波器观察变压器副边交流电压（AC+）与整流电压（ZL）的大小与相位的关系，画在下图中，并标出各自名称。
使用示波器观察稳压电路输出直流电压（WENBO），画在下图中。
图21稳压电路输出直流电压（WENBO）波形
使用示波器观察稳压电路输出纹波电压（WENBO），画在下图中。
图21稳压电路输出纹波电压（WENBO）波形
(5)直流稳压电源原理图
(6)直流稳压电源仿真图
5.8直流稳压电源Multisim仿真
1.Multisim仿真软件简介
EDA（就是“Electronic Design Automation”的缩写）技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。
基于Multisim的直流稳压电源设计
基于Multisim的直流稳压电源设计Multisim2001是电子电路设计与仿真方面的EDA软件。
由于Multisim2001的最强大功能是用于电路的设计与仿真，因此称这种软件叫做虚拟电子实验室或电子工作平台。
在任一台计算机上，利用Multisim2001均可以创建《电子技术基础》虚拟实验室，从而改变传统的教学模式，学生可把学到的《电子技术基础》知识，应用Multisim2001电路仿真软件进行验证。
例如串联型直流稳压电源的设计，该系统是由整流、滤波和稳压三部分组成，桥式整流电路加上电容滤波后，使输出的波形更平滑，稳压部分，一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。
当电网电压或负载变动引起输出电压Uo变化时，取样电路将输出电压Uo的一部分馈送给比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿Uo的变化，从而维持输出电压慕本不变。
1. 直流稳压电源设计设计并制作串联型直流稳压电源，其输出电压UO=10V，输出调整范围为8～12V，额定输出电流IL=100 mA，电网电源波动±10％，稳压系数Sr<0.05，输出电阻RO=0.05。
工作温度为25～40℃。
1.1 初选电路根据设计题目要求，输出电流为100mA较大，所以选用由两个三极管组成的复合管，从稳压调节范围考虑，选择带有可变电阻器的取样电路，由此初选一个电路原理图如图1，通过参数计算和仿真测试，再重新考虑所选电路，使之满足要求。
最后在调试过程中进一步确定电路及元件参数。
1.2 元件参数选择1.2.1 整流滤波电路采用桥式整流，电容滤波电路。
为了保证调整管始终工作在放大区，需要有一定的管压降，根据计算得出U1=15V。
考虑到IL=100mA，加上通过R6、稳压管VZ的电流(取10mA)，取样电路的电流(取20mA)。
经过整流二极管的电流ID=130mA。
multisim直流稳压电源仿真实验报告
multisim直流稳压电源仿真实验报告Multisim 直流稳压电源仿真实验报告一、实验目的本次实验旨在利用 Multisim 软件对直流稳压电源进行仿真，深入理解直流稳压电源的工作原理、性能特点以及电路参数对输出电压稳定性的影响。
通过实验，掌握直流稳压电源的设计、调试和分析方法，提高对电子电路的实际应用能力。
二、实验原理直流稳压电源通常由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。
电源变压器的作用是将市电交流电压变换为适合整流电路的交流电压。
整流电路将交流电压转换为单向脉动直流电压，常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流等。
滤波电路用于滤除整流输出电压中的交流成分，使输出电压变得平滑。
常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。
稳压电路的作用是在电网电压波动或负载变化时，保持输出直流电压的稳定。
常用的稳压电路有串联型稳压电路、并联型稳压电路和集成稳压器等。
三、实验内容与步骤1、电路设计在 Multisim 软件中，根据直流稳压电源的原理，选择合适的元器件，设计一个输出电压为＋5V 的直流稳压电源电路。
电路包括电源变压器、桥式整流电路、电容滤波电路和三端稳压器7805 组成的稳压电路。
2、元器件参数选择电源变压器：初级输入交流电压为 220V，次级输出交流电压为 9V。
整流二极管：选用 1N4007 型二极管。
滤波电容：选用电解电容，容量为1000μF，耐压值为 16V。
三端稳压器 7805：输入电压范围为 7 25V，输出电压为 5V，最大输出电流为 15A。
3、电路连接与仿真将设计好的电路元器件按照原理图进行连接。
启动Multisim 软件的仿真功能，观察电路的输出电压波形和数值。
4、电路参数调整与优化改变滤波电容的容量，观察输出电压的纹波变化。
调整负载电阻的大小，观察输出电压的稳定性。
四、实验结果与分析1、输出电压波形仿真结果显示，未经滤波的整流输出电压为单向脉动直流电压，其纹波较大。
基于MULTISIM的BUCK-BOOST电路仿真
窗口中显示输出电压波形。
扫描 （ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ）。 Ｔｍ ｅ ａｕ ｅ 结果显示通过改变环境温度 ， 测量输出 直 流 电压 ， 电路 在 ２ ． 到 ２．度 之 间 工作正 常 （ ） 其他 范 ２７ 度 ７３ 图８ 。 围工作 不 正常 （ ） 图９ 。
图３ 出电压波形 输
（） ４ 初步 分析 。 电路 输 入 由一个 直流 电压 源 和一 个 交流 电 压 源 串联而 成 ， 为了研 究输 入 电压 大 范 围变 化 对 输 出直 流 电压
（ 一
由于 试 验 中 ＝ ２ 一定 ， ｌ 占空 比可 自 调节 。 动 求导发现 ，
只 要 ￣２ Ｖ 纹 波 电压 随 输 入 电压 成 反相 关 。 实 上 ， 际输 ４， 事 实
［Ｑ １ 导通期间， 截 止当ｔ ｔ 时， 线性上升到 ］ 第 ５ 期 ０１
信 息 通 信
Ｉ ＯＲＭ ＡＴ ０Ｎ ＆ Ｃ０Ｍ Ｍ ＵＮＩ ＮＦ １ ＣＡＴ ＯＮＳ Ｉ
２ １ ０１
（ 第 １５ 期 ） 总 １
（ ｕ ． Ｎ ｌ５ Ｓｍ ｏ １）
基 于Ｍ Ｌ ＩＩ 的Ｂ Ｃ－ Ｏ Ｓ 电路仿真 Ｕ Ｔ ＳＭ Ｕ ＫＢ Ｏ Ｔ
孙 楚 ， 金 义 梁
＋ ｏ
（ １ ）
出端所带 负载将直接影响整个电路 的线性条件， 当Ｒ 很小时， 输 出 当近 似短 路 ， 电容 作用 将大 大 减 弱 ， 非线 性 将增 强 。 有 当 只
所 带 负载 较 大 时， 能符 合 线 性 条 件 ， 波 电压 较小 。 才 纹
式中 。 导通前流过 是Ｑ 的电流。
（ 北京航 空航 天 大学 自动化 科 学与电气工程 学院 ， 北京 １０９ ） ０１１
基于Multisim10仿真软件的多输出直流稳压电源设计
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ａｂ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｖ ｏ ｌ ａｇ ｔ ｅ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ； ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｏ ｕ ｐｕ ｔ ｔ ； Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｓ ｉ ｍｌ ０ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｔ ｆ ｗａ ｒｅ
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基于Multisim的直流稳压电源的仿真分析
基于Multisim的直流稳压电源的仿真分析黄丽贤（兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州730070）摘要：介绍了稳压电源中整流电路、滤波电路和稳压电路的构成，通过Ｍｕｌｔｉｓｉｍ软件对电路的电源参数选择、纹波系数和输出波形进行了仿真与分析．结果表明，利用该软件可以分析设计出满足不同要求的电源分配系统，降低设计复杂度，提高设计效率，缩短设计周期．关键词：电源系统；Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真中图分类号：TP391.9文献标识码：ASimulat ion Analysis of DC Elect r ic Locomot ive Power Supply Based on Mult isimHUANG Li-xian(School of Electronic and Information Engineering Institute，Lanzhou Jiao Tong University，Gansu Lanzhou730070）Key words:Multisim；DC electric locomotive power supply；simulation analysis·计算技术与自动化·直流稳压电源在电子线路中的应用极为广泛，几乎所有的电子线路中的都用到直流稳压电源。
有些电子系统对直流稳压电源的性能要求还非常高。
稳压电源由整流电路、滤波电路和稳压电路构成。
1整流滤波电路以桥式整流滤波电路为例，电路如图1所示。
图1桥式整流滤波电路如图2所示的前半部分是开关J断开时得到的全波直流的电压波形，后半部分是开关J闭合时得到整流滤波后的电压波形，可见，加入滤波后的电压的平均值明显上升了，纹波系数减小了。
图2桥式整流滤波输出电压波形增大负载电阻，或增大滤波电容值，则会发现纹波系数会进一步减小。
可见，在通常的直流电源电压中，整流后均需增加电容滤波，电路简单但效果好。
2稳压电路稳压电路的作用是进一步降低直流电源电压的纹波系数系数，而且在负载变化和电网波动时也能保持直流电压的相对稳定。
基于Multisim 13的直流稳压电源仿真与设计
XSC1
V1
220Vrms 50Hz 0°
T1 44:7
1 D1
XMM1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
4
3
2 1B4B42
C2 1.5mF
R1 200Ω
4.稳压电路的选择
V1
220Vrms 50Hz 0°
稳压电路解决了滤波输出电压易随负载、温度变化而变化，保障 直流电压稳定输出。核心元器件是集成稳压器
汇报内容
. 背景及意义 . 方案及流程 . 实验结果 . 总结展望
一.研究背景及意义
背景：生活中的大量电子设备必须依靠稳定的电压才可以正
常的工作。但在运行的过程中会由于电网电压波动、设备温度 过高或负载过大等一系列因素影响到电压源的稳定性。电压不 稳定,将会有各种不利因素同时造成巨大的安全隐患。
仿真内容
直流稳压电源由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路4部分组成。
1.变压器选择
设变压器输出电压为35V，
最大输出电流I omax=1A。
V1 220Vrms
50Hz
0°
选用功率传输效率η= 0.7，
耦合系数为0.159
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
T1 44:7
XMM1
结果如图所示：幅值不同，相 位相同，符合设计要求。
定式集成稳压器为核心的可调直流稳压电源，并进行电路 仿真测试。
·仿真结果表明，在电网电压波动的情况下依旧可以输出稳
定的直流电压，可作为独立的电源模块为电路实验提供电 能。
直流稳压电源Multisim仿真
直流稳压电源Multisim仿真一、整流电路的测试电路图如下图所示，整流电路由3N259代替原电路中的2W06，负载用120 电阻：T1V1220 Vrms50 Hz0°R1120ΩD53N2591243XSC1A BExt Trig++__+_XMM1由上图中丈量数据可知输出整流电压交流分量为10.808V，直流分量50549V。
输出电压波形：二、整流滤波电路的测试在整流电路后再加一级470F滤波电容就构成了整流滤波电路，电路图如下所示：T1V1220 Vrms50 Hz0°R1120ΩD53N2591243C1470µFXSC1A BExt Trig++__+_XMM1由上图可知，整流滤波电压输出直流分量为12.057V，交流分量275.686mV，输出波形如下图所示：整流滤波电路是电压波形变更趋于缓和，但含有较多的交流分量，输出电压仍随输入电压的动摇也上下动摇。
二、集成稳压电源的测试整流滤波电路后加要一级稳压电路，才可以输出稳定的直流电压，即构成直流稳压电源。
稳压电路用可调式三端集成稳压器件LM317，通过调节adj 端的滑动变阻器控制输出电压的大小，图中二极管的作用是限流呵护，防止集成块烧坏，电路图如下：T1V1220 Vrms 50 Hz 0°U1LM317AHVoutA DJVinD53N2591243C1470µFR210kΩKey=A 79%C20.33µFR3240ΩXSC1ABExt Trig++__+_XMM1R1120Ω在不加负载1R 时调节滑动变阻器使输出电压的直流量为12V ，加上负载后，不改变滑动变阻器，如图测得输出电压直流量约为10V ，交流分量约为250mV ，输出电压波形如下图所示，稳压后的波形仍然仍然含有交流分量，输出其实不是稳定的直流电压。
输出电压的大小与所加的负载有关，当输出电压当输出电压增大时，交流分量所占成分会逐渐减小，输出电压就越趋于稳定，我们在仿真时增大负载为 K 1的时候，得到的波形如下图所示：电压稳定在11.8V左右，这时得到的波形交流分量很少，所以输出近似为稳定的直流电压。
实验3.11 直流稳压电源的Multisim仿真实验
1. 整流滤波电路测试 2. 集成稳压器性能测试 （1）连接电路 （2）初测 （3）各项性能指标测试
1）输出电压uo和输出电流Io的测量 2）稳压系数Sr的测量 3）输出电阻Ro的测量 4）输出纹波电压的测量
实验3.11 直流稳压电源
一、实验目的
1. 认识理解直流稳压电源各组成模块及其功能。 2. 掌握应用集成稳压器构成直流稳压电源的设 计和调试方法。 3. 掌握电源电路的仿真设计与分析方法。
实验3.11 直流稳压电源
二、实验设备及材料
1. 装有Multisim 14的计算机。 2. 函数信号发生器。 3. 双通道示波器。 4. 数字万用表。 5. 模拟电路实验箱。 6. 电阻、电容若干。
实验3.11 直流稳压电源
三、实验原理
图3-132 直流稳压电源框图 图3-133 桥式整流滤波电路
1）稳压系数 S r
Sr
Uo Ui
Uo Ui
RL 常数
2）输出电阻 Ro
Ro
Байду номын сангаасUo Io
Ui 常数
3）纹波电压
实验3.11 直流稳压电源
三、实验原理
图3-135 由7812构成的串联型稳压电源
图3-134 三端固定式集成稳压器封装及引脚排列图 a) TO-92封装 b) TO-202封装 c) TO-220封装 d) TO-3封装
实验3.11 直流稳压电源
四、计算机仿真实验内容
图3-136 整流滤波电路
图3-137 7812构成串联型稳压电源仿真电路
图3-138 7812输入、输出端波形
实验3.11 直流稳压电源
四、计算机仿真实验内容
图3-139 7812输出接滑动变阻器的串联型稳压电源仿真电路
基于Multisim直流稳压电源设计(DOC)
基于Multisim直流稳压电源设计春芽电子科技春芽ing摘要电源是所有电子设备的基础，没有电源所有的电子设备都无法正常运行，因此研究电源电路的课题非常有意义，特别是直流稳压电源。
本课题主要研究串联负反馈直流稳压电源，分别从工作原理，硬件电路设计，仿真分析等方面深入研究。
然后运用Multisim仿真软件进行电路分析，很容易读出各部分电流电压，输入输出波形，判断电路工作情况，进而完善硬件电路，实现直流稳压电源设计。
关键词：直流稳压电源，Multisim仿真，串联负反馈AbstractPower supply is the basis of all electronic equipment, no power supply all of the electronic equipment can not be normal operation, so the study of the power supply circuit is very meaningful, especially the DC regulated power supply.This topic mainly studies the series negative feedback DC regulated power supply, from the working principle, the hardware circuit design, simulation analysis and so on.Then the circuit analysis using Multisim software, it is easy to read each part of current and voltage, input and output waveform, to judge the work of circuit, and to improve the hardware circuit design of DC power supply.Keywords: DC regulated power supply, Multisim simulation, series negative feedback目录摘要 (I)Abstract (I)1绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究意义 (1)1.3课题主要内容 (2)2 Multisim仿真软件介绍 (2)2.1 Multisim仿真软件发展 (2)2.2 Multisim仿真软件特点 (2)2.3 Multisim软件仿真分析 (4)3串联稳压电源原理分析 (4)3.1简易串联稳压电源 (4)3.2串联负反馈稳压电源 (5)3.2.1工作原理分析 (5)3.2.2调节输出电压 (6)3.2.3 增加输出电流 (6)4 串联稳压电源设计 (8)4.1确定调整管 (8)4.2 确定复合管 (8)4.3 输入电压的确定 (8)4.4确定基准电压 (8)4.5确定取样电阻 (8)4.6确定比较放大器 (9)5 串联稳压电源仿真分析 (9)6 总结与展望 (10)参考文献 (11)致谢 (12)1绪论1.1课题研究背景电力电子技术如今已经发展成为一门自成体系的、完整的高科技技术，电源技术就属于电力电子技术方面。
基于Multisim的升压直流稳压电源的仿真
关键词：开关电源，双闭环控制，电流模式控制PWM反馈，Multisim
ABSTRACT
虽说开关电源开始对线性电源构成了威胁，但是早期的开关电源除了PWM控制器和功率开关管外，还包括大概40到80个分立元件构成一些辅助电路一。这不但增加了成本和体积，而且还使可靠性受到了影响，所以从提高开关电源的竞争力来说，提高控制电路、保护电路的可集成性，使电源系统的设计简单化成为一个关键的问题。
多年来，由于技术上的障碍(高压、大功率)开关电源集成电路在集成化上一直得不到很大的进步，但是最近几年，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，能将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件，首先是功率MOSFET的问世，导致了中小型功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。因此目前可以通过集成复杂的功能电路来进一步提高开关电源的性能和安全性，这包括热关断电路、限流电路、过／欠压保护电路等等。与线性电源相比，开关电源输出精度高、转换效率高，性能可靠。除此之外，开关电源最大的优势还在于能够大幅度缩小变压器的体积和重量，这是因为开关电源的变压器工作于50KHz到lMHz的高频条件下，而不是像线性电源中的那样工作于50Hz的低频状态，因此缩小了变压器的体积和重量，而这也就缩小了整个电子系统的体积和重量一。理论分析和实践经验表明，电气产品的变压器、电感和电容的体积和重量与供电频率的平方根成反比。如果把工作频率从工频50Hz提高到20KHz，提高400倍，用电设备的体积和重量可以下降至工频设计的5％～10％，其主要材料可节约90％或更高，可节电30％或更多。。一般说来，开关电源的重量是线性电源的l／4，相应的体积大概是线性电源的1／3。因此，开关电源代替线性电源是大势所趋。
基于Multisim的直流稳压电源设计
基于Multisim的直流稳压电源设计Multisim2001是电子电路设计与仿真方面的EDA软件。
由于Multisim2001的最强大功能是用于电路的设计与仿真，因此称这种软件叫做虚拟电子实验室或电子工作平台。
在任一台计算机上，利用Multisim2001均可以创建《电子技术基础》虚拟实验室，从而改变传统的教学模式，学生可把学到的《电子技术基础》知识，应用Multisim2001电路仿真软件进行验证。
例如串联型直流稳压电源的设计，该系统是由整流、滤波和稳压三部分组成，桥式整流电路加上电容滤波后，使输出的波形更平滑，稳压部分，一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。
当电网电压或负载变动引起输出电压Uo变化时，取样电路将输出电压Uo的一部分馈送给比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿Uo的变化，从而维持输出电压慕本不变。
1. 直流稳压电源设计设计并制作串联型直流稳压电源，其输出电压UO=10V，输出调整范围为8～12V，额定输出电流IL=100 mA，电网电源波动±10％，稳压系数Sr<0.05，输出电阻RO=0.05。
工作温度为25～40℃。
1.1 初选电路根据设计题目要求，输出电流为100mA较大，所以选用由两个三极管组成的复合管，从稳压调节范围考虑，选择带有可变电阻器的取样电路，由此初选一个电路原理图如图1，通过参数计算和仿真测试，再重新考虑所选电路，使之满足要求。
最后在调试过程中进一步确定电路及元件参数。
1.2 元件参数选择1.2.1 整流滤波电路采用桥式整流，电容滤波电路。
为了保证调整管始终工作在放大区，需要有一定的管压降，根据计算得出U1=15V。
考虑到IL=100mA，加上通过R6、稳压管VZ的电流(取10mA)，取样电路的电流(取20mA)。
经过整流二极管的电流ID=130mA。
实训三Multisim10直流稳压电源电路仿真
实训三 Multisim10
直流稳压电源电路仿真设计
实训目的：
1、 理解认识直流稳压电源的构成
2、 理解分析直流稳压电源各组成模块的功能
实训内容：
1、直流稳压电源的基本组成
2、 直流稳压电源各组成模块的功能
3、 使用仿真软件绘制直流稳压电源电路，进行电路仿真测
试
下图是用示波器测量交流电源电压的例XSC1 U1 LM7812CT XMM1 C - 0.1 V |F □ □□
□□
图:
实训过程：
1、听老师讲解直流稳压电源组成以及个组成部分功能
2、学习直流稳压电源电路绘制方法
3、学习用虚拟仪器对自己设计的稳压电路进行测试，观察波形 是否满足设计需求
实训总结： □ □□□□
5 n .i| jii #林口。
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摘 要
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
本次设计选择的是Boost升压直流斩波电路，升压直流斩波电路可以分为两部分电路块。分别为主电路模块，控制电路模块。主电路模块，主要由全控器件的开通与关断的时间（占空比）来改变输出电压U的大小。控制电路模块，可用一个UC3842芯片来触发产生一个PWM的控制脉冲来控制全控开关的开通与关断。
In order to simplify the Boost converter circuit design, application of Multisim to Boost converter is modeled, and the entire working process simulation and analysis. According to the circuit test shows that, the performance of the circuit can well meet the requirements of output osting is achieved, thereby indicating that the simulation result is correct.
虽说开关电源开始对线性电源构成了威胁，但是早期的开关电源除了PWM控制器和功率开关管外，还包括大概40到80个分立元件构成一些辅助电路一。这不但增加了成本和体积，而且还使可靠性受到了影响，所以从提高开关电源的竞争力来说，提高控制电路、保护电路的可集成性，使电源系统的设计简单化成为一个关键的问题。
多年来，由于技术上的障碍(高压、大功率)开关电源集成电路在集成化上一直得不到很大的进步，但是最近几年，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，能将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件，首先是功率MOSFET的问世，导致了中小型功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。因此目前可以通过集成复杂的功能电路来进一步提高开关电源的性能和安全性，这包括热关断电路、限流电路、过／欠压保护电路等等。与线性电源相比，开关电源输出精度高、转换效率高，性能可靠。除此之外，开关电源最大的优势还在于能够大幅度缩小变压器的体积和重量，这是因为开关电源的变压器工作于50KHz到lMHz的高频条件下，而不是像线性电源中的那样工作于50Hz的低频状态，因此缩小了变压器的体积和重量，而这也就缩小了整个电子系统的体积和重量一。理论分析和实践经验表明，电气产品的变压器、电感和电容的体积和重量与供电频率的平方根成反比。如果把工作频率从工频50Hz提高到20KHz，提高400倍，用电设备的体积和重量可以下降至工频设计的5％～10％，其主要材料可节约90％或更高，可节电30％或更多。。一般说来，开关电源的重量是线性电源的l／4，相应的体积大概是线性电源的1／3。因此，开关电源代替线性电源是大势所趋。
开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。
开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作模式多用于开关稳压电源。另外，开关电源输出电压也有三种工作方式：直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。同样，前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源，或DC/DC电压变换；后两种工作方式多用于开关稳压电源。
一般来说，凡用半导体功率器件作为开关，将一种电源形式转换成另一种电源形式的主电路都叫做开关变换电路。转换时采用自动控制的闭环电路来稳定输出并有各种保护环节的称为开关电源(Switch Power Supply)。DC／DC转换器发展至今，已出现了许多类型。从开关种类来分，有硬开关和软开关；从工作方式分，有PWM(脉冲宽度调制)和PFM(脉冲频率调制)两类(现在占主要地位的是PWM型转换器，所以本文也主要讨论此类转换器；从拓扑结构分，有隔离和非隔离两大类，非隔离转换器主要有Buck(降压型)、Boost(升压型)、Buck-Boost、Cuk转换器、罗氏转换器等，而隔离转换器则有正向隔离转换器、逆向隔离转换器、推挽隔离转换器等。
直流稳压电源最基本的应用遍布于我们的生活中。笔记本电脑、MP3以及很多数码产品的电源充电器都属于稳压电源，大部分电子产品的外置电源也是稳压电源。业余电台爱好者必备的、为家中固定电台供电的13.8V电源更是典型的稳压电压。直流稳压电源为我们使用电台提供了一个稳定的低压直流源。
直流稳压电源的意义在于可以替代电池提供稳定、可控的直流电源，其输出的电压稳定程度要优于普通电池。稳压电源输出电压易于控制，可满足各种应用的需要。通常，用于实验和维修的稳压电源都安装有电压和电流表指示装置，以实时监控电源输出状态，使用起来比临时用万用表测量供电电压和电流方便实用得多。不少多功能的稳压电源还具备恒流源功能、电压跟踪功能、可调过流保护功能等，进一步扩展了稳压电源的应用。
调制方式一般是说对开关管的控制方式，通常用的有PWM、PFM、PSM两种。
PWM是脉冲宽度调制，这种方式是对开关管的Ton时间进行调制。具体来说是反馈电阻对输出电压进行采样，将采样记过Vfb与内部基准源Vref比较判断，当Vfb>Vref，超过基准源，则减小Ton；若Vfb<Vref，则增大Ton。
Key words:Switch power supply,Double loop control,Current mode feedback control PWM, Multisim
1 电源设计的拟定
1.1
一般情况下，电源要经过转换才能合乎电子系统使用的需要，如AC／DC转换器。多年来在AC／DC转换器中线性电源被广泛使用，其中的一个原因是由于它的电路简单，用到的元件少，价格便宜。电路通常由变压器、桥堆和电容组成。变压器把220V的交流电压降到合适的电压，经过四个二极管组成的桥堆得到初步的直流电源，再经过电容滤波，就是一个简单的线性电源了。
1.1.1
自六十年代起，第一台开关电源问世以来，开关电源在世界各国迅速发展，直流稳压电源也顺势而生，但在初期价格较高，直到八十年代，随着元件工艺的成熟，直流稳压电源的价格也日益下降，应用也变的日益广泛。近几年随着科技的发展，直流稳压电源的工作频率有原来的几十千赫发展到现在的几百千赫，甚至更高。现在智能化的直流稳压电源也被广泛应用于生产领域，对此的研究开始向高频方面发展。以美国为首的几个发达国家在这方面的研究已经转向高频下电源的拓扑理论、工作原理、建模分析方法和高频大功率开关器件，高性能集成控制器和功率模块的开发研制方面发展。我国在此方面的起步较晚，1973年才开始这方面的研究工作，现在主要在小功率单端变换器方面发展较为迅速。在功率半导体器件及控制集成化方面，与国外同类产品有这很大的差距。因此，直流稳压电源的研制及应用在此方面与之也从在很大的差距。近年来，随着微机，中小型计算机的普及和航空航天数据通信，交通邮电等事业的讯速发展，以及为了各种自动化仪器、仪表和设备配套的需要，当代对电源的需要不仅日益增大，而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/断、远距离操作和信息保护等功能提出了更高的要求。对于这些要求，传统的线性稳压电源无法实现，和线性稳压电源相比，稳压电源具有以下的一些优越性:(1)效率高(2)稳压范围宽(3)体积小重量轻(4)安全可靠
PSM是跨周期调制Pulse Skip Modulation，在轻载情况下，系统触发器会隔一段时间，忽略一些触发信号，形成一种跳跃模式，最终的目的也是减少无必要的开关周期，提高效率。本次设计采用PWM调制。
Boost变换电路，它是一种升压型DC-DC变换器，其输出电压平均值 要大于输入电压E，主要用于开关稳压电源、直流电机能量回馈制动中。同样根据功率开关器件VT的开关频率、储能电感L、滤波电容C的数值，电感电流 或负载电流 可能连续或断续，此时变换器的特性不同，需分开讨论。
线性电源的主要问题在于：输出精度低、效率低、散热问题大以及很难在一个通用的输入电压范围内工作。但最大的缺陷还是在体积和重量上。前面提到通过调整器可以使输出精度增加，但这更增加功率消耗，并使效率更低线性电源要达到50％的效率就不容易了，而这些消耗掉的无用功还带来散热问题。如果使线性电源在一个通用输入电压范围内(85V～265V AC)工作，会导致线性电源的效率更低。而单一输入电压值的线性电源会给生产厂家带来不少麻烦，因为他们不得不准备很多规格的电源。
PFM是脉冲频率调制，这种模式在为了提高在轻载或者空载情况下电源的效率。在轻载或者空载时候，负载需要的电流非常小，反馈电压还没有低于Vref，开关管还不需要导通，但是PWM内部是固定的时钟频率触发器，在一个周期内总会有一次开关。这个开关会产生损耗，而实际上是毫无必要的。而在PFM模式下，当负载低于一定条件，系统直接降低固定时钟的工作频率，从而减少开关损耗，提高效率。
为简化Boost变换器的电路设计，应用Multisim对Boost变换器进行建模，并对全部工作过程进行仿真和分析。根据电路测试显示，电路性能能够很好地满足输出电压的设计要求，并达到了最终升压的目的，从而表明仿真结果正确。
关键词：开关电源，双闭环控制，电流模式控制PWM反馈，Multisim
ABSTRACT
Switching power supply is the use of modern electronic technology, the control switch turn-on and turn-off time ratio, maintaining the stability of the output voltage of a power supply, switching power supply is usually consists of pulse width modulation ( PWM ) control of IC and MOSFET.