直流稳压电源电路仿真
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PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析
基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析现代生活中电源的应用十分广泛，大部分的电子、电气设备，都必须有电源给其提供能量，它才能工作。
因此电源是所有电子设备必不可少的组成部分，电源的产生，使电子轻工业，特别是电子计算机、家用电器、实验仪器仪表等现代社会生活中必不可少的组成部分得到了快速发展，并促进了人类生活方式的变革。
本文将简要设计并分析一种线性直流稳压电源的设计原理、工作原理及参数计算仿真结果，并给出其技术指标。
一、直流稳压电源设计要求1.输出电压V o=6~12V连续可调2.纹波电压﹤=10mV一、概述本题所设计的直流稳压电源根据其技术指标设定，该电源可用作实验用电压源或生活中的充电及收音机、录音机的电源；该电源制作成本低，效果好稳定性高，且带有安全保护装置。
缺点就是体积较大、笨重，不便于携带。
但从总的方面来说，利大于弊，我们把它用在该用的地方，就能发挥它应有的作用，更好的为我们服务。
随着电子计算机技术的发展，计算机辅助设计已经逐渐进入电子设计的领域。
模拟电路中的电路分析、数字电路中的逻辑模拟，甚至是印制电路板、集成电路版图等等都开始采用计算机辅助工具来加快设计效率，提高设计成功率。
而大规模集成电路的发展，使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求，所以采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行。
同时，微机以及适合于微机系统的电子设计自动化软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计的速度和质量的不可缺少的重要工具。
在电路设计工作方面，最初使用的是Protel公司DOS版本的Tango软件，在当时这一软件被看作是多么的先进，因为在这以前没有人能像电脑那样快速、准确的画出电路图，制出电路板。
如今，随着Windows95/98及NT操作系统的出现，一些更方便、快捷的电路设计软件应运而生。
如：Tango、Protel、OrCAD、PSpice、Electronics Workbench、VeriBest、PAD2000等。
基于Multisim的升压直流稳压电源的仿真
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。
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。
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
电路(EDA)实训 直流稳压电源
新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：电工电子实习（EDA）学院：专业、班级：指导教师：报告人：学号：时间：绪论软件介绍Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了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。
工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
EDA的应用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。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。
美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。
而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。
直流稳压电源电路仿真
直流稳压电源电路仿真一、实验的目的1掌握电源电路的仿真设计与分析方法。
2掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。
3 掌握串联型晶体管稳压电路指标测试方法二、实验的原理本设计的电源电路是各种电子设备必不可少的组成部分。
直流稳压电源通常是由交流电压转变而成的。
将交流电压转变成稳定的直流电压，需要经过变压、整流、滤波、稳压四个过程。
如图3.8-1 所示。
图3.8-1直流稳压电源原理框图电源变压器：将同频率的交流电压变换为需要的电压。
整流电路：利用二极管的单向导电特性，将交流电压变换为单向脉动直流电压。
滤波电路：利用电容或电感的储能特性，减小整流电压的脉动程度。
稳压电路：在电源电压波动或负载变化时，保持直流输出电压稳定。
图3.8-2为串联型直流稳压电源电路。
它除了变压、整流、滤波外，稳压器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Vo变化时，取样电路将输出电压Vo的一部分馈送回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V o的变化，从而维持输出电压基本不变。
3.8-2串联型直流稳压电源电路三、虚拟实验仪器及器材双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、晶体三极管2N2222A、晶体二极四、实验内容与步骤1．整流滤波电路测试如下所示，输入电路。
连接实验电路。
取可调工频电源电压为15.7V，作为整流电路输入电压u2。
图3.8-3 整流滤波测试电路u，并用示波器观察（1）取R L＝240Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压U L及纹波电压Lu2和u L波形，记入表3.7-1。
u2＝15.7V（2）取RL＝240Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表3.7-1。
（3）取RL＝120Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表3.7-1。
表3.7-12．稳压电路参数测试（1）画出稳压电路的电路图，如下图3.8-4所示。
基于Multisim的5V直流电源仿真及现象分析
基于Multisim 的5V 直流电源仿真及现象分析摘要：5V 直流稳压电源是最为常见的直流电源类型，而对于初学者，在实际制作过程中，一旦电路出现故障，通常无法快速找出问题所在。
因此，电路设计前利用Multisim 软件进行电路现象仿真，对于实验中快速判断故障源，解决电路问题具有重要意义。
关键词：直流电源；Multisim ；仿真；故障中图分类号：TP391文献标识码：A 文章编号：2095-0439（2019）03-0142-03（安徽医学高等专科学校医学技术系安徽合肥230001）直流电源是电子产品设计中必备的供电模块。
在实验室环境下，最常用的方法是利用变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路进行的直流电源的设计。
本电路虽然简单，但是对于初学模拟电路课程的学生来说，在实际电路设计及故障排查方面，还是会出现各种各样的问题。
如果借助Multisim 进行电路现象仿真，总结仿真现象及数据值，将对学生在电源电路设计及制作上起到重要的指导作用，避免不必要的实验时间消耗，且便于帮助学生排查故障，顺利完成实验设计[1]。
一、实验原理直流电源模块总的来说包括整流电路、滤波电路和稳压电路三个部分[2]。
整流电路通常采用单相桥式整流电路，如图1所示，输入电压为日常用电220V ，变压器变比约为25，变压器二次侧电压9V 左右，经桥式整流电路整流二极管D1、D4和D2、D3的分别导通，使电阻上获得均为正向流动的电流，将交流电变为直流电，R1开路情况下电压理论值约为8.1V 。
由于整流电路输出电压脉动较大，因此需要后续滤波电路进行滤波。
对于小功率场合，滤波电路通常为滤波电容，通过电容的充放电，达到降低整流输出电压脉动的目的。
电容通常选择容值较大的低频电解电容，以期获得较为平滑的电压曲线。
为得到平滑的负载电压，通常选择C ≥(3~5)T/(2R L )[3]。
若电阻R L 为50Ω，取C ≥5T/(2R L )，则工频情况下C ≥1000μF ，此处取C =1000μF 。
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MATLAB的可调直流稳压电源设计与仿真研究
基于MATLAB的可调直流稳压电源设计与仿真研究周碧英【摘要】DC power supply is widely used in various electronic devices,and the performance of power directly determines device operating state. For typical Buck chopper voltage adjust problem ,closed-loop PI control is designed to enhance its robustness. DC chopper power system simulation model is established in MATLAB/Simulink platform ,the rationality of design parameters is tested and analyzed by experiment. The system output performance is tested ,the results show that the system can achieve a stable voltage continuously adjusted,with a high output voltage accuracy,high efficiency advantages,providing a reference for small DC power supply designs.%直流稳压电源被广泛应用于各种电子设备中,而电源的性能直接决定了相关设备的运行状态. 针对典型的降压斩波电路的电压调节问题,设计了闭环PI控制,以增强其鲁棒性. 在MATLAB/Simulink中对所提直流斩波电源系统建立了仿真模型,通过仿真实验测试分析了参数设计的合理性. 对系统进行了输出性能实际测试,结果表明该系统能够实现输出电压的稳定连续调节,具有输出电压精度高、效率高的优点,为小型直流稳压电源设计提供了参考.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2015(033)010【总页数】5页(P1762-1766)【关键词】直流;可调;电源;仿真【作者】周碧英【作者单位】渭南师范学院数学与信息科学学院,陕西渭南 714000【正文语种】中文【中图分类】TN102电源是各种电子设备的正常工作基础条件，其质量将直接决定整个电子器件工作的可靠性［1-2］.在目前的电子消费市场中，便携式电子产品的比重较大，此类产品要求电源体积小、重量轻、能够长时间使用.电源技术融合了电子、电气、系统集成和控制理论等多个学科［3-5］，随着电气设备性能的不断提高，对电源也提出了更高的要求.统计表明，在电子设备的各类故障中，由于电源问题造成的占据了相当大的比重.电源可分为交流电源和直流电源，电子设备大多采用独立直流电源［6-7］，如收音机、电视机、计算机等，其正常工作都需要稳定的直流电源支撑.包括通信和计算机领域都广泛应用了集成开关电源，DC/DC斩波电路已被广泛应用在电源电路中.电源的小型化已成为一个必然要求，如何获得高效率是电源技术研究的重要方向.针对某实验室的需求，稳压电源系统设计要求为：输入电压为24 V；输出电压在5～13 V内连续可调；电压调节精度误差小于3%.硬件主电路部分由Buck斩波电路组成，其是DC/DC变换电路的基本拓扑结构，可通过占空比控制来调节输出电压［8-10］. Buck电路主要有两种控制方法：脉冲宽度调制（PWM）和脉冲频率调制（PFM），由于PFM控制的工作频率随占空比不断变动，造成滤波电路设计困难，因此一般采用PWM控制.Buck斩波电路也称为降压变换电路，适用于输出电压小于输入电压的场合，图1为Buck电路原理图结构.图1中，Buck电路由直流电源、全控开关器件T、反向二极管D、LC滤波电路和负载R构成.当T导通时，D承受反向电压而关断，电感L和电容C组成一个低通滤波器，滤波器的功能是使直流分量可以通过，电容充放电的直流分量是引起电容纹波电压的主要因素，当电路处于稳态工作时，因为开关工作频率非常高，同时电容充、放电的时间也都非常短，一般情况下电容上电荷变化量会很小，由此引起的纹波必然很小.当T截止时，由于电感L上的电流连续，导致D导通，积累在电感上的能量释放，负载继续获得电压.为分析方便起见，通常假定开关管为理想器件，开关转换瞬时完成，电感L和电容C足够大，保证电路工作在电流连续工作状态.假占空比为d，那么根据上述两种工作状态，就可以通过状态空间平均法来得到Buck变换器的状态平均方程，其状态平均方程为下式：其中：u0为输出电压；iL为电感电流；L和C分别为滤波电感和滤波电容；R为负载电阻；d为占空比；ui为输入电压.基本状态平均方程组施加扰动后，它的瞬时值为：其中：分别为输入电压、占空比、电感电流和输出电压的扰动量.将瞬时值带入式（1）得：由式（3）可以得到扰动方程（4）：考虑ui一般较为稳定，所以仅分析的情况.由式（4）得：进行拉氏变换后可得开环Buck变换器的传递函数为式（6）：Buck变换器PI控制的设计思想是在开环Buck变换器的基础上，增设PI控制器，形成闭环控制Buck变换器，并以此达到控制输出电压的目的.图2为PI控制框图.其中，给定值为期望的输出电压，设计中取开环Buck电路的设计输入电压24 V，其他参数使用开环Buck电路的参数值，PI控制器的参数需要进行后续计算.在系统中加入PI控制器，可以减小系统的幅频特性，从而达到减小穿越频率的目的［11-14］.滞后网络传递函数中分母的惯性环节用PI控制器来代替，可以有效地提高系统的容错性能，能缓解PI零极点对系统稳定性的影响.设置PI控制器的传递函数为式（7）：其中：P为比例控制系数；I为积分控制系数.根据系统稳定性判定，取开关频率为4.5 kHz，这时系统稳定时的穿越频率取值范围为4～5 kHz，因此对应的PI参数整定为P=0.58，I=100.最终得到闭环系统的传递函数如式（8）：应用MATLAB工具建立Buck变换电路仿真模型，表1为系统主要仿真参数.设定输入电压为24 V，指定输出电压为10 V，对比开环控制和PI闭环控制的输出波形.图3为开环Buck变换器输出电压波形，图4为闭环PI Buck变换器输出电压波形.在图3中可以看出，输出电压在0.01 s时刻开始上升，经过振荡后在0.04 s时刻基本稳定在10 V，此后电压呈现一定的纹波.可以看出图4中输出电压在0.03 s时刻进入稳态，此后超调量很小，对应纹波小，输出特性均优于图3.根据开环Buck变换器传递函数可知，模型的穿越频率为6.36 kHz，设计中选择开关频率为20 kHz，开关频率约为穿越频率范围的4～5倍，显然穿越频率过大，需要通过PI控制来减小穿越频率，达到系统的控制要求.对比图3开环控制和图4闭环PI Buck变换器输出电压波形，可以明显看出，后者的稳定时间较短，输出纹波较小，达到了较好的控制效果.程序设计主要包括了A/D及D/A转换模块、误差处理模块和占空比调节模块等.为了提高精度，针对外接负载变化引起的输出电压偏移现象，通过偏移反馈予以消除.通过改变占空比来调整输出电压，满足误差小于0.03 V的条件，其程序流程如图5所示.通过软件来调节输出电压在很大程度上节约了系统硬件资源，可以达到很高的精度.为了验证设计的效果，对可调直流稳压电源进行负载（R=150 Ω）条件下的输出电压、功率和效率的测试，测试结果如表2所示.从表2中可以看出，可调直流稳压电源的输出电压理论值和实测值吻合较好，具有较高的转换效率，能够满足设计要求，且具有较好的稳压作用.在电压方面存在小幅偏差，是因为电压的变化通过取样电阻的电压获得，而电阻阻值大小会随温度的变化而相应会有所变化.在偏差效率方面，由于模型建立过程中假定采用理想器件忽略了器件损耗，在开关频率较高的时候损耗比较明显，可以进一步采用软开关技术来减少开关器件的开通关断损耗.线路可以使用双线并走，尽量选用高精度的测量电阻，使用尽可能的短导线，使布局更加合理简单.针对学校、科研院所和实验室电子设备的用电需求，设计了一种基于Buck斩波直流可调稳压电源.分析了Buck变换电路的工作原理及电路结构，建立了Buck变换电路的数学模型.为了改善电路的性能，在控制中提出了采用PI控制方法来增强电压调节的精度和稳定性.在Matlab/Simulink平台上建立了Buck变换电路PI控制模型，并对系统进行了仿真和实验测试.测试结果表明，所设计的直流可调稳压电源结构简单且易于实现，具有较高的调节精度和效率，解决了小型电子设备的直流用电需求.【相关文献】［1］周园，谭功全.数字可调式直流稳压电源设计［J］.电子设计工程，2013，21（11）：120-122.［2］周渊深.电力电子与MATLAB仿真［M］.北京：中国电力出版社，2005.［3］谢自美.电子线路设计、实验与测试［M］.武汉：华中科技大学出版社，2008.［4］黄毅良，屈国普，胡创业.数字可调式高压直流稳压电源的设计［J］.南华大学学报，2005，19（9）：63-66.［5］黄兆林，吴文彤，景晓军，等.精密数控直流电源设计［J］.工矿自动化，2011，8（8）：134-136.［6］仇志凌，杨恩星，孔洁，等.基于LCL滤波器的并联有源电力滤波器电流闭环控制方法［J］.中国电机工程学报，2009，29（18）：15-20.［7］李洁，王伟，钟彦儒.电力电子系统的PSIM+Matlab联合仿真方法［J］.电力电子技术，2010，44（5）：86-88.［8］王增福，魏永明.新编线性直流稳压电源［M］.北京：电子工业出版社，2004.［9］阮林波.基于计算机控制的多路直流高压电源设计［J］.高电压技术，2003，29（2）：19-20.［10］唐金元，王翠珍.0～24 V可调直流稳压电源电路的设计方法［J］.现代电子技术，2008，31（4）：12-14.［11］吴茂成，许宜申，顾济华，等.高精度数控可调直流稳压电源设计［J］.微型机与应用，2013，32（14）：28-31.［12］石莹，徐海峰.高精度数控稳压电源的设计方案分析［J］.煤矿机械，2013，34（9）：35-37.［13］郭焱，张加勤.一种高精度数控稳压电源的设计与实现［J］.化工自动化及仪表，2013，40（12）：1532-1536.［14］贺洪江，李宪红，阎舒静.一种高精度数控直流稳压电源的设计［J］.河北建筑科技学院学报：自然科学版，2000，17（1）：36-39.。
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由上图中测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化趋于缓和，但含有较多的交流分量，输出电压仍随输入电压的波动也上下波动。
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保护，防止集成块烧坏，电路图如下：T1V1220 Vrms50 Hz0°U1LM317AHVoutA DJVinD53N2591243C1470µF R210kΩKey=A79%C20.33µFR3240ΩXSC1A BExt 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，输出并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。
实验一直流电路仿真实验-基尔霍夫定律
基尔霍夫定律仿真验证一．实验目的1．利用Multisim仿真软件验证基尔霍夫定律（电流和电压定律）2．掌握选择元件和连线的方法3．掌握万用表和安培表的使用方法二．实验原理与说明1．基尔霍夫电流定律（KCL）在任一时刻，流出（或流入）集中参数电路中任一可以分割开的独立部分的端子电流的代数和恒等于零，即：ΣI=0 或ΣI入=ΣI出式（1-1）此时，若取流出节点的电流为正，则流入节点的电流为负。
它反映了电流的连续性。
说明了节点上各支路电流的约束关系，它与电路中元件的性质无关。
要验证基式电流定律，可选一电路节点，按图中的参考方向测定出各支路电流值，并约定流入或流出该节点的电流为正，将测得的各电流代入式（4-1），加以验证。
2．基尔霍夫电压定律（KVL）按约定的参考方向，在任一时刻，集中参数电路中任一回路上全部元件两端电压代数和恒等于零，即：ΣU=0 式（1-2）它说明了电路中各段电压的约束关系，它与电路中元件的性质无关。
式（1-2）中，通常规定凡支路或元件电压的参考方向与回路绕行方向一致者取正号，反之取负号。
3．电位与电位差在电路中，电位的参考点选择不同，各节点的电位也相应改变，但任意两节点间的电位差不变，即任意两点间电压与参考点电位的选择无关。
三．实验内容和步骤1．在仿真软件中搭建如下电路，测试结果填入表格中，并贴出仿真电路图。
图1-2 验证基尔霍夫定律实验线路2．基尔霍夫电流定律（KCL）的验证（1）按图1-2在仿真软件中搭建电路，Us1、Us2用直流稳压电源提供。
（2）用万用表依次测出电流I1、I2、I3，（以节点b为例），数据记入表1-1内。
（3）根据KCL定律式（1-1）计算ΣI，将结果填入表1-1，验证KCL。
表1-1 验证KCL实验数据I1(mA)I2(mA)I3（mA）ΣI633．基尔霍夫电压定律（KVL）的验证（1）按图1-2接线，U S1、U S2用直流稳压电源。
（2）用万用表的电压档，依次测出回路1（绕行方向：beab）和回路2（绕行方向：bcdeb）中各支路电压值，数据记入表1-2内。
电源仿真实验报告.
电子技术软件仿真报告组长：组员：电源（一）流稳压电源（Ⅰ）—串联型晶体管稳压电源1.实验目的（1）研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。
（2）掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。
2.实验原理电子设备一般都需要直流电源供电。
除少数直接利用干电池和直流发电机提供直流电外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图7.18.1所示。
电网供给的交流电源Ui（220V,5OHz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2；然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3；再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压Ui。
但这样的直流输出电压还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。
在对直流供电要求较高的场合，还需要用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。
图7.18.2所示为分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。
其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。
稳压部分为串联型稳压电路它由调整元件（晶体管V1）、比较放大器（V2，R7）、取样电路（R1，R2，RP）、基准电压（V2，R3）和过流保护电路（V3及电阻R4，R5，R6）等组成。
整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统。
其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经V2放大后送至调整管V1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。
当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏坏，所以需要对调整管加以保护。
在图7.18.2所示的电路中，晶体管V3，R4，R5及R6组成减流型保护电路，此电路设计成在Iop=1.2Io时开始起保护作用，此时输出电路减小，输出电压降低。
基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析
基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析现代生活中电源的应用十分广泛，大部分的电子、电气设备，都必须有电源给其提供能量，它才能工作。
因此电源是所有电子设备必不可少的组成部分，电源的产生，使电子轻工业，特别是电子计算机、家用电器、实验仪器仪表等现代社会生活中必不可少的组成部分得到了快速发展，并促进了人类生活方式的变革。
本文将简要设计并分析一种线性直流稳压电源的设计原理、工作原理及参数计算仿真结果，并给出其技术指标。
一、直流稳压电源设计要求1.输出电压V o=6~12V连续可调2.纹波电压﹤=10mV一、概述本题所设计的直流稳压电源根据其技术指标设定，该电源可用作实验用电压源或生活中的充电及收音机、录音机的电源；该电源制作成本低，效果好稳定性高，且带有安全保护装置。
缺点就是体积较大、笨重，不便于携带。
但从总的方面来说，利大于弊，我们把它用在该用的地方，就能发挥它应有的作用，更好的为我们服务。
随着电子计算机技术的发展，计算机辅助设计已经逐渐进入电子设计的领域。
模拟电路中的电路分析、数字电路中的逻辑模拟，甚至是印制电路板、集成电路版图等等都开始采用计算机辅助工具来加快设计效率，提高设计成功率。
而大规模集成电路的发展，使得原始的设计方法无论是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求，所以采用计算机辅助设计来完成电路的设计已经势在必行。
同时，微机以及适合于微机系统的电子设计自动化软件的迅速发展使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计的速度和质量的不可缺少的重要工具。
在电路设计工作方面，最初使用的是Protel公司DOS版本的Tango软件，在当时这一软件被看作是多么的先进，因为在这以前没有人能像电脑那样快速、准确的画出电路图，制出电路板。
如今，随着Windows95/98及NT操作系统的出现，一些更方便、快捷的电路设计软件应运而生。
如：Tango、Protel、OrCAD、PSpice、Electronics Workbench、VeriBest、PAD2000等。
可调直流稳压源课程设计报告原理图及仿真
湖南工学院模拟电子技术课程设计说明说直流稳压源系、部：电气自动化与信息科学系学生姓名：胡玉明指导老师：专业：电气自动化班级：1001完成时间：2011-12-20一、摘要直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。
变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。
整流器把交流电变为直流电。
经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。
本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在3-9V可调。
关键词：直流；稳压；变压ABSTRACTDC power supply is generally composed of a transformer, a rectifying filter circuit and a voltage stabilizing circuit. Transformer to power AC voltage into a needed for low voltage AC. A rectifier converts the alternating current to direct current. Through the filter, regulator then unstable DC voltage into a stable DC voltage output. This design mainly adopts DC constitute the integrated voltage stabilizing circuit, through the transformer, rectifier, filter, regulator of 220V alternating current, change into the stable direct current, and realizes the voltage can be 3-9V adjustable.Key words: DC voltage; voltage目录一实验的目的 (4)二设计任务与要求 (4)1.1 设计一集成稳压电路要求 (4)1.2 通过设计集成直流稳压电源，要求掌握 (4)三实验原理及设计方案 (5)3.1直流稳压电源的基本原理 (5)3.2 设计方案 (6)四单元电路设计与参数计算 (7)4.1集成三端稳压器 (7)4.2选择电源变压器 (7)4.3选择整流电路中的二极管 (8)4.4滤波电路中滤波电容的选择 (8)五总原理图及元器件清单 (9)5.1总原理图（简要说明工作原理） (9)5.2 PCB图 (9)5.3元件清单 (10)六安装与调试（加仿真） (10)6.1安装与调试（加仿真） (10)七性能测试与分析 (12)7.1.输出电压与最大输出电流的测试 (12)7.2波纹电压的测试 (13)7.3稳压系数的测量 (14)八结论与心得 (15)参考文献…………………………………………………….致谢…………………………………………………………….一、设计目的1.1学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。
直流稳压电源电路的设计实验报告
直流稳压电源电路的设计实验报告一、实验目的1、了解直流稳压电源的工作原理。
2、设计直流稳压电路，要求输入电压：220V市电，50Hz，用单变压器设计并制作能够输出一组固定+15V输出直流电压和一组+~+12V连续可调的直流稳压电源电路，两组输出电流分别I O≥500mA。
3、了解掌握Proteus软件的基本操作与应用。
二、实验线路及原理1、实验原理（1）直流稳压电源直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电的装置，它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。
一般由电源变压器、整流滤波电路及稳压电路所组成，基本框图如下：图2-1 直流稳压电源的原理框图和波形变换其中：1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，变压器副边与原边的功率比为P2/P1=n，式中n是变压器的效率。
2）整流电路：利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电。
3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。
滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压U1。
4）稳压电路：其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。
稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。
（2）整流电路常采用二极管单相全波整流电路，电路如图2-2所示。
在u2的正半周内，二极管D1、D2导通，D3、D4截止；u2的负半周内，D3、D4导通，D1、D2截止。
正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL，且方向是一致的。
电路的输出波形如图2-3所示。
t整流二极管采用1N4007，具有正向导通电压降低，导通电流高，泄露电流低，过载电流高，成本低等优点，其基本参数如下图所示，有黑色线圈一端表示负极。
5v简易直流稳压电源仿真设计
关键词：电源；稳压；整流；滤波
Abstract
Power as energy supply part of electrical, electronic equipment is essential, the demand is increasing, and each index function, stability of power demand higher.Research and development of power supply has become an important link in the development of new technology, new equipment, it plays an important role in promoting the development of science and technology. First, the input 220V, 50Hz alternating current through a voltage transformer device requires reduced 25V, then full bridge rectifier circuit for rectifying and smoothing processing and the ripple, the output DC voltage of a three-terminal voltage regulator circuit to obtain a stable DC voltage.through the relevant knowledge can calculate the parameters of each device in the circuit, the circuit performance meet the design requirements of the voltage, current and other parameters. Simulation of the designed circuit by using Proteus simulation software, make the design meet the requirements.
直流可调稳压电源的设计与Proteus仿真应用
直流可调稳压电源的设计与Proteus仿真应用摘要：本文研究了直流可调稳压电源的设计及基于Protues的仿真。
主要介绍了稳压电源的硬件电路、参数设定、Proteus软件仿真等方面内容。
0引言直流稳压电源的作用是通过把50Hz的交流电变压、整流、滤波和稳压从而使电路变成恒定的直流电压，供给负载。
设计出的直流稳压电源应不以电网电压的波动和负载的变换而改变。
直流稳压电源的种类有很多，常用的是串联型直流稳压电源，而由于集成技术的发展，集成稳压器件方便而可靠，逐渐代替了串联型直流稳压电源中的调整管及相关电路。
主要的集成稳压器件有：固定式稳压器件W78XX和W79XX;可调式稳压器件W117、W217和W317。
W78XX稳压器件用来稳定正电压，而W79XX稳压器件用来稳定负电压。
它们的输出电压各有7个等级，W78XX输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V.如W7805输出+5V直流电压，W7809输出+9V直流电压。
输出电流有三个等级，分别为1.5A、0.5A（M）和0.1A（L）.如W7805最大输出电流为1.5A,W78M05最大输出电流为0.5A,W78L05最大输出电流为0.1A。
可调式稳压器件LM117/LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。
LM117/LM317的输出电压范围是1.25-37V,负载电流最大为1.5A.它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。
此外，它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。
LM117/LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。
调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高得多的纹波抑制比。
1Proteus软件。
Proteus软件是由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。
Proteus软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，它的强大的元件库可以和任何电路设计软件相媲美。
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直流稳压电源电路仿真
一、实验的目的
1掌握电源电路的仿真设计与分析方法。
2掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。
3 掌握串联型晶体管稳压电路指标测试方法
二、实验的原理
本设计的电源电路是各种电子设备必不可少的组成部分。
直流稳压电源通常是由交流电压转变而成的。
将交流电压转变成稳定的直流电压，需要经过变压、整流、滤波、稳压四个过程。
如图所示。
图直流稳压电源原理框图
电源变压器：将同频率的交流电压变换为需要的电压。
整流电路：利用二极管的单向导电特性，将交流电压变换为单向脉动直流电压。
滤波电路：利用电容或电感的储能特性，减小整流电压的脉动程度。
稳压电路：在电源电压波动或负载变化时，保持直流输出电压稳定。
图为串联型直流稳压电源电路。
它除了变压、整流、滤波外，稳压器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Vo变化时，取样电路将输出电压Vo的一部分馈送回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V o的变化，从而维持输出电压基本不变。
串联型直流稳压电源电路
三、虚拟实验仪器及器材
双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、晶体三极管2N2222A、晶体二极四、实验内容与步骤
1．整流滤波电路测试
如下所示，输入电路。
连接实验电路。
取可调工频电源电压为，作为整流电路输入电压u2。
V1
220 Vrms 60 Hz 0°
D1
1N4001GP
D2
1N4001GP
D3
1N4001GP
D4
1N4001GP
T1
14
C1
470uF
XMM1
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_+_
2
3
1
4
R1
120Ω
图整流滤波测试电路
（1）取R L＝240Ω，不加滤波电容，测量直流输出电压U L及纹波电压
L
u，并用示波器观察u2和u L波形，记入表。
u2＝
（2）取RL＝240Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表。
（3）取RL＝120Ω，C＝470μf ，重复内容(1)的要求，记入表。
表
电路形式
U L
（V）
L
u
（V）
u L波形
R L=240
Ω
R L=240
Ω
C=47O μf
R L=120
Ω
C=470μ
f
2．稳压电路参数测试
（1）画出稳压电路的电路图，如下图所示。
V1
140 Vrms 60 Hz 0°T1
10
D1
1N4007GP
D2
1N4007GP
D3
1N4007GP
D4
1N4007GP
2
1
3
R1
400 ¦¸
D5
1N749A
15%
R2
Key = A
1k¦¸
C1
220uF
C2
10uF
C3
0.33uF
Q1
2N2222A R3
30 Ω
XMM1
4
R4
1.5kΩ
R5
620 Ω
R6
2.7kΩ
R7
510 Ω
R8
510 Ω
R9
150 Ω
8
9
Q2
2N2222A
Q3
2N2222A
XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_+_
XMM2
6
14
7
13
11
12
10
图稳压电路参数测试
（2）测量输出电压可调范围
接入负载，并调节R90，使输出电压U0＝9V。
若不满足要求，可适当调整R1、R2之值。
（3）测量各级静态工作点
调节输出电压U0＝9V，输出电流I0＝100mA ，测量各级静态工作点，记入表。
表U2＝14V U0＝9V I0＝100mA
Q1 Q2 Q3
U B（V）
U C（V）
U E（V）
（4）测量稳压系数S
取I 0＝100mA ，按表改变整流电路输入电压U 2（模拟电网电压波动），分别测出相应的稳压器输入电压U I 及输出直流电压Uo ，记入下表。
（5）测量输出电阻R 0
调节R90，使输出电流I 02＝100mA=，假设测得输出电压U 01=9V ，断开负载，即输出电流I 02
＝0mA ，测得输出电压U 02=。
Ω==-=∆∆=
97.01
.0097
.01.09097.9O O O I U R 五、实验分析
1．整流滤波电路的输出电压与滤波电容和负载电阻的乘积τ（即放电时间常数τ=RC ）有关，τ越大整流滤波的输出电压越大，同时，τ越大纹波电压越小。
2．根据稳压系数的定义I
I
O O
U U U U S ∆∆=
，求得：
028.06.19)
3.176.19(99.8)96.899.8(1=--=
S ；0579.06
.19)
6.198.22(99.8)99.8075.9(2
=--=
S
根据计算稳压电路的稳压系数S 与电网输入电压有关，电网电压越高稳压系数越大。
3．根据以上实验数据，如果输出纹波过大，可能的原因是二极管开路或滤波电容开路。
如果滤波电路工作正常，而没有输出电压，可能的原因是可调电阻R90开路或三极管有一个断路。