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］。
直流稳压电源(0-12v连续可调
2整体设计方案5
2.1设计思路5
2.2总体方案论证与选择5
3.2滤波电路模块10
5multisim的仿真与调试21
6总结26
7鸣谢26
9收获体会27
简易直流稳压电源
摘要：本文设计的是量程为 12V且在0~12V可调的直流稳压电源，其最大输出电流为500mA，并具有数字显示电压功能。并且利用A/D转化，将输出的连续电压信号变为离散的数字信号实现输出电压的控制。另外核心部分为：采用数字电路实现输出电压的控制，通过加减键实现加计数或减计数。同时通过计数器和译码-驱动器，最终将电压值显示到数码管组上。该稳压电源具有性能稳定.结构简单.电压、电流指标精度高.调节方便等优点·。
作为第一次课程设计，整个资料搜集与工作过程有待提高。第一步用一天时间重点温习模电课本中稳压电源部分，对直流稳压电压的原理，结构框图，变压、整流滤波、稳压三大部分有了初步了解。第二步结合任务书的基本要求，用两天时间查找搜集相关书籍与网络资料，在茫茫书海中找到核心资料，先确定总体方案为数控方式，再模块方案选择与论证，确立变压、单相桥式整流电容滤波、两路稳压输出、数控与数显的设计结构。画出整个电路草图。第三步，学习multisim软件的电路原理图画法与电路仿真。在该软件的学习与使用的过程中遇到一些大大小小的问题。比如安装程序，熟悉各种工具的使用，元器件的查找，仿真起初难以出结果等等。原理图和仿真完成后，第三步则撰写报告。整个课程设计过程，不仅使我们更扎实的学习电子技术课程、学会仿真软件multisin；而且将理论知识与实践相结合，一定程度的锻炼了我们的动手和电子设计能力，资料搜集能力，也达到了一种将知识活学活用的目的。
4.过载短路保护电路:串联调整型的稳压电源,调整管和负载是串联的,当负载电流过大或短路时,大的负载电流或短路电流全部流过调整管,此时负载端的压降小,几乎全部整流电压加在调整管的c极和e极之间,因此在过载或短路时,调整管Vce.Ie和允许功耗超过正常值,调整管在此情况下会很快烧坏,所以在过载或短路时应对调整管采取保护,保护电路设计时应保证当负载电流在额定值内,保护电路对电源不起作用,但过载或短路时,保护电路控制调整管使其截止,输出电流为零,对负载和电源均起保护作用.
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。
(完整版)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+1.2V~+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。
直流稳压电源实验报告记录(终)
直流稳压电源实验报告记录(终)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：南昌大学实验报告学生姓名：王晟尧学号：6102215054 专业班级：通信152班实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：直流稳压电源设计一、设计任务设计一直流稳压电源并进行仿真。
二、设计要求基本性能指标：(A1)输出直流电压＋5V，负载电流200mA。
(B1) +3V~ +9V，连续可调；(B2) I Omax=200mA；(B3) 稳压系数S r≤5×10-3；(B4) △U O≤5mV。
扩展性能指标：扩展直流稳压电源的输出电流使10mA≤I O≤1.5A。
三、设计方案直流稳压电源设计框图和直流稳压电源基本电路分别如图1和图2所示：图1 直流稳压电源框图图2 直流稳压电源基本电路主要原理是：电源变压器将交流电网220V 的电压降压为所需的交流电压，然后通过整流电路将交流电压变成单极性电压，再通过滤波电路加以滤除，得到平滑的直流电压。
但这样的电压还随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。
稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。
一般情况下，选用降压的电源变压器。
整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路和全波整流电路，一般情况下多用桥式整流电路，桥式整流输出脉动电压平均值为：22220112220902O o U u t d t U td t U U |()|sin .ππωωωπππ===≈⎰⎰通过每只二极管的平均电流为：20452O O L LU U I R R .=≈ 每只二极管承受的最大反向电压为：22RM U U =滤波电路亦可分为电容滤波、电感滤波、Π型滤波等多种滤波电路，而在小功率电源电路设计中多用电容滤波电路。
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。
0～12V可调直流稳压电源设计
0～12V可调直流稳压电源电路图适合电子爱好者制作的从0V起调的稳压电源的电路如图所示。
0～12V可调直流稳压电源电路电路工作原理：由电阻R4、R5组成的采样电路将输出电压Vo的一部分送入运算放大器IC1的反相端，它与由稳压管VZ3、电阻R2和电位器RP组成的基准电压（晶体管V1、稳压管VZ1、电阻R0、R1组成的恒流源为稳压管VZ3提供稳定的电流）相比较，将比较结果送至输出端，从而控制晶体管V3的导通电压。
如果电位偏低，使Vo减小，采样电路亦使晶体管V3的c-e结电压减小，从而使Vo升高，反之亦然。
如此起到了稳定输出电压的作用。
晶体管V4和电阻R7组成过电流保护电路。
当输出电流超过额定电流（本电源为1A）时，V4导通，使晶体管V2和V3截止，输出端无电压输出，防止了电源损坏。
当输出电压小于6V，电流较大且输入电压又很高时，晶体管V3极间压差较大，会引起V3调整管功耗过大，为此本电源特别设置了电压自动转换电路，它由运算放大器IC2与电阻R8、稳压管VZ4及继电器K等组成。
稳压管VZ4与电阻R8组成IC2运算放大器的基准电压，当输出电压低于6V时，IC2输出低电平，继电器K不吸合，触点K1-1、K1-2分别接至变压器8V绕组和6V绕组稳压管；当输出电压高于6V时，IC2输出高电平，K1吸合，K1-1、K1-2分别接至变压器16V绕组和12V稳压管上。
由上可知，在输出电压低时，输人电压也低；输出电压高时，输人电压也高，从而减小V3的功耗。
电阻R9和电容C4组成继电器节能电路，可减小C2的功耗。
元器件选择：电路中变压器T选用二次带中心抽头的16V、功率为20OW的变压器。
运算放大器选用LM324单源四运算放大器。
稳压管VZ1选用4V左右的，VZ2选甲8V，VZ3a和VZ3b分别选用6V和12V的，要求稳压值准确，VZ4选用5.5～5.8V的稳压管。
晶体管V1要求β大于150，V3选用大功率NPN晶体管，型号不限，制作中要加足够的散热片。
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.。
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。
正负15伏直流稳压电源
1 总体方案1.1 稳压电源的设计方案1）根据稳压电源的输出电压Uo 、最大输出电流Iomax ，确定稳压器的型号及电路形式。
2）根据稳压器的输入电压I U ，确定电源变压器副边电压的有效值2U ；根据稳压电源的最大输出电流I0max ，确定流过电源变压器副边的电流2I 和电源变压器副边的功率2P ；根据2P ，查出变压器的效率 ，从而确定电源变压器原边的功率1P 。
然后根据所确定的参数，选择电源变压器。
3）确定整流二极管的正向平均电流D I 、整流二极管的最大反向电压RM U 和滤波电容的电容值和耐压值。
根据所确定的参数，选择整流二极管和滤波电容1.2 原理框图稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成。
如图1所示。
+ + + + + u1 电 源 u2 整 流 u3 滤 波 u1 稳 压 U o -- 变压器 _ - 电 路 _ - 电 路 _ - 电 路 _-（a ）稳压电源的组成框图（b ）整流与稳压过程图1稳压电源的组成框图及整流与稳压过程2 设计原理分析2.1 电源变压器2.1.1 电源变压器图电路设计图2.1.1变压器电路 图2.1.2变压器波形图电源变压器的作用是将来自电网的220V 交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。
电源变压器的效率为：12P P =η其中：P2 是变压器副边功率，P1 是变压器原边功率。
因此，当算出了副边功率P2后，就可以根据上表算出原边功率P1。
2.1.2 电源变压器参数计算集成稳压器的输入电压虽然受到最大输入电压的限制，但为了使稳压器工作在最佳状态及获得理想的稳压指标，该输入电压也有最小值的要求。
输入电压UI 的确定，应考虑如下因素：稳压器输出电压Uo ；稳压器输入和输出之间的最小压差(Ui －Uo)min ；稳压器输入电压的纹波电压URIP ，取Uo 、(Ui －Uo)min 之和的15%；电网电压的波动引起的输入电压的变化I U ∆，取UO 、(UI －UO)min 、URIP 之和的15%。
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。
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.
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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
L
u2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3.7-1
2．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。
图3.8-4 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U 0＝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U 0＝9V ，输出电流I 0＝100mA
， 测量各级静态工作点，记入表3.7-2。
表3.7-2 U 2＝14V U 0＝9V I 0＝100mA
（4）测量稳压系数S
取I 0＝100mA ，按表3.7-3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=0.1A ，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=9.097V 。
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。