直流稳压电源的设计仿真实验
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直流稳压电源的设计仿真实验
(一)计算机仿真部分
1、半波整流电路
(1)从元件库中调出图4.2-10 所示的所有元件(注意器件参数),并连接好电路。(2)函数发生器设置为50Hz,220V(本实验均采用此参数)。启动仿真按钮,用交流电压表测量变压器次级电压,并记录幅值。将示波器接于变压器次级输出端,观察并记录整流后的波形。
2.全波整流电路
(1)从元件库中调出图4.2-12 所示的所有元件(注意器件参数),并连接好电路图。(2)重复半波整流(2)中的内容。
3.桥式整流电路
(1)从元件库中调出图4.2-14 所示的所有器件(注意器件参数),并连接好电路图。(2)重复半波整流(2)中的内容。
4.全波整流滤波电路
(1)从元件库中调出图4.2-16 所示的所有元器件(注意元件参数),并连接好电路图。(2)在电容值取10μF 时,设置好参数,启动仿真按钮,用交流电压表测量变压器次级的电压,记录幅值。用示波器接于变压器的次级及输出端,观察并记录整流前后的波形,并测量纹波电压的峰峰值。
(3)在电容值取100μF,1000μF 时,重复(2)中的内容。
(4)在电容值取100μF 时,将负载电阻的值分别取50Ω,100Ω,300Ω,重复(2)中的内容。
(5)比较RC 取值不同时,整流滤波的效果。说明二者之间的关系。
全波整流滤波输入输出波形图(电容:10μF,电阻:100Ω)
全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μF,电阻:100Ω)
全波整流滤波输入输出波形图(电容:1000μF,电阻:100Ω)
全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μF,电阻:50Ω)
全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μF,电阻:100Ω)
全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μF,电阻:300Ω)
在全波整流滤波电路中,电阻R 与电容C 的关系为:当电阻R 一定时,电容C 值居中时,电路的滤波效果最好;当电容C 一定时,电阻R 越大,电路的滤波效果越好。(二)设计电路
设计电路一:同时输出±12V 电压,Iomax = 0.8 A(性能指标:ΔVop-p ≤5mV,SU ≤5×10-3)。
ΔVop-p 的测量电路图、波形及测量值
由上图可知ΔVop-p1=321.358+730.710pV=1.052nV≤5mV ,符合要求;|ΔVop-p2 |= |-683.060-382.540|pV=|-1.065|nV=1.065nV≤5mV,符合要求。所以这个稳压电源的ΔVop-p 符合性能指标要求。
稳压系数Su 的测量电路图
VO1 和VO1 ’的测量值
VO 和VO’的测量值
VO2 和VO2’的测量值
VO1=12.41V,VO1’=12.551V,VO=12.41V,VO’=12.551V,VO2=12.41V,VO2’=12.551V。将数据带入公式SU= (4.2-9),计算得:Su1=0≤5×10-3,Su2=0≤5×10-3。所以这个稳压电源的Su 符合性能指标要求。综上可知:这个稳压电源可以正常工作,且各方面性能都符合性能指标的要求,这个稳压电源就是所要的稳压电源。
设计电路二:Vo = +3V ~ +9V 连续可调,Iomax = 0.8 A(性能指标:ΔVop-p ≤5mV,SU ≤5×10-3)
此稳压电源输出电压的测量电路图
此稳压电源的最小输出值和最大输出值
ΔVop-p 的测量电路图、波形及测量值
由上图可知ΔVop-p=28.935+23.092μV=52.027V≤5mV,符合要求。所以这个稳压电源的ΔVop-p 符合性能指标要求。
稳压系数Su 的测量电路图
VO1 的测量值
VO 的测量值
VO2 的测量值
由图可得VO1=9.025V ,VO=9.028V ,VO2=9.031V 。将数据带入公式(4.2-9 ),计算得:Su=220/(242-198)*(9.025-9.031)/9.028=0.0033≤5×10-3。所以这个稳压电源的Su 符合性能指标要求。
综上可得,最终电路
(一)
(二)
实验室操作:
CW7805系列
输出电压4.9V,纹波电压4.16mV
CW317系列
输出电压范围15.163-15.594V(有负载电阻R),17.653-18.622V(无负载电阻R)。
纹波电压1.92V