基于multism的串联型直流稳压电源设计与仿真

课程设计报告

题 目：基于Multisim的串联直流稳压 电源设计与仿真

学生姓名： 学生学号：

系 别： 电气信息工程 专 业： 电子信息工程 届 别： 指导教师：

电气信息工程学院制

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

串联型直流稳压电源的设计与仿真

学生： 指导教师：

1课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务

设计一个串联型的直流稳压电源，经过电路，转变为稳定的电压，对电路进行设计与仿真。

（1）了解带有放大环节串联型稳压 电路的组成和工作原理。； （2）认识放大环节串联型稳压电路的电路图 （3）仿真电路并选取元件 （4）安装调试稳压电路

（5）用仪器表进行仿真相关参数 1.2 课程设计的要求

设计一个最大负载电流100mA左右，输出电压在6~15V可调的串联型直流稳压电源，将市电(220V/50HZ的交流电)经电源变压器，整流电路，滤波电路，稳压电路后转变为6~15V的直流稳定电压。

1.3 课程设计的研究基础 单桥式整流电路，（其任务是将交流电转换为直流电，完成这个任务靠二极管的单向导电作用，因此，二极管是构成整流电路的关键元件）

滤波电路，用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或在整流电路输出端与负载间串联电感器L，以及由电容，电感组合而成的各种复式滤波电路。

稳压电路。稳压电源的技术指标分两种：一种特性指标，另一种是质量指标。

2.直流稳压电源原理描述

电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，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。

第 1 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

图（1）直流稳压电源框图

图(4)具有放大环节的串联型稳压电路

第 2 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

图（5）串联型直流稳压电源电路图

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（1）所示。电网供给的交流电压U1(220V,50Hz) 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，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。

图（2）,（3），（4）串联起来就组成了具有放大环节的串联型稳压电源电路图，即图（5），其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为具有放大环节的串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管Q1，Q2组成的复合管）；比较放大器（集成运放A）；取样电路R2、R4、R3，基准电压DZ、R1 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，产生的误差信号经比较放大器放大后送至调整管的基极，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。

第 3 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

三：设计步骤及电路元件选择

设计过程采用模块化进行，先依次设计好各模块电路及仿真无误后，再将它们串联起来组成总的电路图； 电路元件选择： 1：Ui的确定 Ui=Uo+Uce,

因

为

Uomax=15V,Uce>Uces=1~2V,Ui=Uomax+Uces=17V;

2:调整管的选择

Ucemax=Ui-Uomin=17-6=11V,查表选择D42C3，为扩大输出电流范围，采用D42C8和D42C3构成的复合管; 3：稳压二极管Dz的选择

Uz小于等于Uomin=6V,所在选用ZPD5.1稳压管，参数为Uz=5.18V,Iz=1~10mA； 4：电阻R1的选择

UR1=Ui-Uz=17-5=12V,IR1取10mA, R1= UR1 / IR1=1.2k,R1取1k; 5: 集成运放的选择

因为本电路对集成运放要求不高，所以选用通用型集成运放； 6：滤波电容C1的选择

为提高滤波效果，C1选用470uf的电解电容； 7：取样环节的电阻R2，R3，R4的确定 Uomax=(R2+R3+R4)*Uz/R3 Uomin=(R2+R3+R4)*Uz/(R3+R4)

其中R4为最大阻值为1Ko的滑动变阻器，Uz=5.18V, Uomax=15V,Uomin=6V,联立方程，可求得R2=264ohm,R3=666ohm; 8：U2及变压器的确定

对于全波整流电路，Ui=1.2U2,所以U2=Ui/1.2=14V,所发选用变比为10：1的变压器，再通过电阻分压后得到14V电压； 9：整流二极管的选择

URm>1.1*1.414*U2=1.1*1.414*14=22V,查表选用1B4B42

第 4 页

取Uces=2V,所以

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

四：各部分电路图及其仿真结果 1 电源变压器电路图及其仿真结果

电源变压器将交流市电（220V/50HZ）电网电压u1变为合适的交流电压u2

2 单相桥式整流电路图及其仿真结果

整流电路的任务是把交流电压转变为直流脉动的电压 电路图：

第 5 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

仿真结果：

第 6 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

3电容滤波电路图及其仿真结果 电路图：

仿真结果：滤波电容C=22uf

第 7 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

五：总的电路图

第 8 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

六：课程设计总结与体会

1 通过这次稳压电源的设计，使我对整流电路,滤波电路,稳压电路等的认识更加深刻,并学会查阅相关手册和资料，提高了分析问题，解决问题的能力；

2 采用分模块的设计顺序可以优化设计流程，使之更符合逻辑性。但是需要注意的是，在其中每个环节必须认真进行，如果某模块电路没有设计好，或者存在错误，则总的电路必然会受到影响,所以在设计过程中我们要保持认真严谨的态度；

3 这次课程设计是一次理论联系实际的过程，在设计中遇到了许许多多的实际问题，在理论上正确的结果在模拟时可能出现各种各样意料之外的结果，这就需要我们在设计的过程中从实际出发，尽可能的考虑到实际情况。另外，在遇到问题时要学会用理论联系实际的方法分析问题，解决问题；

4 通过这次课程设计，使我基本掌握了设计软件Multisim2001的使用方法,且初步掌握了电子电路的设计方法,在以后还需多加练习，熟练掌握；

5 回顾本次课程设计，至今感慨颇多，从选题到定稿，从理论到实践，使我懂得了理论和实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正掌握知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力

七、参考文献

[1] 高峰.单片微型计算机原理与接口技术.科学出版社，2007

[2] 唐华光。电子技术基础：数字部分。4版。北京：高等教育出版社 [3]童诗白。徐振英，现代电子学及应用。北京：高等教育出版社，1994

第 9 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

指导教师评语 成绩 评定 指导教师签字： 年 月 日 答辩小组评语 第 10 页

淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告

成绩 评定

答辩小组签字： 年 月 日 第 11 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xsd6.html