直流稳压电源的设计仿真实验.docx

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直流稳压电源的设计仿真实验

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=0.8A（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=0.8A（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