模电Multisim仿真报告.docx

电 子 科 技 大 学UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINAMultisim电路仿真实验Analog Electronic Technology Foundation实验内容 直流稳压电源电路 课程名称 模拟电子技术基础 上课地点 清水河立人楼B111 学生姓名 范昊洋 学号 2015170201032 年 月 日一， 实验目的：在Multisim上设计出一个直流稳压电源电路，要求：输出电压5V最大输出电流0.5A电压调整率4%电流调整率4%纹波系数5% 二， 仿真电路设计及理论分析：1.首先，直流稳压电源由变压器，整流电路，滤波电路和稳压电路构成，所以在电路仿真设计中必须包含如下几个模块的设计： 【电源变压器】变压器使用常规的变压器，变压系数之后计算。【整流电路】整流电路使用桥式整流电路，电路图如图所示：【滤波电容】经过整流桥以后的是脉动直流波动范围很大。后面一般用大小两个电容大电容用来稳定输出，众所周知电容两端电压不能突变，因此可以使输出平滑小电容是用来滤除高频干扰的，使输出电压纯净电容越小，谐振频率越高，可滤除的干扰频率越高。容量选择：大电容，负载越重，吸收电流的能力越强，这个大电容的容量就要越大。小电容，凭经验，一般104即可。在电源设计中，滤波电容的选取原则是：C2.5T/R其中，C为滤波电容，T为频率，R为负载电阻。市电电源频率为50Hz，经桥式整流桥整流后频率变为100Hz，则需要知道负载电阻。在条件中有，稳压电压为直流的5V，最大电流要求为0.5A。P=UI可知，最大的输出功率为2.5W，最小的负载电阻RL为10。为限流，在稳压管前接一个5电阻。利用限流电阻R上的电压变化来补偿输入电压的波动；利用稳压管上的电流变化来补偿负载引起的电流变化。UI的选择 UI（23）UZ,其中UZ设定为5V，所以UI应为10到15V，则本电路中UI设定为11V（有效值），即变压器系数设定为20:1。大电容选取2000uf电容接在整流桥后滤波，3000uf电容接在稳压管两端滤波，小电容选取104即100nf电容滤波。至此所有电路元件参数说明结束。三， 仿真电路实验（一）输出电阻最小为10时如上图所示，稳压部分使用一个5V的稳压二极管，负载部分为R3和R1串联，R1是一个最大值为5K的电位器，考虑到最小负载电阻应该为10欧姆而该电位器无法调节至10而串联一个10的电阻。上图所示为负载电阻最小为10欧姆时的负载输出电流大小，为0.5045A，满足要求。此时查看示波器为如图：可以看出电压值定值于5.060V，等待一定时间基本不变，最大的变化范围是0.02V。（二）输出电阻最高时，（在本设计中为5010）电流表的示数为：示波器的波形为：电压值基本稳定，最大变化幅度约为0.015V。（三）为测量电压调整率，改变电压源电压重新测量输出电压。 此时输出电压为U0=5.082V然后将电源电压改为198V，得到以下结果：此时输出电压为U1=5.077V然后将电源电压改为242V，得到以下结果：此时输出电压为U2=5.085V|U1-U0|=|5.077-5.082|=0.005V|U2-U0|=|5.085-5.082|=0.003V则电压调整率为|U1-U0|/U0=0.098%4%，满足要求。（四）为测量电流调整率，改变输出电流以测量输出电压变化。为测量电流调整率，将电路的改为如下图所示如图所示，表1是电压表，表2是电流表。此时电位器电阻为0，负载电阻为10，电表示数如下输出电流为I=0.5047A，电压为U1=5.07V。将电位器电阻调至5k，负载电阻一共为5010，电表示数为：输出电流为I=1。014mA，电压为U2=5.082V。则电流调整率为|U1-U2|/U1=|5.082-5.07|/5.07=0.237%4%。（五）为测量纹波系数，重新在示波器上观察纹波大小负载电阻为2010时，调整示波器的显示内容，直到能清晰地分辨出纹波，再将两根取值线放置到纹波的波峰和波谷处，得到如下图所示波峰处电压值为5.087，波谷处的电压值为5.075纹波系数为|5.087-5.075|/5.075=0.236%4%满足条件。四， 总结实验结果输出电压5V，满足。输出电流最小为0.5A，满足。电压调整率为0.098%4%满足条件。电流调整率为0.237%4%满足条件纹波系数为0.236%5%满足条件综上所述，设计的电路完美符合条件要求，实验结果比较成功。五， 实验调试及经验1.一开始没有加限流电阻，导致电压调整率和电流调整率都非常大，不符合要求，后来改正并实验出了一个比较合适的限流电阻值。2.因为滤波电容没有选择合适导致纹波非常大（一度达到2V），后在网络上查找相关资料计算，最终采用了如图所示的，在整流桥后先滤波，经过一个限流电阻值后在稳压管两端再加电容滤波的形式，经测试这样的接法确实使纹波减小，效果显著。3.一开始接滤波电容时不了解，直接把两个大电容都接到了整流桥后，发现滤波效果非常差，纹波非常大，后调整后纹波大幅减小，试验成功。4.关于后续优化思路：实验中直接选用简单的稳压二极管，其实也可以选用IC可能会达到更好的