《模拟电子技术》 吴建军教材 第8章 直流电源仿真-仿真练习题及答案

第8章直流电源【Multisim仿真练习题】仿真题8.1单相半波整流电路与单相全波整流电路的对比仿真分析。按照图8.2所示半波整流电路和图8.4所示桥式整流电路图进行仿真分析，比较两种电路的特点。其中电源电压参数选择220V，50Hz。变压器变比为13.75:1，使得变压器二次电压的有效值二极管选择IN4007，负载电阻RL=Rf1+100Ω，调节Rf1，使IO=50mA时，测出UO，同时用示波器观察并绘出输出波形，将测量值记入表8.1中。表8.1单相半波整流电路与单相全波整流电路的对比仿真分析Ui(V)UO(V)IO(mA)半波整流电路数值数值波形波形桥式整流电路数值数值波形波形图8.2单相半波整流电路解：半波整流电路仿真如图1所示。图1半波整流电路仿真图、图2仿真波形图3半波整流输出直流电压值由输入输出波形可见，半波整流电路的输入波形为降压后有效值16V，频率50Hz的正弦信号，整流后电路的输出波形为半波整流波形，其幅值与输入波形相同，输出直流电压值为6.827V约为输入的45%。全波整流电路仿真如图4所示。（a）二极管构成的整流桥（b）采用IB4B42整流桥模块图4全波整流电路仿真图图5全波整流仿真波形图6全波整流后的直流电压由测试结果显示，全波整流后，输出直流电压为12.991V，是半波整流电路输出电压的2倍。仿真题8.2单相全波整流电路如图8.4所示，已知变压器二次电压的有效值U₂=16V，试在Mulitisim中，对以下情况进行仿真分析：正常时，直流输出电压Uo(AV)=?若D1断开（如实际情况为虚焊），将会出现什么现象？若D1极性接反，将会出现什么问题？如果四个二极管全部接反，则Uo(AV)=?图8.4单相桥式整流电路解：（1）仿真电路如图7所示，采用4个二极管构成全波整流桥。仿真结果与仿真题8.1图5、图6一致。图7由四个二极管构成的全波整流电路（2）D1断开（如实际情况为虚焊），仿真波形如图8所示。图8D1断开时的仿真波形D1极性接法的仿真波形如图9所示。图9D1极性接法的仿真波形四个二极管全部接反，仿真波形如图10所示。图10四个二极管全部接反的仿真波形图仿真题8.3如图8.16所示硅稳压管稳压电路，其中稳压二极管选择IN5233B，稳压值为6V，最小稳定工作电流和额定功耗分别是20mA和0.5W。已知变压器二次电压的有效值负载电阻RL=Rf1+100Ω，Rf1为500Ω可调电阻，调节Rf1使输出电流Io=14mA、18mA、22mA时，测出输出电压Uo，用示波器观察并绘出输出波形，将测量值记入表8-图8.16硅稳压管稳压电路表8.2硅稳压管稳压电路参数测量IO(mA)UI(V)UO(V)141822解：硅稳压管稳压电路仿真图如图所示。通过调节可调电阻，改变负载两端的电流Io。其中电路中的电阻R用于限流，保护稳压二极管。图11硅稳压管稳压电路仿真图图12整流滤波后的输入波形UI与稳压输出波形Uo的仿真图整流滤波后的直流电压UI值（b）稳压后的直流电压Uo值图13测试结果通过对整流滤波后波形中的脉动成分分析，可见稳压后的波形大幅减小脉动成分，提高了输出电压的稳定性。图14整流滤波后的波形与稳压后的波形脉动成分仿真图仿真题8.4如图8.42所示所示三端可调稳压输出电路，分析测试电路的输出。图8.42可调集成稳压器电路解：测试如电路图如图15所示。图15可调集成稳压器仿真电路图（1）当输入接入交流16V电压后，调节Rf3测试可调三端稳压器的稳压范围，将测量值记入表8-3中。表8.3输出电压范围测试Rf3maxRf3minUO(V)17.9241.254输出最大电压（b）输出最小电压图16仿真测试结果（2）当输入接入交流16V电压后，调节Rf3使UO=10V，调节Rf1改变负载，使Io分别为0mA、90mA时，测出UO记入表8-4中。表8.4输出电流改变情况下的输出电压测试IO(mA)090UO(V)10.08910.081输出电流为0A时的输出电压（b）输出电流为90mA时的输出电压图17测试结果（3）当输入接入交流16V电压后，调节Rf3使UO=10V，调节Rf1改变负载，使Io为90mA，然后仅改变输入交流电压为14V及18V时，测出UO记入表8-5中。表8.5输入电压范围改变情况下的输出电压测试Ui(V)141618UO(V)10.08510.08110.095改变变压器变比，可调节交流输入电压大小，其中14V对应变比为15.714:1,18V对应的变比为12.222:1。（a）14V交流输入时的输出电压（b）18V交流输入时的输出电压图18测试结果仿真题8.5如图8.43所示所示串联型稳压电路，通过