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。

(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。

(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 10μ F 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 100μ F,1000μ F 时,重复(2)中的内容。

(4)在电容值取 100μ F 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:100μ F,电阻:100Ω )

全波整流滤波输入输出波形图(电容:1000μ F,电阻:100Ω)

全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μ F,电阻:100Ω )

全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μ F,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:Δ Vop -p ≤ 5mV, SU ≤5×10-3) 。

Δ Vop -p 的测量电路图、波形及测量值

由 上 图 可 知 Δ Vop -p1=321.358+730.710pV=1.052nV≤ 5mV , 符 合 要 求 ; | Δ V op-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 Δ Vop -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:Δ Vop-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

Δ Vop -p 的测量电路图、波形及测量值

由上图可知 Δ Vop-p=28.935+23.092μ V=52.027V≤ 5mV,符合要求。所以这个稳压电源的 Δ V op-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

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。

(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。

(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 10μ F 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 100μ F,1000μ F 时,重复(2)中的内容。

(4)在电容值取 100μ F 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:100μ F,电阻:100Ω )

全波整流滤波输入输出波形图(电容:1000μ F,电阻:100Ω)

全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μ F,电阻:100Ω )

全波整流滤波输入输出波形图(电容:100μ F,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:Δ Vop -p ≤ 5mV, SU ≤5×10-3) 。

Δ Vop -p 的测量电路图、波形及测量值

由 上 图 可 知 Δ Vop -p1=321.358+730.710pV=1.052nV≤ 5mV , 符 合 要 求 ; | Δ V op-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 Δ Vop -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:Δ Vop-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

Δ Vop -p 的测量电路图、波形及测量值

由上图可知 Δ Vop-p=28.935+23.092μ V=52.027V≤ 5mV,符合要求。所以这个稳压电源的 Δ V op-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


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