Multisim搭建直流可调稳压电源仿真电路

上海交通大学电子课程设计报告设计题目： LM317的直流可调稳压电源Multism仿真设计 学 院： 电子信息与电气工程学院 姓 名： 蒋宇智 指导教师： 年 月 日课 程 设 计 任 务 书题 目 LM317的直流可调稳压电源Multism仿真设计 一、设计的目的 1.将理论知识运用于实践当中,掌握模拟电路设计的基本方法、基本步骤以及基本要求。在实践中了解电子器件的功能与作用。 2.学会直流稳压电源的设计方法，完成要求的性能和指标。 3.锻炼、提高在电子设计中发现问题、分析问题、解决问题的能力。 二、设计的内容及要求 1.输出电压在1.25V37V可调； 2.最大输出电流为1.5A； 3.电压调整精度达0.1%； 三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 年 月 日1. 设计内容简介直流稳压电源由电源变换器、桥式整流滤波电路以及稳压电路构成。变压器将工频50Hz，220V的交流家用电源变为低压交流电源，再利用整流电路将交流电压变为单向的脉动直流电压，通过滤波电路滤除脉动直流中的交流成分。基于LM317模块的稳压电路使输出保持稳定的直流电压。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电压，并实现电压可在1.25V-37V可调，整个设计由Multism 仿真实现。2.单元电路图工作原理介绍2.1总体原理框图该稳压直流电源设计主要由电源变压器、单相桥式整流电路、电源指示电路、滤波电路和稳压电路构成，如图2.1.1所示。图2.1.1直流稳压电源的组成框图2.2变压电路变压电路将220V、50Hz的单相交流电降压，变成所需要的直流电。变压电路如图2.2所示。图2.2 变压电路2.3整流及滤波电路整流采用单相桥式整流电路，它由四个整流二极管构成，在Multism元件库中找到桥式整流电路，并将其加载到电路中。整流输出的是脉动电压，含有纹波，因此需要通过滤波电路对脉动电压进行平滑处理。常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、以及由电容和电感组成的复合滤波电路。在本设计中，主要采用极性电容滤波，将极性电容C1，并联到桥式整流电路的输出端，查阅相关资料，滤波电容一般采用大容量的电容，因此我们这里选取2200uF的极性电容。且该电容的耐压值满足大于整流输出的电压值的条件。整流及滤波电路的示意图如图2.1.3所示。图2.3 整流及滤波电路由图2.1.3可知，负载上输出的平均电压的高低和脉动特性，与放电时间常数密切相关。 越大，电容放电速度越缓慢，脉动成分越少。对时间常数 有如下关系式： 为交流电源的周期。设电源变压器输出的电压有效值为 ，经滤波电路后的负载的平均电压为。它们有如下关系式：当电容 一定，负载开路，经滤波后输出电压： 当电容 ,输出电压的最小值为：对于桥式整流电容滤波电路，整流电路的内阻不大时，与的关系为：实际电路图如图2.3.1所示：图2.1.4 桥式整流及电容滤波电路2.4 电源指示电路在滤波电容的两端并联一个电源指示电路，用于判断滤波之前的电路是否有故障。电源指示电路采用电阻串LED灯的形式。原理图如图2.4所示.图2.4 电源指示电路根据后文三端可调式集成稳压器LM317正常工作的特点，电容滤波后的电压大小应在40V左右才能满足LM317正常工作。一般LED发光二极管的工作电流在几mA到几十mA之间，这里我们取LED得工作电流为： 且二极管正常工作时的管压降一般为 ,这里取 则电阻的大小为： 根据实际情况，电阻的大小应取：2.5 稳压电路本设计采用LM317可调式集成三端稳压电路，查阅LM317 3-Terminal Adjustable Regulator的技术文档，我们可以得到下列相关信息。本文档属原创设计，有6个重要内容已省去，它们是：（1） 稳压电路的介绍与分析；（2） 变压器参数的计算与设置；（3） 电阻的计算与选取；（4） 保护电路分析；（5） 总电路图结构；（6） 参考文献；得到完整的报告文档、Multism仿真文件和参考资料，请微信搜索关注我的公众号：交大小智。分享如下所示：参考设计资料：4. 仿真结果4.1电源变压器220V、50Hz单相工频交流电经电源变压器降压后电压有效值的结果为：21.4V，如图4.1所示。图4.1 220V、50Hz单相工频交流电经电源变压器降压后的结果4.2桥式整流及滤波电路整流、滤波后进入稳压电路的电压为：39.1V ，仿真结果如图4.2所示图4.2桥式整流及滤波电路仿真结果4.3经稳压后的最终可调电压结果可调直流稳压的电压调节范围为：，仿真结果如图4.3所示。图4.3.1 示波器显示可调节电压最小值1.261V图4.3.2 示波器显示可调节电压最大值37.032V5. 结 论本设计的结果能够达到课题直流稳压电源设计的所有要求。