基于multisim的連續(xù)可調(diào)雙電源電路的仿真設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于MultiSIM的連續(xù)可調(diào)雙電源電路的仿真設(shè)計(jì)</p><p>　　【摘要】利用仿真技術(shù)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，可以縮短開發(fā)周期，降低成本，提高設(shè)計(jì)的整體性能，仿真技術(shù)的研究是工程設(shè)計(jì)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。文章以LM317、LM337正負(fù)可調(diào)的雙電源作為研究對(duì)象，將MULTISIM仿真工具與模型建立相結(jié)合，對(duì)該電源的進(jìn)行了仿真分析研究，優(yōu)化電源的基本參數(shù)，確定了其穩(wěn)定工作的條件，使電源的了穩(wěn)定性大

2、大提高。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】Multisim 雙電源 仿真分析 </p><p>　　LM117/LM317 是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路，LM117/LM317 的輸出電壓范圍是1.2V至37V，負(fù)載電流最大為1.5A。它的使用非常簡(jiǎn)單，僅需兩個(gè)外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。LM117/LM317 內(nèi)置有過載

3、保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。通常LM117/LM317 不需要外接電容，使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。利用LM117/LM317設(shè)計(jì)出正負(fù)連續(xù)可調(diào)的雙電源，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試和軟件仿真，基本上可以滿足絕大多數(shù)運(yùn)算放大器所需要的電壓幅度。 </p><p>　　一、MultiSim仿真軟件簡(jiǎn)介 </p><p>　　MultiSim是一

4、款將電子電路設(shè)計(jì)及其測(cè)試分析相集成的電路設(shè)計(jì)仿真軟件。它具備信號(hào)源、基本元器件、模擬數(shù)字集成電路、指示器件、控制部件、機(jī)電部件等各類元器件，可以對(duì)各類電路進(jìn)行仿真，并且提供十多種虛擬儀器（如示波器、萬用表、信號(hào)發(fā)生器、波特圖圖示儀、功率表等），以及18種仿真分析功能（如直流工作點(diǎn)分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、噪聲分析、直流掃描分析等）。由于元件庫中有若干個(gè)與實(shí)際元件相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)性仿真元件模型，配合強(qiáng)大的仿真分析，使結(jié)果更精確、更

5、可靠。 </p><p>　　二、直流穩(wěn)壓電源的理論基礎(chǔ)與電路設(shè)計(jì)原理分析 </p><p>　?。ㄒ唬┲绷鞣€(wěn)壓電源的理論基礎(chǔ) </p><p>　　電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源供電，如基本放大電路中的集電極電源、運(yùn)算放大器的雙電源等。這樣，就需要將市電電網(wǎng)的交流電，變換為直流電。對(duì)于小功率的直流電源，它一般由電源變壓、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。如圖1所示：

6、 </p><p>　?。ǘ┲绷鞣€(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)的基本原理 </p><p>　　電源變壓器的作用時(shí)將220V的電網(wǎng)電壓變換成所需要的交流電壓值。 </p><p>　　整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的大小、方向都變化的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)直流電。單相整流電路的類型有半波整流、橋式全波整流、中心抽頭全波整流等。 </p><p&g

7、t;　　濾波電路的主要任務(wù)是將整流后的單向脈動(dòng)直流電壓中的紋波（單向脈動(dòng)直流電中含的交流成分）濾除掉，使單向脈動(dòng)電壓變成平滑的直流電壓。濾波電路的主要元件是電容和電感，以電容濾波電路最常用，其特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，輸出脈動(dòng)較小，輸出電壓平均值增大，但輸出電壓隨負(fù)載變化較大。采用電容濾波時(shí)，輸出電壓的脈動(dòng)程度與電容器的放電時(shí)間常數(shù)τ有關(guān)系，τ大一些，脈動(dòng)就小一些，多采用大容量的電解電容。電容的耐壓值應(yīng)大于它實(shí)際工作時(shí)所承受的最大電壓，耐壓值一般

8、取所接工作電路電壓的1.5-2倍。為了降低輸出直流電壓的紋波系數(shù)（輸出電壓中交流分量占額定輸出直流電壓的百分比），正、負(fù)電源的濾波電路均采用一個(gè)1000μF/50V的電解電容。 </p><p>　　濾波電路的輸出電壓雖已變得平滑，但輸出電壓隨負(fù)載變化較大，后面需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)交流電源電壓波動(dòng)、負(fù)載及溫度變化時(shí)，維持輸出穩(wěn)定的直流電壓。穩(wěn)壓電路的類型有分立元件穩(wěn)壓和集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，分立元件穩(wěn)壓時(shí)，

9、電路穩(wěn)定性不好，而集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓具有體積小、電路簡(jiǎn)單、穩(wěn)壓精度高，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛采用。選擇集成穩(wěn)壓器時(shí)應(yīng)先確定穩(wěn)壓器的類型，是固定式還是可調(diào)式，是正壓輸出還是負(fù)壓輸出，然后根據(jù)其額定電壓和額定電流選擇具體型號(hào)。 </p><p>　　三、LM317、LM337正負(fù)連續(xù)可調(diào)的雙電源的仿真分析 </p><p>　　運(yùn)行Multisim10，在繪圖編輯器中選擇變壓器、整流二極管、電阻、

10、電容、電位器、三端可調(diào)穩(wěn)壓塊LM317、LM337等元件，組成LM317、LM337正負(fù)連續(xù)可調(diào)的雙電源電路。 </p><p>　　調(diào)整電位器R5、R6，可以連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。 </p><p>　　其仿真的電路用波形如下圖所示。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　應(yīng)用Mul

11、tisim10仿真軟件進(jìn)行仿真教學(xué)，設(shè)計(jì)的雙直流穩(wěn)壓電源的電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電源利用效率高、輸出電壓噪聲小、穩(wěn)定精度高、可靠性高等特點(diǎn)，可以滿足高精度形狀測(cè)量?jī)x的電感測(cè)頭信號(hào)處理電路中運(yùn)算放大器的高穩(wěn)定性的雙電源需求，增強(qiáng)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，最大限度地減小電源引起的測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。在課堂上使模擬電子技術(shù)教學(xué)更形象、靈活，更貼近工程實(shí)際，達(dá)到幫助學(xué)生理解原理，更好地掌握所學(xué)的知識(shí)的目的。尤其適用于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可有效克

12、服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室開放的局限。通過對(duì)雙直流穩(wěn)壓電源的分析設(shè)計(jì)、仿真測(cè)試可以看出，利用Multisim的虛擬電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能實(shí)時(shí)直觀地反映電路設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果，驗(yàn)證電路正確性，可縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)成功率。 </p><p>　　學(xué)生可據(jù)所學(xué)知識(shí)和能力，自選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自行設(shè)計(jì)電路方案，進(jìn)行電路分析，從而掌握電子電路的設(shè)計(jì)與仿真分析過程，對(duì)提高學(xué)生動(dòng)手能力和分析問題、解決問題的能力、綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，具有重要的