基于Multisim的直流稳压电源设计

李紫薇

摘要：电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各个行业。当今电源技术融合两人电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。随着计算机的发张，给电子技术提供了广阔的发展前景，同时也给电源提出了更高的要求。目前主要向着数控方向发展，本设计主要用Multisim仿真，实现电压幅度在3-18v的变化。

关键词：Multisim稳压器 整流电路 滤波短路

1Multisim

Multisim是美國国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim特点：（1）可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器（2）所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上（3）所有硬件电路产生的结果，都可以输回到计算机中进行处理和分析。仿真的内容：1、器件建模及仿真2、电路的构建及仿真；3、系统的组成及仿真；4、仪表仪器原理及制造仿真。Multisim 9组成：构建仿真电路2.仿真电路环境3、单片机仿真、4FPGA、PLD，CPLD等仿真5.通信系统分析与设计的模块6、PCB设计模块：直观、层板32层、快速自动布线、强制向量和密度直方图7、自动布线模块。Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。

2设计过程

确定设计框图（系统包含的单元电路及结构）和总体设计方案？？总设计方案：220V的电压经变压器变压后变成电压值较小的交流，再经桥式整流电路和滤波电路形成直流，稳压部分采用串联型稳压电路。比例运算电路的输入电压为稳定电压，且比例系数可调，集成运放输出端加晶体管，保持射极输出式，就构成了具有放大环节的串联型稳压电路。

2.1单元电路的分析与设计：？

1、电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定，是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高.原理和普通变压器一样的，只不过他的原线圈就是它的副线圈一般的变压器是左边一个原线圈通过电磁感应，使右边的副线圈产生电压，自耦变压器是自己影响自己。3自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝，作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的-部分线匝上。通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，自耦变压器的其余部分称为串联绕组，同容量的自耦变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高。这个优点就越加突出。因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自耦变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用。普通变压器的原副绕组是互相绝缘的，只用磁的联系而没有电的联系，依线圈组数的不同，这种变压器又可分为双圈变压器或多圈变压器.由电磁感应的原理可知，并不要有分开的原绕组和副绕组，只有一个线圈也能达到变换电压的目的. 自耦变压器中的电压，电流和匝数的关系和变压器，既：U1/U2=W1/W2=I2/I1=K自耦变压器最大特点是，副绕组是原绕组的一部分或原绕组是副绕组的一部分。自耦变压器原，副绕组的电流方向和普通变压器一样是相反的。

2、整流电路：一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个PN结，有正极和负极两个端子。二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。利用单向导电元件，把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电，单相桥式整流电路如图2。由图可见，U2正半周时D1、D4导通，D3、D2截止。在负载电阻RL上形成上正下负的脉动电压；而在U2负半周时，D2、D3导通，D1、D4截止，在RL上仍形成上正下负的脉动电压。

3、滤波电路：利用单向导电元件二极管，把50hz的正弦交流电换成脉动的直流电。可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。滤波电路的形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波三种，其中电容滤波适合于负载电流较小的场所。

4、稳压电路：集成三端稳压器具有体积小，外围元件少，调整简单，使用方便且性能好，？稳定性高，价格便宜等优点，因而获得越来越广泛的应用。常见的有固定式和可调式两类集成三端稳压器，内部多以串联型稳压电源为主，还有适当的过流、过热等保护电路。主要有7800系列（输出正电压）和7900系列（输出负电压）。后两位数字通常表示输出电压的大小。加散热片后允许功耗达到7.5W，普通型稳压器最大输出电流为1.5A

5保护电路：为保护在使用中因非正常原因造成输出短路或过载，使调整管流过很大的电流从而损坏，因此需要快速保护措施。常见的保护电路有：过流保护、调整管安全保护、过热保护等。

3.实际仿真与操作

在本次操作中，先根据要求计算出相应器件的参数，根据参数在数据表中选择出合适的元器件并在Multisim中选择器件并放在相应的位置上，连接正确后，进行仿真。

总结：

通过本次设计，我认识到了学懂书本上的知识和能够运用书本上的知识的差别，理论与实践必须相结合，这次设计让我学到了很多东西，虽然可以实现最终的要求，但有一些地方还应该进行修改，希望通过进一步的学习能够使该系统更稳定。

参考文献

1、黄绍基 高永聪 可调直流电源制作【J】 电子制作 2002年4期

2、孙勇 毛兴武 500w可调直流电源【J】 电子产品维修与制作 1997年6期

3、康光华 电子技术基础模拟部分（第五版）【M】高等教育出版社 2005年7月。