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

1、<p>　　基于MultiSIM的連續(xù)可調(diào)雙電源電路的仿真設(shè)計</p><p>　　【摘要】利用仿真技術(shù)進行電路設(shè)計，可以縮短開發(fā)周期，降低成本，提高設(shè)計的整體性能，仿真技術(shù)的研究是工程設(shè)計中必不可少的一個環(huán)節(jié)。文章以LM317、LM337正負可調(diào)的雙電源作為研究對象，將MULTISIM仿真工具與模型建立相結(jié)合，對該電源的進行了仿真分析研究，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，負載電流最大為1.5A。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負載調(diào)整率也比標準的固定穩(wěn)壓器好。LM117/LM317 內(nèi)置有過載

3、保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。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準三端穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。利用LM117/LM317設(shè)計出正負連續(xù)可調(diào)的雙電源，通過實驗測試和軟件仿真，基本上可以滿足絕大多數(shù)運算放大器所需要的電壓幅度。 </p><p>　　一、MultiSim仿真軟件簡介 </p><p>　　MultiSim是一

4、款將電子電路設(shè)計及其測試分析相集成的電路設(shè)計仿真軟件。它具備信號源、基本元器件、模擬數(shù)字集成電路、指示器件、控制部件、機電部件等各類元器件，可以對各類電路進行仿真，并且提供十多種虛擬儀器（如示波器、萬用表、信號發(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與實際元件相對應(yīng)的現(xiàn)實性仿真元件模型，配合強大的仿真分析，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)計的基本原理 </p><p>　　電源變壓器的作用時將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直流電壓中的紋波（單向脈動直流電中含的交流成分）濾除掉，使單向脈動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，其特點是電路簡單，輸出脈動較小，輸出電壓平均值增大，但輸出電壓隨負載變化較大。采用電容濾波時，輸出電壓的脈動程度與電容器的放電時間常數(shù)τ有關(guān)系，τ大一些，脈動就小一些，多采用大容量的電解電容。電容的耐壓值應(yīng)大于它實際工作時所承受的最大電壓，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、負電源的濾波電路均采用一個1000μF/50V的電解電容。 </p><p>　　濾波電路的輸出電壓雖已變得平滑，但輸出電壓隨負載變化較大，后面需接穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路的作用是當交流電源電壓波動、負載及溫度變化時，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，

9、電路穩(wěn)定性不好，而集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓具有體積小、電路簡單、穩(wěn)壓精度高，可靠性高等優(yōu)點，被廣泛采用。選擇集成穩(wěn)壓器時應(yīng)先確定穩(wěn)壓器的類型，是固定式還是可調(diào)式，是正壓輸出還是負壓輸出，然后根據(jù)其額定電壓和額定電流選擇具體型號。 </p><p>　　三、LM317、LM337正負連續(xù)可調(diào)的雙電源的仿真分析 </p><p>　　運行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仿真軟件進行仿真教學，設(shè)計的雙直流穩(wěn)壓電源的電路具有結(jié)構(gòu)簡單、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，可以滿足高精度形狀測量儀的電感測頭信號處理電路中運算放大器的高穩(wěn)定性的雙電源需求，增強整個測量系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，最大限度地減小電源引起的測量誤差，提高測量精度。在課堂上使模擬電子技術(shù)教學更形象、靈活，更貼近工程實際，達到幫助學生理解原理，更好地掌握所學的知識的目的。尤其適用于綜合設(shè)計性實驗項目，可有效克

12、服傳統(tǒng)實驗與實驗室開放的局限。通過對雙直流穩(wěn)壓電源的分析設(shè)計、仿真測試可以看出，利用Multisim的虛擬電子實驗平臺，能實時直觀地反映電路設(shè)計的仿真結(jié)果，驗證電路正確性，可縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計成功率。 </p><p>　　學生可據(jù)所學知識和能力，自選實驗內(nèi)容，自行設(shè)計電路方案，進行電路分析，從而掌握電子電路的設(shè)計與仿真分析過程，對提高學生動手能力和分析問題、解決問題的能力、綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，具有重要的