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《串联型直流稳压电源的仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2004年6月广西师范学院学报Jun.2004第21卷第2期JournalofGuangxiTeachersEducationUniversity(NaturalScienceEdition)Vol.21No.2文章编号:10028743(2004)02005505串联型直流稳压电源的仿真分析121刘桂英,刘高潮,黄国华(1.广西师范学院物理系,广西南宁530001;2.桂林工学院南宁分院,广西南宁530001;)摘要:详细介绍了用Multisim2001电子电路仿真软件对串联型直流稳压电源各个部分进行仿真分析的过程.通过仿真软件中虚拟仪器和仪表观察到的电路不同部位的输
2、入、输出电压波形,读出的输入、输出电压和电流值,判断电路工作情况,可以很快找到故障,排除故障,是较快、较好掌握串联型直流稳压电源工作原理的有效途径.关键词:串联型稳压电源;模拟;仿真分析中图分类号:TN72文献标识码:A目前,直流稳压电源的应用非常广泛,几乎所有的电子设备都需要稳定的直流电源.直流稳压电源电路形式多样,有串联型、开关型、集成电路、稳压管直流稳压电源等等.根据有关长期维修电子设备的人员统计,在电子设备中直流稳压电源的故障率最高.因为它长期工作在大电流和大电压下,电子元器件很容易损坏.并且,在直流稳压电源中通过整流、滤波电路所获得的直流电源的电压往往是不稳定的.而当电
3、网电压波动或负载电流变化时,其输出电压也会随之有所改变.电子设备电源电压的不稳定,将会引起直流放大器的零点漂移;交流放大器的噪声增大;测量仪器的准确度降低等等.为了满足各种电子线路的要求,必须设计出质量优良的直流稳压电源.因此,不论对于电子电路的设计人员,还是电子设备的维修人员来说,直流稳压电源的研究都颇为重要.本文采用Multisim2001电子电路仿真软件来对串联型直流稳压电源各个部分进行仿真研究.1串联型直流稳压电源的仿真完整的串联型直流稳压电源一般分为四个部分,如图1所示:(1)整流电路、(2)滤波电路、(3)串联稳压电路、(4)保护电路.收稿日期:2004050
4、6基金项目:2003年新世纪广西高等教育教学改革工程(新增17);2003年广西师范学院教学改革立项作者简介:刘桂英(1961-),女,教授,硕士,主要从事电子技术应用专业教学与科研工作.56广西师范学院学报(自然科学版)第21卷1.1整流电路近年来借助Multisim2001仿真软件,可以实时设置故障,让学生分析、排除故障,从而提高学生独立思考与处理问题的能力.如图2所示,在仿真电路中设置了一个二极管开路故障,通过观察虚拟示波器波形,分析电路工作情况.仿真分析可知,四个整流二极管只要其中任何一个发生开路,就会使桥式全波整流变
5、成半波整流,输出电压的平均值UO=0.45UI;而四个整流二极管全部正常时,电路为全波整流,输出电压的平均值UO=0.9UI,仿真结果与理论分析一致,如表1所示.为了进一步引导学生思维,提出下面2个问题:(1)假如有2个以上的整流二极管出现开路故障,结果如何?(2)假如有1个或2个整流二极管出现短路故障,结果又如何?1.2滤波电路整流电路接入滤波电容后,由于电容能够存储电荷,可使输出电压变得平滑、纹波显著减小,同时输出电压的平均值也增大了.输出电压平均值Uo的大小与滤波电容C及等效负载R的大小有关,C的容量一定时,R越大,C的放电时间常数就越大,其放电速度越慢,输出电压
6、就越平滑,Uo的值就越大.当R开路时,输出电压平均值:Uo=1.414UI.为了获得良好的滤波效果,一般取:RC(3~5)T2,式中T为交流电源周期,此时输出电压的第2期刘桂英,刘高潮,黄国华:串联型直流稳压电源的仿真分析57平均值:Uo=1.2UI.从表2仿真分析可知,在等效负载R一定时,滤波电容C越大其放电速度越慢,输出电压就越平滑,输出电压平均值就越大.滤波电容C一定时,等效负载R越大输出电压也越平滑,输出电压平均值也越大.当整流二极管其中之一开路时,输出电压波形的脉动程度增大,输出电压平均值变小.1.3串联稳压电路1.3.1
7、输出电压范围如图4所示,Q1为调整管,起到调整输出电压的作用,Q2为放大管作比较放大,R2、R6、R7为取样环节,D5为稳压管作为基准电压.输出电压的调节是通过调节电位器R6来实现,输出电压Uo!(UD5(R7+R6))(R2+R6+R7).从表3仿真分析可知,输出电压波形已变成一条直线,进一步减小了输出电压中的脉动成分.并且向上、向下调节电位器R6阻值,可调输出电压平均值8.7V~17.5V的大小,与理论计算值一致.58广西师范学院学报
