电子技术课程设计报告题目：基于Multisim的可调直流稳压电源设计

学生姓名：程弋

学生学号： 1 3 1 4 0 3 0 2 0 5

年级：13 级

专业：通信工程

班级：通信（二）班

指导教师：

电子工程学院制

2015年3月

基于Multisim的可调直流稳压电源设计

学生：程弋

指导老师：

电子工程学院：通信工程

[摘要]探讨利用multisim虚拟电子实验平台完成可调直流稳压电源的设计。通过

仿真软件中的

虚拟仪器、仪表观察和测试电路的特征参数，分析设计电路的性能，完成对电路

元件参数调节。

1.引言

电工电子技术实验是电工电子技术课程理论知识的重要补充，其中的综合设

计性实验，要求根据给定的实验任务，利用所学的知识设计实验方案、选择电路参数并进行实验测试和调整元件参数，得出符合实验任务要求的电

路。设计性实验有助于提高学生积极思考和动手能力。教学实践中，可将可调直

流稳压电源的设计作为综合型设计实验，全面考核学生运用电路理论知识分析问

题和解决问题的能力。

2.可调直流稳压电源的设计思路

本文所设计的可调直流稳压电源的以电网电压220V作输入，输出直流电压

U0=6～12V，输出电流IL=1A，电压调整率△U/U≤0.1，纹波电压Up-p＜5mV。

整个电路的工作过程是通过电源变压器将电网电压220V变为整流电路所需

的交流电压，

然后通过全波整流电路将交流电压变成脉动的直流电源；再通过滤波电路将脉动

电压中的纹波滤除，从而得到较平滑的直流电压；最后接上稳压电路，避免输出

电压随电网电压、负载变化和温度的变化而变化，同时在稳压电路中增添输出电

压调节电路，实现输出电压的可调。

3.元器件选择

3.1电源变压器的选择

电源变压器将电网电压220V变为整流电路所需的交流电压。电源变压器的

选择需要根据电压和功率进行选择，考虑到变压器二次侧绕组上压降，再结合后

面采用的整流滤波和稳压电路的电压降，变压器二次侧电压由公式1确定：

U2=U0+(3～5)1.2+1.4

考虑冗余量，仿真时可直接选择变比为220/12的理想变压器。

3.2整流滤波电路

采用桥式整流，电容滤波电路。整流二极管的选择主要考虑反向耐压URM

和正向电流ID。桥式整流电路中的反向电压URM=2姨×14=20V，平均电流ID=12 IO=50mA，考虑到电容充电电流的冲击，正向电流一般取平均电流的2～3倍，即

IF=(2～3)ID=1～1.5A，选择型号为3N246的整流器。滤波电解电容C1的选择原

则是：要求放电时间常数RLC1大于充电周期的1.5～2.5倍，其中RL为整流后

的等效负载电阻，可由公式2确定；滤波电容耐压值UC1必须大于脉动电压峰值。

RL=(UO+(3～5))/(0.01+I0)

3.3稳压可调电路

采用应用较为广泛的三端集成稳压器LM317为主要部件，调节其悬浮端的电位，可使其输出电压在6～12V间可调。为了避免可调电阻变化对悬浮端电流的变化的影响，采用LM324构成电压跟随器进行电压调整。

4.仿真分析

在Multisim中选择相应元件进行连接，并添加示波器，万用表等虚拟测量仪器，所得到的仿真电路如图1所示：

图1可调直流稳压电源电路

4.1输出电压调整范围仿真分析

调节可调电阻R2的值，稳压电路的输入输出波形及特征参数如表1所示：

4.2输出电压的稳压仿真分析

输出电压发生变化的原因，一是电网电压波动，二是负载电阻变化。从表2

和表3的仿真结果可知，当电网电压波动在±10%时，输出稳压效果良好；负载变动时输出电压的稳压效果也很好；两种情况下的电压调整率都小于0.1，完全满足了设计要求。

4.3故障电路分析

本文设置两处故障，观察输出变化：一是滤波电容C1开路；

二是LM324输出开路，改变可调电阻R2的值，输出波形见表4。

从表4中图形可知，滤波电容开路时，输出电压大小可调，但电压波动幅度大；LM324输出开路时，输出电压不可调，电压波动幅度较大。两种故障下，输出电

压不能满足设计要求。

5.结论

通过对可调直流稳压电源的设计、仿真分析，不难看出，利用multisim虚拟电子实验平台，能方便地调节电路参数，测试设计电路的特征参数，观察波形，验证设计电路的性能。在实验教学中，引入仿真技术，学生可以分析研究各种电路，不受实验场所、实验设备的限制，可充分发挥主观能动性，提高分析问题和解决问题的能力，培养学生自主创新精神。

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