【摘要】設計一種多路輸出的直流穩壓電源。通過對220v電網電壓進行降壓、整流、濾波，並以三端可調和固定輸出的整合穩壓器穩壓，得到多路電壓輸出。設計中依據multisim**，通過不斷除錯修改電路引數，取得了理想的設計效果。
該電源可以滿足多種工作電壓系統的需求，並在實際中得到很好地使用，具有很強的實用價值。
【關鍵詞】multisim**;穩壓電源;多路輸出
1.引言
在電子電路和電子裝置中常常需要各種不同電壓的直流電源，但有些電源只有某一固定電壓輸出，或有些電源體積偏大，給一些可攜式電子產品及小型的電子系統使用帶來不變，基於此本設計研究一種多輸出便於攜帶的直流穩壓電源，它將電網交流電變為各種需要的直流穩壓電源。
為保證設計實現，電路基於multisim**進行設計。multisim是美國國家儀器公司推出的原理電路設計、電路功能測試的虛擬**軟體，它具有較為詳細的電路分析功能，可以設計、測試和演示各種電子電路。
2.設計任務及方案
設計多路輸出直流穩壓電源，即輸出±（1.25v～20v）任意可調電壓;輸出±12v電壓;輸出±5v電壓。
設計的直流穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路四部分組成，如圖1所示。其各部分主要完成的作用是：電源變壓器將交流電網電壓u1變為合適的交流電壓u2;整流電路將交流電壓u2變為脈動的直流電壓u3;濾波電路將脈動直流電壓u3轉變為平滑的直流電壓u4;穩壓電路清除電網波動及負載變化的影響，保持輸出電壓uo的穩定。
圖1 直流穩壓電源框圖
3.單元電路設計
3.1 變壓器降壓和整流電路
220v交流電首先要降壓，以得到合適的電壓值，其降壓和整流電路如圖2所示。根據設計任務，需要降壓電路具有2路輸出，電源變壓器可選一次輸入220vac，二次輸出2個繞組均為20v，其a點**波形如圖3所示，圖中兩條曲線分別為輸入交流電壓波形和降壓後的波形，a點相位與輸入相同，b點相位與輸入相反。
圖2 降壓和橋式全波整流電路
圖3 輸入波形和a點降壓波形
利用整流二極體的單向導電性，將降壓後雙向變化的交流電變成單向脈動的直流電，常用的整流電路有單相半波整流電路與單相橋式整流電路兩種，本設計採用單相橋式整流電路，其**結果如圖4所示，圖中上面曲線為c點整流波形，下面曲線為d點整流波形。
圖4 整流電路**波形
設變壓器副邊電壓為：
（1）整流輸出電壓平均值uo：
（2）由於每個週期內，d1、d4串聯與d2、d3串聯各輪流導通半周，所以每個二極體中流過的平均電流只有負載電流的一半，二極體截止時，每個二極體承受的最高反向電壓就是變壓器次級交流電壓u2的最大值。
3.2 濾波
整流輸出的直流電壓脈動分量比較大，為減小脈動，在整流電路之後加上濾波電路。本設計採用電容濾波，電容在高頻時容抗小，和負載併聯，從而達到減小紋波的目的，電容濾波電路如圖5所示。
圖5 整流濾波電路
若濾波電路負載開路，則輸出電壓為。接入負載後，其輸出電壓取決於時間常數rlc，rlc 越大，uo越高，脈動越小，同時負載電流的平均值越大，整流管導電時間越短，二極體 id的峰值電流越大，當時，工程上常取：
（3）**波形如圖6所示，濾波後輸出電壓的脈動程度大大減少，而且輸出電壓平均值u0提高了，上面曲線是c點波形，此時c為10μf電容，下面近乎直線是d點波形，c為4700μf電容濾波波形。
圖6 10μf和4700μf電容濾波波形
3.3 穩壓電路
穩壓電路採用三端整合穩壓器，三端整合穩壓器只有三個引腳，即輸入端、輸出端、公共端。輸出電壓固定的三端整合穩壓器有正輸出（lm78××）和負輸出（lm79××）兩個系列，以上各型號中的××表示輸出固定電壓值，一般有5v、6v、8v、12v、15v、18v、20v、24v等8種。輸出電壓可調的三端整合穩壓器有lm317、lm117（輸出正電壓），lm337、lm137（輸出負電壓），其最大輸入電壓40v，輸出電壓範圍為⒈25～37v。
4.整體電路設計實現
整體電路設計如圖7所示，輸出±可調電壓由lm317和lm337的e、f輸出，其通過調節滑動變阻器rw，輸出電壓可調，其輸出電壓計算公式：
（4）lm7812和lm7912輸出g、h分別為±12v，lm7805和lm7905輸出m、n分別為±5v，其正電壓e、g、m點輸出**如圖8所示，負正電壓f、h、n點輸出**如圖9所示，由**可見，實現了預期的設計。
圖7 多路輸出穩壓電源電路
圖8 分別為e、g、m點輸出電壓
圖9 分別為f、h、n點輸出電壓
5.結論
基於multisim的實現了直流穩壓電源的降壓、整流、濾波和穩壓設計，實現了多種穩壓輸出，其設計除錯方便，達到理想設計。該設計已經使用到我們電子技能實訓的各種電子系統中，使用方便，效果很好。
參考文獻
[1]卞文獻，何秋陽.multisim10**軟體在《模擬電子技術》理論課教學中的應用[j].電子世界，2012.13：162-163.
[2]雷躍，譚永紅.用multisim10提公升電子技術實驗教學水平[j].實驗室研究與探索，2009（4）：24-27.
[3]聶典，丁偉.multisim10計算機**在電子電路設計中的應用[m].北京：電子工業出版社，2009.
該研究得到「北京高等學校教育教學改革立項專案（京教函[2013]521號）」的資助。
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