电工电子技术 课件 5任务四、基于Multisim的直流稳压电源的仿真分析实验

任务四、基于Multisim的直流稳压电源仿真分析实验电工电子技术

黄燕华任务导学经过整流和滤波后的电压往往还是波动的、不稳定的，要使电路正常工作，就必需经过稳压环节，常用的稳压电路有哪些?稳压电路的工作原理是什么?稳压电路基于二极管的什么特性实现的?

任务导学常用的稳压电路有并联型稳压电路、串联型稳压电路、集成稳压电路、开关稳压电路。稳压电路的工作原理是基于半导体二极管反向击穿后，反向电流在一较大范围内变化，其端电压却基本不变，稳压二极管就是利用这一特点，实现“稳定电压”的作用。所以稳压电路是基于二极管的反向击穿特性实现的。任务情境如图5-26所示为并联型稳压电路，u为交流电源，D为单相桥式整流电桥，C为滤波电容，VZ为稳压二极管，R为限流电阻，RL为负载电阻。根据并联型稳压电路模型，假设交流电源经整流和滤波后的直流电源为UI，因负载不稳定引起的的变化用可变电阻RL来简化代替。分析输出电压随负载变化和电源波动时的变化情况。并联型稳压电路任务实施稳压电路的简化电路模型如图5-27所示，电路图中已标出必要的电参数及其参考方向，根据并联型稳压电路基于Multisim验证稳压电路的稳压原理。稳压电路简化模型1）根据稳压电路简化电路模型写出输出电压U0与输入电压UI之间的关系式、回路中各支路电流的关系式，完成表5-10。回路中电压和电流的关系回路中各电压之间的关系

回路中各电流之间的关系2）请根据稳压电路模型分析：当UI不变时，负载RL变化时，输出电压U0的变化。3）请根据稳压电路模型分析：当负载RL不变，电源电压Ui因某种原因发生变化时，输出电压U0的变化。（4）基于Multisim软件搭建稳压管测量电路，假设限流电阻R阻值为400Ω，电源电压为18V，可变电阻器为0~1KΩ，通过测量各支路电流和输出电压来验证稳压特性。根据仿真过程中数值变化完成表５-１１。（5）基于表５-１１中的数值能得出什么结论？（6）当电源电压波动时，比如减小10%或增大10%时重新测量各电参量完成表5-12。（7）基于表5-12中的数值能得出什么结论？任务实施稳压电路的简化电路模型如图5-27所示，电路图中已标出必要的电参数及其参考方向，根据并联型稳压电路基于Multisim验证稳压电路的稳压原理。稳压电路简化模型1）根据稳压电路简化电路模型写出输出电压U0与输入电压UI之间的关系式、回路中各支路电流的关系式，完成表5-10。回路中电压和电流的关系回路中各电压之间的关系

回路中各电流之间的关系（1）根据稳压电路简化电路模型写出输出电压U0与输入电压Ui之间的关系式和回路中各支路电流的关系式填入表中回路中电压和电流的关系回路中各电压之间的关系

回路中各电流之间的关系2）请根据稳压电路模型分析：当UI不变时，负载RL变化时，输出电压U0的变化。当电源电压保持不变，UI不变,而负载电阻RL减小,电流IL增大，电流I增大,电阻R上的压降增大。负载电压Uo因而下降。只要Uo下降一点，稳压管电流IZ就显著减小，使通过电阻R的电流I和电阻上的电压回降,近似保持不变，因此负载电压Uo也就近似稳定不变。3）请根据稳压电路模型分析：当负载RL不变，电源电压Ui因某种原因发生变化时，输出电压U0的变化。当交流电源电压增加而使整流输出电压UI随着增加时，负载电压Uo也要增加。Uo即为稳压管两端的反向电压。当负载电压Uo稍有增加时，稳压管的电流IZ就显著增加，因此限流电阻R上的压降增加，以抵偿UI的增加，从而使Uo保持近似不变。（4）基于Multisim软件搭建稳压管测量电路，假设限流电阻R阻值为400Ω，电源电压为18V，可变电阻器为0~1KΩ，通过测量各支路电流和输出电压来验证稳压特性。根据仿真过程中数值变化完成表５-１１。基于Multisim软件搭建稳压管测量电路基于Multisim软件测量稳压电路的中相关电参量（5）基于表５-１１中的数值能得出什么结论？从上表可以看出RL取最大值的16%时是稳压管VZ的反向饱和与击穿的临界状态，RL取大于最大值16%时，稳压管VZ具有稳定电压的作用，电源电流总和等于负载电流加稳压管电流，稳压管1N4735A的稳定电压为5.105V。（6）当电源电压波动时，比如减小10%或增大10%时重新测量各电参量完成表5-12。电源电压增加百分之十后稳压管测量电路电源电压增加百分之十稳压电路的中相关电参量（7）基于表5