本站原创摘 要: 利用Protel 99 SE软件模拟设计并仿真了直流稳压电源电路,理论计算了该电路的主要参数,模拟分析了该电路工作过程,仿真计算了该电路工作状态,直观地验证了理论分析的结果,并得到相关结论.
关 键 词 : 仿真 电源 Protel 99
中图分类号: TM1 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-066-01
1.前言
直流稳压电源是能够保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压的常用的电子设备.它广泛应用于仪器仪表、工业控制及测量领域中.故设计、制造一个低纹波、高精度的直流稳压电源在电源技术中占有十分重要的地位.采用电路设计仿真工具对直流稳压电源电路的设计理念和输出进行仿真验证是提高设计质量、降低研制成本、缩短研制周期的有效手段,在电源设计工作中有着重要的实际应用价值.
仿真即对所设计的电路板进行电器特性的分析,检验其是否符合设计者的要求.如果没有防震功能,在设计阶段就无法检验设计的好坏,只能进行无力的实验,这样,一旦设计阶段出现重大失误,那么一切只能重新再来,造成时间和物质上的极大浪费.对于复杂的电路设计来说更是如此.
Protel 99 SE系统提供了强大的电路仿真功能,能够提供模/数信号的混合电路仿真,本文利用Protel 99 SE软件模拟设计并仿真了直流稳压电源电路,理论计算了该电路的主要参数,模拟分析了该电路工作过程,仿真计算了该电路工作状态,直观地验证了理论分析的结果,并得到相关结论.
2.理论分析
直流稳压电源电路如图1所示,其中仿真信号源为频率为50Hz,幅值为311V的正弦波信号,三极管电流放大倍数为205,稳压管D2稳定电压6.8V,其他参数如图所示.
图1 直流稳压电源电路图
该电路理论计算如下:
(1)输入电压:
(2)经变比为5:1的变压器变压后,变压器副线圈两端电压:
(3)经D1全桥整流后,再经C1滤波后, 由经验公式估算电路两端输出电压平均值应为:
(4)由于稳压管D2稳定电压为6.8V,故三极管基极与集电极电压即电阻R1两端电压为:
(5)三极管工作在线性放大区,故输出电压为:
3.计算机仿真结果
图2 输入波形图图3 a、b两点电位波形图
图4 c点电位波形图图5 输出电压波形图
由以上分析结果可以看出:计算机仿真计算的结果中图3与理论计算中的相符合,图4与理论估算中的相符合,图5与理论计算中的相符合.
4.结论
(1)计算机仿真结果不但结果更精确,而且速度非常快,大大减轻了电子线路设计人员的计算强度,尤其在需要经常改变电路元件参数时或计算复杂电路时,计算机仿真计算的快捷、方便、精确的优越性就更显得突出.
(2)利用计算机方针软件设计分析电子线路可以省去很多新产品调试时间,也可以及时发现设计中的错误,避免浪费,即节约了成本有提高了效率.
(3)利用Protel 99 SE软件对一个电路进行仿真时,一般步骤是先放置信号源,再设置好自己想要仿真的内容,最后启动仿真程序,输出结果.
(4)计算机仿真结果与理论计算结果很接近,直观的体现了理论计算结果.因此,计算机仿真电路的技术具有很强的实用性.
(项目基金:辽宁省教育厅科研项目2009A788)
注释:
肖玲妮.Protel 99 se 教程[M].清华大学出版社,2003.
胡锦.电工电子技术基础[M].中国水利水电出版社,2009.