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直流可调稳压电源的设计与Proteus仿真应用

摘要：本文研究了直流可调稳压电源的设计及基于Protues的仿真。主要介绍了稳压电源

的硬件电路、参数设定、Proteus软件仿真等方面内容。
0引言

直流稳压电源的作用是通过把50Hz的交流电变压、整流、滤波和稳压从而使电路变成

恒定的直流电压，供给负载。设计出的直流稳压电源应不以电网电压的波动和负载的变换而

改变。

直流稳压电源的种类有很多，常用的是串联型直流稳压电源，而由于集成技术的发展，

集成稳压器件方便而可靠，逐渐代替了串联型直流稳压电源中的调整管及相关电路。

主要的集成稳压器件有：固定式稳压器件W78XX和W79XX;可调式稳压器件

W117、W217和W317。

W78XX稳压器件用来稳定正电压，而W79XX稳压器件用来稳定负电压。它们的输

出电压各有7个等级，W78XX输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V.如W7805

输出+5V直流电压，W7809输出+9V直流电压。输出电流有三个等级，分别为1.5A、

0.5A（M）和0.1A（L）.如W7805最大输出电流为1.5A,W78M05最大输出电

流为0.5A,W78L05最大输出电流为0.1A。

可调式稳压器件LM117/LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电

路。LM117/LM317的输出电压范围是1.25-37V,负载电流最大为1.5A.它的使用非常

简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外，它的线性调整率和负载调整率也比标准的

固定稳压器好。LM117/LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。调整端使

用滤波电容能得到比标准三端稳压器高得多的纹波抑制比。

1Proteus软件。

Proteus软件是由英国LabcenterElectronics公司开发的EDA工具软件，已有近

20年的历史，在全球得到了广泛应用。Proteus软件的功能强大，它集电路设计、制版及

仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能

够对微处理器进行设计和仿真，它的强大的元件库可以和任何电路设计软件相媲美。它的电

路仿真功能可以和Multisim相媲美，且独特的单片机仿真功能是Multisim及其他任何仿

真软件都不具备的；它的PCB电路制版功能可以和Protel相媲美。

Proteus是一个基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系统软硬件设计仿

真平台。它包含ISIS和ARES应用软件。
ProteusISIS实现了单片机仿真和SPICE电路仿真的结合。具有模拟电路仿真、数

字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI

调试器、键盘和LCD系统仿真等功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号

发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有68000系列、8051系

列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及

各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功

能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有

这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件。具有

强大的原理图绘制功能。

ARES---高级PCB布线编辑软件。

ARESPCB设计系统的主要特性表现在：

有16个铜箔层，2个丝印层和4个机械层；能够将元件进行任意角的布置；在放置

元件时能够自动生成飞线（Ratsnest）和力向量；具有理想的基于网表的手工布线系统；

物理设计规则检测功能可以保证设计的完整性；具有超过1000种标准封装的元件库；具

有完整的CADCAM输出以及嵌板工具；当用户修改了原理图并重新加载网表，ARES将

更新相关联的元件和连线。同理，ARES中的变化也将自动地反馈到原理图中。

在Proteus中，从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成，真正

实现了从概念到产品的完整设计。Proteus从原理图设计到PCB设计，再到电路板完成的

流程。

基于单片机的应用电路原理图，显示的画面处于仿真运行状态。设计者可以从Proteus

原理图库中调用所需库元件，然后通过合适连线即可。单片机内可通过单击单片机芯片加入

已编译好的十六进制程序文件，然后运行仿真即可。运用Proteus的PCB制版功能设计

出的电路板，可通过原理图生成网络表后设计布局而成。根据设计的PCB加工而成的电路

板和安装焊接完成后的实际电路。可见，整个电路从设计到实际电路