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基于PSPICE的直流稳压电源电路仿真分析

现代生活中电源的应用十分广泛，大部分的电子、电气设备，都必须有电源给其提供能量，它
才能工作。因此电源是所有电子设备必不可少的组成部分，电源的产生，使电子轻工业，特别是
电子计算机、家用电器、实验仪器仪表等现代社会生活中必不可少的组成部分得到了快速发展，
并促进了人类生活方式的变革。本文将简要设计并分析一种线性直流稳压电源的设计原理、工作
原理及参数计算仿真结果，并给出其技术指标。

一、直流稳压电源设计要求
1.输出电压Vo=6~12V连续可调
2.纹波电压﹤=10mV

一、概述

本题所设计的直流稳压电源根据其技术指标设定，该电源可用作实验用电压源或生活中的充
电及收音机、录音机的电源；该电源制作成本低，效果好稳定性高，且带有安全保护装置。缺点
就是体积较大、笨重，不便于携带。但从总的方面来说，利大于弊，我们把它用在该用的地方，
就能发挥它应有的作用，更好的为我们服务。
随着电子计算机技术的发展，计算机辅助设计已经逐渐进入电子设计的领域。模拟电路中的
电路分析、数字电路中的逻辑模拟，甚至是印制电路板、集成电路版图等等都开始采用计算机辅
助工具来加快设计效率，提高设计成功率。而大规模集成电路的发展，使得原始的设计方法无论
是从效率上还是从设计精度上已经无法适应当前电子工业的要求，所以采用计算机辅助设计来完
成电路的设计已经势在必行。同时，微机以及适合于微机系统的电子设计自动化软件的迅速发展
使得计算机辅助设计技术逐渐成为提高电子线路设计的速度和质量的不可缺少的重要工具。在电
路设计工作方面，最初使用的是Protel公司DOS版本的Tango软件，在当时这一软件被看作是多
么的先进，因为在这以前没有人能像电脑那样快速、准确的画出电路图，制出电路板。如今，随
着Windows95/98及NT操作系统的出现，一些更方便、快捷的电路设计软件应运而生。如：Tango、
Protel、OrCAD、PSpice、ElectronicsWorkbench、VeriBest、PAD2000等。
二、直流稳压电源的三种解决方案及方案论证

设计的要求是，输出电压：6~12V连续可特调，输出纹波电压不小于10mV。要实现这一电
源的指标，可以设想出许多的方案，通过论证选取最佳方案。
2.1方案的设想

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方案一：经分析与查找资料，可采用自激式稳压开关电源。稳压开关电源的电路原理图如
下图所示：

L2
Q1

1R1001PORTLEFT-L
D4CHOKEHASH-FERRITE
1R1
1R
V1D2A
VOFF=反馈控制-调整驱动C2
VAMPL=4-+2OPR2100CAP
FREQ=C3Q2
CAP
1R1001R3
2RESISTORVAR
1
3DB102

D3R2
R
Dbreak

图1-1

方案二：可采用线性直流稳压电源，取样放大运用集成运算放大器，电路原理图如下。

Q3
PORTLEFT-L
QbreakN
D5R7R5
1C7
1kU2A1k
TX11CAP
1
AD8073/SO
V2-61
1Vac4-+27C5
0VdcC4+52R4CAP
CAP
3
4
TN33_20_11_2P90
3DB102C6
1n
CbreakD6R6

Dbreak1k

图1-2
方案三：可采用三极管构成的取样放大的线性直流稳压电源，其电路原理图如下。

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Q6

PORTLEFT-L

R6
TIP41270

R3Q8
1ks9014R5
D11k
4D2
T1AC1
V21415V10uF
220V1
311V3-+1
50Hz2R8
252200uFC2
C500uf
TRNSFMR67140890Q5Q73
s9014
s9014
21N4007
R20.1uF
15kCAPNP2.7k
D3R

R15v1
620

0
图1-3
2.2方案论证
从图可以看出，方案一不需要经过变压器降压，其原理是通过把经过整流滤波后的脉动直流通过
开关三极管的导通与截止变成方波脉冲，通过控制方波的脉宽（即PWM脉宽调制）实现降压与
稳定输出。开关稳压电源的优点是：省去了笨重的变压器，使得其体积的重量大大减小，而且开
关三极管处于导通和截止状态，因此其效率得到了大大的提高，达到90%以上。但是，制作开关
电源较难，其电路本身较复杂，调试困难，且存在纹波电压较大的缺点（Vdd>100mV）,鼓不合
本题的设计要求。
方案二使用变压器降压，采用运放进行取样放大，制作调试简单，输出电压精度高，纹波电
压小。该电路由于调整管的原因，效率较低（一般只有40%），电压覆盖范围窄，变压器体积大
笨重，且运放需要双电源