电子系统设计与仿真设计

《电子系统设计与仿真设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湘潭大学电子系统设计与仿真课程设计报告学院信息工程学院专业班级电子信息工程三班学号2015550716学生姓名彭有为指导教师苏永新完成日期2018年4月22日目录一、设计目的3二、设计要求3三、方案设计与论证3（1）方案一：LM317+电路计数+模拟电路3（2）方案二：LM317+单片机计数+模拟电路4（3）方案三：稳压电路+数字电路计数+D/A转换4四、设计原理及电路图4（1）整流滤波电路4（2）辅助电源5（3）数字控制部分5（4）电压调节模块5（5）整体设计电路6五、测试与分析7（1）输出电压7（2）纹波与输出电流9（3）稳压系数9（4）直流

2、电源内阻10六、结论与心得11七、参考文献11一、设计目的1．掌握电子系统设计的基本原理和方法，应用方案比较、方案论证、测试方案论证、测试仪器选择、数据分析、系统总结等方法进行系统整体方案设计；2．具有设计、仿真单元电路和整体系统的能力；3.具有运用相关电子设计工具软件（如Multisim）的应用能力，能使用相应软件进行实例设计；4.具有综合分析测试数据的能力。二、设计要求主要任务：基于Multisim的AC-DC数字稳压电源设计与仿真，技术指标要求如下：设计并制作有一定输出电压调节范围的数控直流稳压电源。基本要求如下1．输入220V，50Hz交

3、流电，输出直流电压调节范围2~9V；2.输出直流电压能步进调节，步进值为1V，由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增、减；3．纹波小于10mV，输出电流不低于500mA；4．稳压系数（输出电压变化量与输入电压变化量之比）小于0.2；5．直流电源内阻小于5欧姆；6．由一个8段数码管显示当前设置的电压值。7.设计能支撑上述系统工作的辅助电源（即，1-6描述的是数字稳压电源，但为了让这个数字稳压电源工作，一般要外接工作电源，该部分就是设计该工作电源）。三、方案设计与论证（1）方案一：LM317+电路计数+模拟电路论证：使用的器件量较小，但对器件的依

4、赖性较大、调试较困难、与计算机配合不如数字技术方便。（2）方案二：LM317+单片机计数+模拟电路论证：单片机的可编程性强，但需要的器件太多，不易调试。（3）方案三：稳压电路+数字电路计数+D/A转换论证：对器件的依赖性较小、调试较容易、与计算机配合方便、具有可编程功能。最终选用此方案。四、设计原理及电路图（1）整流滤波电路设计思路：整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。按照电路结构可分为零式电路和桥式电路；桥式电路是基于零式电路的，实际上是由两个半波电路串联而成，它不仅克服了零式电路只利用了电源的半个周期、整流电压的脉动大的不足而且已有性能

5、好、使用方便的集成整流桥块；基于此次设计要求，选择单相桥式整流电路（集成整流桥块）。仿真电路图：（2）辅助电源设计思路：根据变压器型号和整流滤波电路的输出以及电路内部芯片所需电压，将两级安全降压至5V。仿真电路图：（3）数字控制部分设计思路：通过“+”“—”按键开关产生上升沿或者下降沿信号使得可逆计数器计数，运用加法器实现数码管显示始终从2开始而非从0开始，这样很简单的满足电压输出为2V开始的要求；仿真电路图：（4）电压调节模块设计思路：基于数字译码技术和电阻网络的电压调节，灵活性极强、成本很低，适合初学者做相关实验和设计。仿真电路图：（5）整体

6、设计电路五、测试与分析（1）输出电压Uo=2VUo=3VUo=4VUo=6VUo=9V（2）纹波与输出电流由输出电压测试可知，纹波均小于10mV。输出电流测试如下：可见输出电流不小于500mA，符合设计要求（3）稳压系数Ui=220V,Uo=5.040VUi=260V,Uo=5.044V稳压系数=ΔUo/Δui=0.004/40=0.0001，符合设计要求（4）直流电源内阻Uo=2.035V时I=0.508A，因此R=Uo/I=4.006Ω，符合设计要求。六、结论与心得此次课程设计实现了数字电路实现双闭环控制的直流升压式稳压电源的系统。从电路设计

7、的过程中可以看出，开关电源的控制模块的选取对整个系统有着十分重要的影响。与传统的利用模拟电路控制相比，使用数字式集成芯片可以使电路控制更为方便、易于操作，可以从根本上提高系统的性能指标，尤其是使控制电路的元器件数量明显减少，缩小了控制板体积，提高了系统的抗干扰能力。通过这次课程设计让我对电力电子技术这门课有了更为深入的了解，还熟练掌握了运用multisim软件对一些基本的电路进行仿真实验，很好的将理论与实践结合了起来。尤其是对升压变换电路，通过控制全控型开关如MOSFET管的触发脉冲来实现管子的通断，从而改变输出电压的大小，并了解PWM控制电路的

8、原理及其常用的集成芯片。本次设计的升压式开关电源系统基本上已经达到了设计的要求，但还存在一些不足之处，如输出结果可能和理论值有所偏差，但