（一）教学视频

（二）教学课件

（三）教学内容

通过Multisim或Proteus仿真软件，对机器人直流稳压电源的数显模块电路进行仿真，对输入输出电压、电流、负载效应、过压保护及过流保护方面进行测试，以验证电路是否达到设计要求，以及工作的可靠性和准确性。

（1）输入输出连续可调。

1）设置交流源

设置交流源为（AC）198V、47.5HZ，即220V-10%、50HZ-5%。双击交流源，弹出交流电源属性对话框，修改图5.14中的Voltage为198V，Frequency为47.5Hz。

要求：当输入输出电压为：单相（AC）220V±10%、50HZ±5%时，输出电压为DC: +3～+15V，

图5.14 交流电源属性对话框

2）放置万用表

单击仪器仪表工具栏中的图标“”（Multimeter），在输出端放置一个万用表，双击万用表图标，弹出万用表设置面板，选择电压（V）、直流（—），连接好线，如图5.15所示。

图5.15 万用表其面板

3）运行仿真

单击工具栏图标“”（Run）或按F5，运行仿真系统，调整取样电位器RP2，观察输出端万用表读数。

4）观察记录结果

按照要求，调整输入电压及频率和取样电位器，分别对交流源220V±10%，50HZ±5%时进行仿真测试，记录结果如表5.1所示。

             表5.1 电源输入输出电压测试结果表                  

  5）分析当输入电压发生变化时，输出电压是否满足设计要求，上表结果表明，该电路满足电压输出要求。

（2）输出电流及负载效应测试

1）放置测试仪表

在输出端接上一个100Ω的可调电位器为假负载，并串联一个万用表，选择直流电流档，如图5.16所示。

图5.16 输出电流及负载效应测试电路

2）测量输出电压和负载电流

要求：当输入电压为220V50Hz时，输出电流为0～800mA，负载效应：≤5%。

根据要求可知，当负载发生变化，即负载电流发生变化时（0～800mA），其输出电压变化率要≤ 5%。

设置输入电压为220V50Hz时，调节取样电位器到最大值和最小值，再分别调节负载电位器，观察输出电压和负载电流变化情况。

3）记录仿真结果

将仿真测量所得结果做好记录，如表5.2所示。

表5.2 输出电压和负载电流仿真结果

4）结果分析

当最低电压输出时：

由表5.2可知，当负载为100Ω时,输出电压为2.708V，负载电流为27.076mA；当负载为3Ω时, 输出电压为2.769V,负载电流为896.593mA。

因此：

结果远小于设计要求的5%，符合设计要求。

当为最高电压输出时：

由表5.2可知，当负载为100Ω时,输出电压为15.67V，负载电流为156.697mA；当负载为19Ω时, 输出电压为15.553V,负载电流为818.574mA。

因此：

结果也远小于设计要求的5%，符合设计要求。

（3）输出纹波噪声电压测试

1）当输出电压为2.708V和负载电流为27.076mA时:

最低输出电压的纹波（包括噪声）如图5.17所示，其峰峰值约为(0.1*50mV=5mV) << (2.708V*2%=54.16mV) ，满足电路设计要求。

图5.17 最低输出电压时的纹波电压

2）当输出电压为15.67V和负载电流为156.679mA时：

最高输出电压的纹波（包括噪声）如图5.18所示，其峰峰值约为(0.3*200mV=60mV) << (15.67V*2%=313.44mV)，满足电路设计要求。

图5.18 最高输出电压时的纹波电压

（4）过流保护测试

最大输出电流为800mA，当越出20%时:即为800mA(1+20%)=960mA,电路起保护作用，适当考虑电源本身消耗，可设为1A。在变压器输出端串联一个1A的保险管，即可实现该过流保护功能。

（5）过压保护测试

设置输入电压为220V（1+10%）=242V，RP2\RP3均调为0%时，调节RP1，测量输出电压如表5.3所示。当电位器RP1调节至10-15%时，电路处于过压保护临界值，当过压时，电路起保护作用，实际电路采用高精密电位器，可以精确调至242V。

               表5.3过压保护测试