AC12V整流稳压为DC5V（LTspice仿真）

用LTspice仿真AC12——DC5V

LTspice简介

        LTspice 是由 Linear Technology开发的一款免费的电路仿真软件，旨在帮助电子工程师设计和分析模拟电路。它能够模拟电路在不同条件下的行为，并提供丰富的仿真工具和功能，以满足专业设计的需求。

        下载路径：https://www.analog.com/cn/resources/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

电路搭建

  整流电路

        右击电源显示参数框，由于AC12V为平均值，因此选择振幅约为16.97V，频率为50Hz。

        整流电路”（rectifying circuit）是把交流电能转换为直流电能的电路。本次仿真利用二极管单向导通的特性，采用桥式整流电路进行整流。

        桥式整流具有全波整流电路的优点，同时在一定程度上克服了它的缺点。四个二极管未选型号，均为理想二极管，在输出端采用电容进行滤波来减小电压电流波动。

        绿色为电源输出电压波形，红色为整流后的电压波形。运行仿真后可知，经过桥式整流波形趋于平稳，由AC12V转变为DC12V。

  稳压电路

    1.简单稳压电路

        要使12V稳压至5V，可以采用齐纳二级管进行稳压，选用AZ23C5V1型齐纳二极管，其工作电流为50mA,标称稳定电压为5.1V。

        根据理论计算，其所需限流电阻阻值范围为：

        为输入电压   为工作电流  为负载工作电流  为齐纳二极管稳压值

        由此可得出的取值在1003.6~95.28之间，但根据实际调试情况在78Ω左右时输出电压最接近5V。

        下图为稳压电路图和输出电压波形图，电压值稳定在4.98V，波动范围在±50mV内，其电压波动可能是受前面电容滤波影响。

    2.电路优化（输出电压可调＋负载能力提高）

        上述电路仅能完成简单稳压，负载较低。为了使输出电压可调并提高负载能力，在原来的基础上对电路进行了如下改进。

        电压可调：稳压二极管通过和进行分压，并联电容进行滤波，运放AD549所得电压为和的比值。

        提高负载能力：采用运算放大器和NPN组合增大负载电流能力。AD549的供电电压为前面整流滤波后所得直流电，有一定的波动性，但不需要外接直流电。由下图可知，经过运放和NPN后，负载能力提高（为模拟负载的电阻），电压稳定在5V左右。

从外部导入元器件

        电路中的齐纳二极管AZ23C5V1是从外部导入LTspiced的元器件，以下为外部导入方式的介绍（以TI和Diodes为例）。

 Diodes网址：https://www.diodes.com/

TI网址：https://www.ti.com.cn/

       跳转到官网首页后点击“产品”->“分立组件”->“二极管与整流器”。

          

        选择自己所需要的元器件，点击进入。

        在左侧可筛选符合条件的元器件，选择完以后点击该元器件进入详细页面。

        点击Spice模型链接进行下载。

        在TI官网也是类似操作。

        下载完成后，用LTspice打开下载的文件。

        选中文件中元器件名称，这里为“DI_AZ23C5V1”,右键进行模型创建（“Create Symbol”）。

        随后可在元器件栏的相关保存处进行搜索使用。如若发现仿真未报错，则说明模型导入成功。