关于线性稳压器的 Spice 模型的电源设计方案
我们将看到使用宏模型 78xx模拟电源。使用的主要电子软件是 ltspice（用于电源应用）。它是一种高性能 spice 仿真软件、原理图捕获和波形查看器，具有增强功能和模型，可简化模拟电路的仿真。
spice 库 不幸的是，许多电子仿真程序本身并不使用 78xx 和 lm317 稳压器的库。78xx 稳压器是相当复杂的电路，由数十个晶体管、电阻器和电容器组成（图 1），其目的是将输入电压降低到特定且精确的值。
图 1：稳压器 78xx 的复杂电气原理图
在 ltspice 中，包含任何组件的 spice 模型非常简单。最好手动绘制新组件的符号（扩展名为“.asy”），并创建名称显示在“.subckt”中的引脚（图 2）。在接线图中，需要包含带有 spice 指令的库：
.lib 名称.lib
或
.inc 监管机构.lib
图 2：如何绘制新组件
7805 的完整模拟 7805 稳压器的绝对最大额定值如下：
输入电压：35v 热阻结壳 （to-220）：5°c/w 结空气热阻 （to-220）：65°c/w 工作温度范围：–40°c 至 125°c 输出电流：高达1a 峰值电流：2.2a 现在让我们对 7805 稳压器的使用进行一些模拟。7808、7812、7815、7824其他电压的原理相同。在图3中，我们可以观察到典型的应用方案。
图 3：7805 稳压器的典型应用
示例中的电源电压是可变的，而输出电压为 5 v，使用 10 ω 电阻负载，具有 500 ma 的强电流。让我们通过在 7 v 和 35 v 之间的范围内改变电源电压来检查效率图，查看图 4中的图。使用以下公式计算效率：
（v（out） × i（r1））/（v（in） × –i（v1）） × 100
图 4：通过在 7 v 和 35 v 之间改变电源电压和 100 ω 负载来提高电路效率
例如，电源电压为 12 v 时，电路效率为 41.3%，而电源电压为 20 v 时，电路效率下降至 24.7%。从图中可以看出，电路的最大效率（约 65%）对应于最低电源电压，等于 7 v。设计人员应考虑这些参数。通过将电源电压增加到 35 v，7805 稳压器的功耗显着增加，其曲线如图 5所示。
图 5：7805 稳压器消耗的功率
现在让我们评估 7805 的输出电压作为负载的函数，以欧姆表示。该图显示在图 6的左侧，表明稳压器的输出电压是恒定的 （5 v），直到负载电阻降至 2 ω 以下。在这种情况下，由于稳压器的内部保护介入，输出电压急剧下降。7805 的输出电流显示在同一图的右侧，具体取决于负载，以欧姆表示。
图 6：输出电压和电流与负载的关系图
让我们分摊热量
通常，当输入电压远高于输出电压时，串联使用两个或多个稳压器会很有用。使用两个稳压器，效率没有提高；相反，它略低，但有助于在两个设备上分配耗散，如图 7 所示。两个电路的目的是将电压从 20 v 降低到 5 v。左侧的第一个电路仅使用 7805 稳压器，而右侧的电路使用 7812 和 7805 级联。左侧第一个电路的功耗因此分布：
电池产生的功率 v1 （v（in） × –i（v1））：10.1 w
7805 （v（in） × ix（x1:1） + v（out） × ix（x1:3）） 的功耗：7.6 w
负载 r1 的耗散功率 （v（out） × i（r1））：2.5 w
第一回路效率：24.76%
右侧第二个电路的功耗因此分布：
电池产生的功率 v2 （v（in2） × –i（v2））：10.2 w
7812 （v（in2） × ix（x3:1） + v（n001） × ix（x3:3）） 的功耗：4.14 w
7805 的功耗 （v（n001） × ix（x2:1） + v（out2） × ix（x2:3））：3.5 w
负载耗散功率 （r2 v（out2） × i（r2））：2.5 w
第二回路的效率：24.52%
第二个电路的效率略低，但两个器件上的耗散是分布的。
图 7：两个稳压器的使用
使用三个稳压器（7815、7812 和 7805），功率划分如下：
电池 v3 产生的功率：10.3 w 7815 的耗散功率：2.65 w 7812 的耗散功率：1.58 w 7805 的耗散功率：3.56 w 负载耗散功率：2.5 w 效率：24.28% 7805 是否仅将电压稳定在 5 v？
我们来试试图 8的接线图，它提供了一个电阻连接到稳压器的引脚，该引脚通常接地。
图 8：7805 的可变电源
通过将该电阻 （r2） 的阻值从 50 ω 更改为 3，000 ω，输入电压为 20 v，我们可以获得 5.2 v 和 17.7 v 之间的输出电压。该电阻的最大吸收约为 5 ma（最大耗散为 60 mw）。为此，我们可以使用电位器来构建连续可变的电源（图 9）。输出电压还取决于连接的负载。下表显示了一些示例。
图 9：通过改变 r2 的值，我们可以获得可变电源。
研究这种可变电源的效率非常有趣，其曲线如图 10所示。更高的性能值显然对应于更高的输出电压和更少的散热。
图 10：通过改变 r2 的值，电路的效率有所不同。
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.lib 名称.lib
或
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7805 的完整模拟 7805 稳压器的绝对最大额定值如下：
输入电压：35v 热阻结壳 （to-220）：5°c/w 结空气热阻 （to-220）：65°c/w 工作温度范围：–40°c 至 125°c 输出电流：高达1a 峰值电流：2.2a 现在让我们对 7805 稳压器的使用进行一些模拟。7808、7812、7815、7824其他电压的原理相同。在图3中，我们可以观察到典型的应用方案。
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（v（out） × i（r1））/（v（in） × –i（v1）） × 100
图 4：通过在 7 v 和 35 v 之间改变电源电压和 100 ω 负载来提高电路效率
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7805 的功耗 （v（n001） × ix（x2:1） + v（out2） × ix（x2:3））：3.5 w
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