基于Multisim14的桥式整流滤波电路仿真分析
蒋莉莉
（泰州技师学院江苏泰州225300）
摘　要：对于初学者来说，模拟电路概念抽象、原理复杂，不容易理解和掌握。模拟电路实验虽然有助于加深对理论知识的理解，但由于受实验设备、场地和时间的限制，操作并不是特别方便。随着计算机辅助设计的发展，Multisim14仿真软件应运而生，借助Multisim14进行仿真实验，可以方便地更换元件、调整电路结构、调换仪器仪表、观看测试点的波形。本文以桥式整流滤波电路为例，详细地描述了Multisim14的具体应用过程；通过搭建电路、运行仿真、观察输入输出波形，达到理解电路工作原理的目的；改变相应的参数，对比观察各参数对应的波形，以此来分析相关参数具体的作用。利用Multisim14仿真软件辅助教学，不仅增强了学生的学习兴趣，还提高了学生分析问题和解决问题的能力。
关键词：M ultisim14 桥式整流滤波电容波形平滑
中图分类号：T N02文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(c)-0016-04
Simulation Analysis of Bridge Rectifier Filter Circuit Based on
Multisim 14
JIANG Lili
(Taizhou Polytechnic College, Taizhou, Jiangsu Province, 225300 China)
Abstract: For beginners, the concept of analog circuit is abstract, the principle is complex, it is not easy to under-stand and master. Although the analog circuit experiment helps to deepen the understanding of theoretical knowl-edge, its operation is not particularly convenient due to the limitations of experimental equipment, space and time. With the development of computer aided design, Multisim14 simulation software came into being. With the help of Multisim14 simulation experiment, it is convenient to replace components, adjust circuit structure, exchange instru-ments and watch the waveform of test points. Taking the bridge rectifier filter circuit as an example, this paper de-scribes the specific application process of Multisim14 in detail. By building the circuit, running the simulation and observing the input and output wave forms, the purpose of understanding the working principle of the circuit is achieved. Change the corresponding parameters and observe the waveform corresponding to each parameter, so as to analyze the specific role of the relevant parameters. The use of Multisim14 simulation software to assist teaching not only enhances students' interest in learning, but also improves students' ability to analyze and solve problems.
Key Words: Multisim 14; Bridge rectifier; Filtering; Capacitance; Wave form; Smooth
1  Multisim14仿真软件
通常完成桥式整流滤波电路实验，需要先用电子元件搭建出电路，然后进行通电调试，最后通过示波器观察电路板上的波形。如果改变电路板上的元件参数，则必须要重新更换元件，重新制作电路板，这种方法效率低且成本高［1-2］。
随着计算机技术的发展，计算机辅助设计在电子电路领域的应用越来越广泛。Multisim14是美国NI公司推出的以Windows为基础的仿真工具。利用Multi⁃sim14，可以搭建一个与实际电子电路相似的电路环
DOI：10.16660/jki.1674-098X.2205-5640-3292
作者简介：蒋莉莉（1982—），女，硕士，高级讲师，研究方向为电工电子。
境，并对电路工作过程进行仿真，实验所需的元件种类和数量不受限制，无需重新制作电路板，降低了实验成本，提高了实验效率。通过仿真结果，可以直观地观测到仿真波形和电压大小，为分析电路的特性提供了良
好的平台［3-4］。
2  桥式整流电路
multisim接地在哪
整流电路主要利用二极管的单向导电性，将交流电转变为脉动的直流电，常用的有半波整流、全波整流和桥式整流。本文引入桥式整流电路，启动Multi⁃sim14，搭建仿真电路。在元件工具栏的Sources 库中，选择交流电源V 1（电压有效值为30V ，频率为50Hz ）及公共接地端；在Basic 库中，选择变比为2∶1的变压器T 1、100Ω的电阻R 1；在Diodes 库中，选择FWB 系列下
的1B4B42整流电桥D 1（由4个二极管组成）。将选择的元件放置在电路窗口中，用鼠标双击元件，修改元件参数值。在仪表工具栏中选择双通道示波器，通道A 为输入电压波形，通道B 为整流后的输出电压波形。单击鼠标，完成整个电路的连接，如图1所示。当二次线圈电压u 2在正半周期时，VD 1、VD 3导通，
VD 2、VD 4截止，电流由变压器二次线圈上端经VD 1→R 1→VD 3回到压器二次线圈下端，自上而下流过负载R 1，
在负载R 1上得到上正下负的电压。
当二次线圈电压u 2在负半周期时，VD 1、VD 3截止，
VD 2、VD 4导通，电流由变压器二次线圈下端经VD 2
→R 1→VD 4
回到压器二次线圈上端，也自上而下流过负载
R 1，在负载R 1上得到上正下负的电压。
图1　桥式整流电路原理图
图2　桥式整流电路输入输出波形
经过桥式整流电路的作用，将输入的正弦交流电压u 2转变为负载R 1上的脉动直流电压输出，利用示波器观察其输入输出波形，如图2所示。
3  桥式整流滤波电路
通过桥式整流电路，可以将交流电压转换成脉动的直流电压，但此时直流电脉动的幅度较大。为了使其输出更加平滑，需要消除其中的交流成分，可以在桥式整流电路中加入储能元件电解电容构成滤波电
路［5-6］
。在上述桥式整流电路中加入一个100μF 的电
解电容C 1，构成滤波电路，如图3所示。
打开仿真开关，双击示波器图标，就会在示波器的
显示屏上显示输入、输出信号的波形。若显示的波形不理想，可分别调整时间刻度、通道A 或通道B 的幅度
刻度和垂直偏差，就会显示清晰可辨的波形，如图4所示。从示波器中观察到，输出电压与平稳的直流电压还有一定的差距，波形中还含有一定的脉动成分。
为了获得更为理想的平滑电压，需要更换滤波电容的容值，分别设置为470μF 、4700μF ，如图5所示，可以观察到不同电容滤波的效果。随着接入电容的不断增大，输出电压的波形趋于平滑，直流电压中的交流成分大大减小了。
4  结语
桥式整流滤波电路是最基本的电子电路，通过Multisim14，对桥式整流滤波电路进行仿真，定性地分析了电路的特性；
通过对不同参数下的波形对比，可以观察到增加电解电容的电容值，
能有效地减小脉动，增
图4　桥式整流滤波电路输入输出波形
图3　桥式整流滤波电路原理图
强滤波效果。
利用Multisim14，对电子电路进行仿真分析，有效地帮助学生理解、掌握电路的功能和工作原理，不仅增强了他们的学习兴趣，而且提高了分析问题和解决问题的能力。
参考文献
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图5　不同参数下的输入输出波形