直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法精選(九篇)

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第1篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

【關(guān)鍵詞】開關(guān)型 直流穩(wěn)壓電源 探究 電路設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）04-0163-02

在電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與技術(shù)革新下，開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源以其自身的工作表現(xiàn)與其可靠性成為我國電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源自重輕，工作內(nèi)故障低，工作效率高，且其性價(jià)比占優(yōu)勢(shì)，并具有功耗曉得良好表現(xiàn)。相比于其他開關(guān)型電源，開關(guān)型穩(wěn)壓電源應(yīng)用范圍廣，競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，特別是對(duì)于粒子加速器等電源應(yīng)用范圍來說，開關(guān)型穩(wěn)壓電源具有著良好的專業(yè)性與穩(wěn)定性。通過對(duì)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研讀與相關(guān)的影響因素分析，目前此類技術(shù)研究區(qū)域人員都是采用移相控制橋來對(duì)DC/DC變換小信號(hào)模式進(jìn)行開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)。

1.對(duì)于動(dòng)態(tài)小信號(hào)模型的相關(guān)闡述

對(duì)于動(dòng)態(tài)小信號(hào)模型來說，不同的模型選取進(jìn)而得到的設(shè)計(jì)結(jié)果都會(huì)存在差異。所以，在模型的選取上，應(yīng)根據(jù)其實(shí)際情況進(jìn)行分析與配置。對(duì)于開關(guān)電源來說，其本質(zhì)是作為一個(gè)非線性的控制對(duì)象在進(jìn)行工作，如果要對(duì)其進(jìn)行成功的設(shè)計(jì)與分析，那么在進(jìn)行指導(dǎo)建模時(shí)，應(yīng)以近似建立在其穩(wěn)態(tài)時(shí)的小信號(hào)擾動(dòng)模型為依據(jù)。這一思路一方面取決于小信號(hào)擾動(dòng)模式穩(wěn)態(tài)時(shí)具有與設(shè)計(jì)目標(biāo)相近的工作表現(xiàn)；另一方面也是由于這樣的模型對(duì)于大范圍擾動(dòng)時(shí)的擬態(tài)不夠精準(zhǔn)，會(huì)造成相應(yīng)結(jié)論的誤差或偏差。基于此，以小信號(hào)擾動(dòng)模型來進(jìn)行開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)是保證其最終設(shè)計(jì)結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求的必要條件。

2.開關(guān)型穩(wěn)壓電源的相關(guān)性能指標(biāo)

2.1性能指標(biāo)之穩(wěn)定性。通過相關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)踐結(jié)果研究表明，在不同的開關(guān)型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)下，會(huì)產(chǎn)生不同程度的魯棒性。而在暫態(tài)特性方面，其表現(xiàn)也會(huì)相應(yīng)提高。但對(duì)于直流新穩(wěn)壓電源來說，其系統(tǒng)下對(duì)于增益余量的要求是大于或等于40dB，對(duì)于相位余量的要求則是大于或等于30dB。

2.2性能指標(biāo)之瞬間響應(yīng)指標(biāo)。當(dāng)開關(guān)電源處于非穩(wěn)定狀態(tài)下，由于其所受的干擾，輸出量會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的抖動(dòng)現(xiàn)象。且其抖動(dòng)量會(huì)隨著其干擾而變化，當(dāng)干擾停止時(shí)，則其最終也會(huì)回到穩(wěn)定值，基于此，在對(duì)開關(guān)型穩(wěn)壓電源進(jìn)行這方面的性能指標(biāo)確定時(shí)，是以過沖幅度與動(dòng)態(tài)恢復(fù)時(shí)間的長短來衡量其系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的。在此定義下，瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)內(nèi)容主要是表現(xiàn)為，如果穿越頻率越高，則其系統(tǒng)恢復(fù)到動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn)的時(shí)間就越短，另一方面，系統(tǒng)在干擾情況下所表現(xiàn)的過沖幅度與其相位余量呈相關(guān)性。

2.3性能指標(biāo)之電源精度。在電源精度方面，其控制要求嚴(yán)格，一般其最終的電源精度誤差需要控制在設(shè)計(jì)目標(biāo)的1‰以下，且其紋波不得在1‰以上?？紤]到紋波自身的分類有高頻與低頻兩種，而這兩種紋波是基于開頭頻率表現(xiàn)的。如高頻紋波就是受到開頭頻率的影響，必須通過濾波器進(jìn)行控制。而低頻紋波則是受到電網(wǎng)波動(dòng)的影響，必須通過系統(tǒng)的負(fù)反饋來進(jìn)行控制。

3.關(guān)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)

3.1關(guān)于系統(tǒng)下的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)用。目前來說，對(duì)于開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)來說，其補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)是通過PI或者PID的算法來設(shè)計(jì)與制作的。也就是說，PI調(diào)節(jié)器的主要作用是對(duì)抗高頻紋波影響，也就是提高系統(tǒng)對(duì)于高頻干擾能力的抵抗性，但對(duì)于PI調(diào)節(jié)器來說，動(dòng)態(tài)性差的缺點(diǎn)是無法忽視的。目前來說，實(shí)際應(yīng)用中通過引入微分算法后可以有效提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但其缺點(diǎn)也顯而易見：一方面是由于零點(diǎn)的大量引入直接造成系統(tǒng)對(duì)于高頻信號(hào)的敏感度大幅度提高，放大器在此情況下，很容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象；另一方面則是當(dāng)開關(guān)紋波的放大倍數(shù)得到增大時(shí)，放大器也會(huì)隨之進(jìn)入非線性區(qū)，這結(jié)果只會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。目前來說，對(duì)于這些缺陷是以超前滯后的方法來進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹?/p>

3.2關(guān)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)原理

3.2.1理想性技術(shù)指標(biāo)如下：（1）輸入交流：電壓220V（50―60Hz）；（2）輸出直流：電壓5V，輸出電流3A；輸入交流電壓在180―250V區(qū)間變化時(shí)，輸出電壓相對(duì)變化量應(yīng)小于2%；（4）輸出電阻R0

3.2.2關(guān)于開關(guān)型穩(wěn)壓電源的基本工作原理。當(dāng)線性自流穩(wěn)壓電源處于低頻率工作狀態(tài)下時(shí)，那么調(diào)整管的工作由于其體積大，則其效率相應(yīng)低，但當(dāng)其調(diào)整管工作處于開關(guān)狀態(tài)下時(shí)，那么其的工作表現(xiàn)就為體積小，效率高。

3.3開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)探究。從以上論述可以看出，開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)其低功耗的特點(diǎn)是由于晶體管位于開關(guān)工作狀態(tài)下時(shí)，對(duì)于功率調(diào)整管的功耗要求低。特別是對(duì)于理想狀態(tài)下的晶體管來說，當(dāng)其處于一種截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，晶體管所經(jīng)過的電流為0，相應(yīng)的功耗也就為0；另一方面，由于開關(guān)型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的穿越頻率較高，所以對(duì)于電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度得以提高，而且整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度不受低通濾波器的影響；另外，相對(duì)于直流470V的電壓來說，并環(huán)穿越頻率遠(yuǎn)未達(dá)到這一頻率，輸出只為48V，特別是其電壓穩(wěn)定性方式，經(jīng)過測(cè)試，其低頻紋波穩(wěn)定率都在0.996以上，完全滿足了設(shè)計(jì)要求。

4.結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行開關(guān)型穩(wěn)壓電源的電路設(shè)計(jì)時(shí)，小信號(hào)的模型選擇是關(guān)鍵點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高開關(guān)型穩(wěn)壓電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，超前滯后網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償原理有效地彌補(bǔ)了精度電源的紋波限制高的問題。通過實(shí)踐也表明，開關(guān)型穩(wěn)壓電源的適用性非常強(qiáng)，必將為人們生活提供更好的服務(wù)。

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第2篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

[關(guān)鍵詞]單片機(jī) 直流穩(wěn)壓源 智能化電源 閉環(huán)控制

[中圖分類號(hào)]TM[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1007-9416(2010)03-0034-02

直流穩(wěn)壓電源作為電氣設(shè)備及其控制系統(tǒng)的主要電源系統(tǒng),在實(shí)際生活中被廣泛的應(yīng)用于電力電子教學(xué)、電氣設(shè)備開發(fā)研究等工程領(lǐng)域。傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源由于受技術(shù)條件的影響,普遍存在功能簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)誤差大、干擾大、接線復(fù)雜、體積大等問題。傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源對(duì)輸出電壓通常采用粗調(diào)的方式來完成,調(diào)節(jié)精度不高,當(dāng)需要輸出電壓在一個(gè)很小范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí),傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源就難以辦到,嚴(yán)重影響了穩(wěn)壓電源的使用范圍。基于單片機(jī)的智能高精度直流穩(wěn)壓電源,結(jié)合了最先進(jìn)的單片機(jī)控制技術(shù)采用高性能基準(zhǔn)穩(wěn)壓電力電子元件,穩(wěn)壓調(diào)壓精度高而且抗干擾能力強(qiáng),克服了傳統(tǒng)直流穩(wěn)壓源的缺點(diǎn)。同時(shí)整個(gè)控制系統(tǒng)具有完善的保護(hù)電路,大大提高了設(shè)備的使用壽命。隨著電力電子技術(shù)的成熟,單片機(jī)價(jià)格越來越經(jīng)濟(jì),且集成度相當(dāng)高,大大減少了直流電源系統(tǒng)開發(fā)成本,具有明顯的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

單片機(jī)控制的直流穩(wěn)壓電源以AT89S52單片機(jī)作為整機(jī)的核心控制單元,經(jīng)過調(diào)節(jié)AD7543的輸入電壓數(shù)字量來控制系統(tǒng)的輸出電壓,本系統(tǒng)具有可預(yù)置電壓和步進(jìn)調(diào)節(jié)電壓的特性,而且整個(gè)電壓調(diào)節(jié)步進(jìn)值達(dá)到0.1V的小范圍。此系統(tǒng)具有自我檢測(cè)功能、短路保護(hù)等故障處理技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)的工作原理框圖如圖1所示。

從圖1可以看出,整個(gè)系統(tǒng)包含變壓整流單元、鍵盤預(yù)設(shè)電壓?jiǎn)卧?、濾波電路單元、電流檢測(cè)短路保護(hù)單元、電壓反饋單元等多個(gè)部分組成。為了使系統(tǒng)能夠具備自動(dòng)采樣檢測(cè)實(shí)際輸出電壓值的大小,可以通過電壓取樣及電壓調(diào)節(jié)回路,實(shí)時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行采樣,并經(jīng)過相應(yīng)的比較放大電路直接控制單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)程序進(jìn)行相應(yīng)的電壓調(diào)節(jié),保障輸出直流電壓的穩(wěn)定,然后經(jīng)過八段式數(shù)碼顯示管進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示相應(yīng)的系統(tǒng)輸出電壓值。單片機(jī)在得到電壓取樣數(shù)據(jù)后,通過數(shù)字信號(hào)處理中心,獲得相應(yīng)的控制策略,可以通過兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,對(duì)不同的輸出電壓值采取不同的控制策略。當(dāng)電流檢測(cè)回路發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中電流過大時(shí),就直接將信息反饋給驅(qū)動(dòng)電路和單片機(jī)系統(tǒng),控制電路調(diào)整進(jìn)行自動(dòng)短路保護(hù)。利用單片機(jī)為核心處理控制器的穩(wěn)壓電源系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案比較靈活,合理利用軟件編程控制方法來解決電壓值的預(yù)置以及輸出電壓的步進(jìn)控制,比傳統(tǒng)滑檔控制更加精確可靠。由于單片機(jī)是一種電子產(chǎn)品的集成系統(tǒng),可以大大地減少直流電壓源系統(tǒng)內(nèi)部的硬件回路,且采用較為先進(jìn)的電子器件,系統(tǒng)的相應(yīng)時(shí)間和誤差都在有效的控制范圍,大大擴(kuò)大了穩(wěn)壓電壓源的使用范圍,在穩(wěn)壓源系統(tǒng)中得到了廣泛的推廣。

1.2 數(shù)控部分

單片機(jī)AT89S52作為整個(gè)穩(wěn)壓系統(tǒng)的控制核心主要完成電壓輸出值的采樣判斷、鍵盤電壓預(yù)設(shè)控制、控制驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)、輸出電壓值數(shù)字顯示、系統(tǒng)短路自動(dòng)檢測(cè)保護(hù)及其他輔助功能。

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話功能,本系統(tǒng)采用10個(gè)數(shù)字電壓預(yù)設(shè)按鍵和兩個(gè)步進(jìn)(“+”,“-”)按鍵,為了避免有些其他未考慮功能按鍵的使用,最終選用具有16按鍵的輸入鍵盤實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的人機(jī)交互控制電路。輸出電壓值顯示部分采用8位8段式LED數(shù)碼管,數(shù)顯LED管現(xiàn)在已經(jīng)很成熟,易于同其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,可以直接與單片機(jī)輸出相連。但是本系統(tǒng)單片機(jī)作為系統(tǒng)控制核心,數(shù)顯單元只是單片機(jī)控制的一個(gè)點(diǎn),且單片機(jī)I/O端口總數(shù)目有限,必須采用擴(kuò)展電路來控制數(shù)顯部分,因此為了優(yōu)化系統(tǒng),采用一片8155作為單片機(jī)系統(tǒng)的外部擴(kuò)展接口電路,實(shí)現(xiàn)16個(gè)鍵盤的通信接口與LED數(shù)顯的通信接口。鍵盤及數(shù)顯接口單片機(jī)擴(kuò)展電路如圖2所示。

1.3 電壓取樣及電壓調(diào)節(jié)

為了提高輸出電壓的精度,保證電源穩(wěn)定運(yùn)行,利用電壓取樣單元對(duì)電源輸出電壓進(jìn)行檢測(cè),得到一個(gè)電壓信號(hào)的反饋電壓。為了提高單片機(jī)控制系統(tǒng)的整體精度和靈敏度,將采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過比較放大電路,利用一級(jí)運(yùn)算放大器將采樣電壓進(jìn)行放大,再送給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

1.4 電源方案

采用78系列三端穩(wěn)壓器件作為控制核心單片機(jī)及系統(tǒng)各功能芯片的動(dòng)力源,通過輸入電源的全波整流,獲得可靠的穩(wěn)壓供電電源。

1.5 過流報(bào)警功能

為了提高單片機(jī)控制系統(tǒng)的安全可靠性,提高單片機(jī)數(shù)控直流電壓源的人性化服務(wù)。利用電流檢測(cè)回路檢測(cè)系統(tǒng)中的電流值,當(dāng)電流大于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí),通過單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)跳閘,實(shí)現(xiàn)保護(hù)貴重電氣設(shè)備的功能,并可以通過相應(yīng)的蜂鳴器報(bào)警,提醒工作人員對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行檢查看修。

2 軟件設(shè)計(jì)

在實(shí)際硬件電路搭配完成后,為了有效地減小紋波電壓,保證供電可靠性,本系統(tǒng)采用軟件編程方法實(shí)現(xiàn)去峰值數(shù)值濾波,以減小外界環(huán)境干擾對(duì)輸出電壓的影響,數(shù)據(jù)取樣分析判斷是整個(gè)濾波系統(tǒng)的中心部分,取樣的準(zhǔn)確性與否直接影響系統(tǒng)的整體控制。為了保證取樣的可靠性,在整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中設(shè)置了電壓采樣主程序和鍵盤輸入中斷子程序,相應(yīng)的流程圖見圖3和圖4所示:

程序運(yùn)行后,單片機(jī)系統(tǒng)就自動(dòng)開始檢測(cè)是否有鍵按下,若有鍵盤觸發(fā)脈沖,則進(jìn)入電壓預(yù)設(shè)按鍵功能程序。LED數(shù)碼管顯示部分就開始自動(dòng)動(dòng)態(tài)定時(shí)掃描數(shù)據(jù),達(dá)到系統(tǒng)CPU資源得到充分利用。單片機(jī)系統(tǒng)不斷通過取樣電路采集系統(tǒng)輸出電壓數(shù)據(jù),經(jīng)過比較放大和相關(guān)分析判斷,然后通過單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出增減命令對(duì)實(shí)際輸出電壓進(jìn)行相應(yīng)的校正,控制輸出電壓源保持電壓恒定。

3 數(shù)據(jù)分析

把系統(tǒng)相關(guān)的硬件和軟件設(shè)定完成后,對(duì)裝置進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè),其檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)如表1所示:

從表1中可以看出,基于單片機(jī)的直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)可以有效的保障輸出電壓的穩(wěn)定,系統(tǒng)整體誤差在10-2量綱級(jí)內(nèi),誤差相當(dāng)小,完全滿足穩(wěn)壓電源的要求。

4 結(jié)語

以AT89S52單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的一種智能穩(wěn)壓電壓源系統(tǒng),有效保證電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)輸出電壓采用數(shù)顯和鍵盤輸入控制,提高了電源的人性化服務(wù)?；贏T89S52單片機(jī)的一種穩(wěn)壓電壓源系統(tǒng)系統(tǒng)集成度高、可靠性強(qiáng)、具有自我故障檢測(cè)保護(hù)功能,具有良好的實(shí)用價(jià)值。

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第3篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

【關(guān)鍵詞】流穩(wěn)壓電源；漏電保護(hù)；LT1529；分級(jí)穩(wěn)壓

1.引言

隨著電子設(shè)備向高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的方向發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備的供電電源提出了高的要求。直流穩(wěn)壓電路是后級(jí)的功能電路正常穩(wěn)定工作的前提，一種寬輸入電壓范圍、可調(diào)輸出電壓、低的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，安全可靠的直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本文設(shè)計(jì)了一種較低的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，較大的輸入電壓范圍，輸出電壓可調(diào)，自帶漏電保護(hù)裝置的直流穩(wěn)壓電源，具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。

2.總體設(shè)計(jì)方案

為了達(dá)到較低的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，本設(shè)計(jì)中前端穩(wěn)壓電路采用LT1529可調(diào)輸出電壓穩(wěn)壓芯片為主穩(wěn)壓芯片，該芯片額定輸出電流最高可達(dá)3A，可接受最低輸入電壓5.5V，性能出色，在輸入電壓大于15V時(shí)，自動(dòng)切換為兩級(jí)穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)，避免LT1529輸入電壓過高。本設(shè)計(jì)使用AD623差分儀表運(yùn)算放大器對(duì)采樣電阻上的壓降進(jìn)行放大，使用MSP430F149最小系統(tǒng)板來實(shí)現(xiàn)電壓采集、功率計(jì)算，并使用1602顯示功率和電流。后級(jí)的漏電保護(hù)電路采用AD623差分儀表運(yùn)算放大器對(duì)兩個(gè)采樣電阻上的電壓進(jìn)行差分放大實(shí)現(xiàn)漏電檢測(cè)，使用LM311電壓比較器控制繼電器自鎖電路控制輸出電路通斷。電路由純模擬元件構(gòu)成，具有精度高功耗低的特點(diǎn)。

3.前端穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

3.1 前端穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)

LT1529可調(diào)輸出為3.3V～14V，額定輸出電流最高達(dá)3A，但輸入電壓最大僅為+15V。為了同時(shí)滿足高壓穩(wěn)壓和低壓穩(wěn)壓，采用分級(jí)穩(wěn)壓的方案，分級(jí)切換控制電路采用遲滯比較器連接電磁繼電器控制穩(wěn)壓，輸入低于14.5V時(shí)，直接使用LT1529穩(wěn)壓，高于14.5V時(shí)先用LM317穩(wěn)壓，再經(jīng)過LT1529穩(wěn)壓輸出。本文采用LM317做一級(jí)穩(wěn)壓，額定輸出為1.5A。前端穩(wěn)壓模塊分級(jí)切換功能使用比較器LM311實(shí)現(xiàn)。

3.2 功率測(cè)量與顯示電路

使用差分運(yùn)放放大采樣電阻兩端電壓，經(jīng)AD采樣、單片機(jī)計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量與顯示功率，差放抗干擾，能準(zhǔn)確的放大采樣信號(hào)，因此可令采樣電阻阻值較小，不至于影響輸出電壓。由于電源為正向單電源，不能使用一般的雙電源差分運(yùn)放，采用AD623，電路簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定。使用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)1602進(jìn)行功率值的顯示。

前端可調(diào)穩(wěn)壓電路實(shí)際設(shè)計(jì)如圖1所示。分5個(gè)模塊，一級(jí)穩(wěn)壓電路、級(jí)聯(lián)切換電路、主穩(wěn)壓電路、獨(dú)立穩(wěn)壓供電電路和功率測(cè)量電路。其中，獨(dú)立穩(wěn)壓電路供給級(jí)聯(lián)切換電路，使其在切換前后都能穩(wěn)定工作。

4.后端漏電保護(hù)電路設(shè)計(jì)

4.1 漏電檢測(cè)分析

漏電保護(hù)常用的檢測(cè)方法為采樣電阻采樣測(cè)電流差異，漏電要精準(zhǔn)測(cè)量出30mA量級(jí)的電流，這要求檢測(cè)電路精準(zhǔn)、抗噪。本文使用采樣電阻和差分運(yùn)放對(duì)漏電流差值進(jìn)行計(jì)算。上下兩端使用相同的采樣電阻，對(duì)采樣差值進(jìn)行差分放大，即可精準(zhǔn)檢測(cè)到漏電流。之后做比較，繼電器控制線路通斷。

4.2 關(guān)斷保護(hù)電路分析設(shè)計(jì)

關(guān)電保護(hù)電路采用自鎖電路，控制繼電器切斷通路，如圖2中的關(guān)斷保護(hù)電路：Vctl為前級(jí)比較器輸出的控制電壓，當(dāng)漏電達(dá)到閾值時(shí)，Vctl為高電平，控制C9013三極管的集射極導(dǎo)通，使C9012導(dǎo)通，繼電器動(dòng)作使線路關(guān)斷。此時(shí)反饋電阻Rb12將C9013基極拉高，保持C9013通路，實(shí)現(xiàn)自鎖功能。自鎖的解除需要斷電，所以關(guān)斷電源后，可以解除自鎖。

綜上所述，后端漏電保護(hù)電路實(shí)際設(shè)計(jì)電路圖如圖2所示。

后級(jí)的漏電保護(hù)電路分為三個(gè)模塊，由AD623差分儀表運(yùn)算放大器和兩組精密采樣電阻組成的漏電差分檢測(cè)電路，由LM311電壓比較器組成的漏電流閾值判定電路，和閾值判定電路控制的繼電器自鎖電路組成的關(guān)電保護(hù)電路。電路由純模擬元件構(gòu)成，具有精度高功耗低的特點(diǎn)。

5.系統(tǒng)調(diào)試和測(cè)試分析

5.1 測(cè)試方法

（1）RL阻值固定為5Ω。當(dāng)直流輸入電壓在7～25V變化時(shí)，測(cè)量輸出端電壓變化；連接方式不變，RL阻值固定為5Ω。當(dāng)直流輸入電壓在5.5～7V變化時(shí)，測(cè)量輸出電壓；

（2）轉(zhuǎn)換開關(guān)接輸出，輸入電壓固定在7V，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻阻值，測(cè)量輸出電壓。連接方式不變，直流輸入電壓固定在7V，分別聯(lián)結(jié)5歐姆和500歐姆電阻，測(cè)量輸出電壓。

（3）直流輸入電壓固定在20V，聯(lián)結(jié)500歐姆電阻，調(diào)節(jié)前端控制輸出電壓的電阻，測(cè)量輸出電壓。

（4）設(shè)置前端輸出5V，將后級(jí)漏電保護(hù)電路接上，輸出接20Ω負(fù)載，測(cè)量輸出電壓。將200歐姆滑動(dòng)變阻器和電流表接入電路，調(diào)節(jié)電阻從26mA漏電流增大測(cè)關(guān)斷電流。

5.2 測(cè)試結(jié)果

6.結(jié)論

本文所設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓源及漏電保護(hù)裝置達(dá)到較高性能，所有指標(biāo)均達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了較低的電壓調(diào)整率（S?U≤1%）和負(fù)載調(diào)整率（SL≤1%），較大的輸入電壓范圍（5.5V～25V），可調(diào)輸出電壓（3.3V～14V），額定功率可達(dá)到1A，漏電保護(hù)功能靈敏（動(dòng)作電流誤差的絕對(duì)值

參考文獻(xiàn)

[1]劉京南編著.電子電路基礎(chǔ)[M].（第2版）電子工業(yè)出版社（第2版），2003.

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[3]程杰寶.實(shí)用高效率直流穩(wěn)壓電源[J].實(shí)用電子制作，2003.

第4篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

【關(guān)鍵詞】DC-DC轉(zhuǎn)換 LM5117芯片 直流開關(guān)穩(wěn)壓電源

開關(guān)電源是利用電子開關(guān)器件通過控制電路，使電子開關(guān)器件不停地“接通”和“斷開”，讓電子開關(guān)器件對(duì)輸入電壓進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而實(shí)現(xiàn)電壓變換、輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。常用開關(guān)穩(wěn)壓電源電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且難于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓數(shù)字化調(diào)節(jié)，本文介紹一種以LM5117為核心降壓芯片的直流穩(wěn)壓電源，該電源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓數(shù)字化調(diào)節(jié)且工作效率較高。

1 電源整體設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

輸出電壓偏差|UO|≤100mV；

最大輸出電流IO≥3A；

輸出紋波Uopp≤50mV；

負(fù)載調(diào)整率Si≤5%；

電壓調(diào)整率Sv≤0.5%；

效率η≥85%；

重量小于0.2kg；

具備過流保護(hù)和負(fù)載識(shí)別功能。

1.2 設(shè)計(jì)方案

本開關(guān)穩(wěn)壓電源主要由電流檢測(cè)部分、過流保護(hù)部分、降壓部分、負(fù)載識(shí)別部分和輸出電壓調(diào)節(jié)部分組成，其工作原理框圖如圖1所示。直流穩(wěn)壓電源輸出固定16V，經(jīng)過LM5117為核心的Buck電路輸出穩(wěn)定可調(diào)電壓，在輸出電路中串入電流檢測(cè)模塊送入單片機(jī)A/D采集并判斷電流是否大于動(dòng)作電流，在Buck電路輸出端增加一個(gè)負(fù)載識(shí)別端口，外接電位器按U0=R/1k得到輸出電壓設(shè)定值，由單片機(jī)D/A控制輸出電壓到達(dá)設(shè)定值，構(gòu)成閉合控制回路，其電路原理圖如圖2所示。

2 開關(guān)電源的組成部分設(shè)計(jì)

2.1 降壓電路

采用LM5117組成的DC-DC電路，其中LM5117是同步降壓控制器，適用于高電壓或各種輸入電源的降壓型穩(wěn)壓器應(yīng)用；其控制方法是基于仿真電流斜坡的電流模式控制，而電流模式控制具有固定的輸入電壓前饋、逐周期電流限制和簡(jiǎn)化環(huán)路補(bǔ)償?shù)墓δ?，輸出紋波電壓小、效率可高達(dá)93%可很好滿足要求。

2.2 過流保護(hù)電路

LM5117一腳UVLO是欠壓鎖定編程引腳，我們采用軟件調(diào)控來實(shí)現(xiàn)電流過保護(hù)，通過控制芯片一腳的電壓來控制芯片的工作狀態(tài)。利用INA271高端檢測(cè)，通過接入電阻恒定為50mΩ的康銅絲采樣電壓從而算出電流。將INA271采樣輸出電壓送入單片機(jī)A/D采集，判斷計(jì)算出的電路電流是否大于動(dòng)作電流值，過流時(shí)通過P3.1輸出低電平至Uvlo腳，芯片停止工作實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。該方案可行性高且可減小整個(gè)裝置質(zhì)量，減小系統(tǒng)效率，如圖3所示。

2.3 降低紋波

注：Vro為總紋波大小，紋波是疊加在直流電壓的交流部分。ESR為 C的的等效串聯(lián)電阻。

由公式可知三種減小紋波電壓的方法：

（1）適當(dāng)增大開關(guān)頻率，但此做法回事系統(tǒng)功耗增加，電源效率降低；

（2）減小ESR，可選擇若干電解電容，瓷片電容并聯(lián)ESR的值只有幾十毫歐，此方法有效減小紋波的同時(shí)可提高電容量，即增加輸出濾波電路電感可在一定范圍內(nèi)盡量大；

（3）采用πLC濾波電路也可有效降低輸出端紋波大小。

2.4 DC-DC變換

采用非隔離型Buck電路，以LM5117為核心，由開關(guān)管CSD18532，電感，電容組成。由兩個(gè)開關(guān)管交替導(dǎo)通將輸入直流電壓變化成矩形波，空載時(shí)滿足（W為空占比），當(dāng)負(fù)載接入時(shí)，輸出電壓通過店主分壓反饋到芯片F(xiàn)b腳，保持輸出電壓為穩(wěn)定可調(diào)電壓。

2.5 穩(wěn)壓控制

如圖4所示，自LM5117的FB引腳輸出的電阻分壓信號(hào)可設(shè)定輸出電壓電平在一定范圍內(nèi)變化，F(xiàn)B引腳的調(diào)節(jié)閾值為0.8V。設(shè)定R0為1.2k，由電路圖可以確定DA輸入U(xiǎn)i和輸出UO間的關(guān)系為：

，通過確定R1，R2的阻值進(jìn)行優(yōu)化即可穩(wěn)定輸出連續(xù)的電壓值，以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的數(shù)字化控制。

3 電路設(shè)計(jì)

3.1 A/D采集電路

采用12位串行輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC2543，此芯片使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程，串行輸入結(jié)構(gòu)可以節(jié)省單片機(jī)I/O口資源，分辨率較高，在儀器儀表中有較為廣泛的應(yīng)用。

3.2 D/A輸出電路

采用TI公司生a的帶有緩沖基準(zhǔn)輸入的雙路12位數(shù)模轉(zhuǎn)換器TLV5618，輸出電壓為基準(zhǔn)電壓的兩倍，且單調(diào)變化。REF5040提供精準(zhǔn)參考電壓4.096V。數(shù)字輸入端帶有斯密特觸發(fā)器，具有較高的噪聲抑制能力。

4 運(yùn)行結(jié)果測(cè)試

4.1 器件選擇

由各種計(jì)算分析選擇開關(guān)頻率Fsw=1000kHz，定時(shí)電阻Rt=51K，輸出電感 Lo=22μH，電流檢測(cè)電阻Rs=5mΩ，輸出電容采用4個(gè)47μF電容并聯(lián)Cout=235μF，輸出分壓器Rfb1=1.45K，Rfb2=6.2K，電位調(diào)節(jié)器處處電壓為5V，F(xiàn)cross=10K，Rcomp=27.4K，Ccomp=15nf。

4.2 方案測(cè)試

采用控制單一變量的方法對(duì)上述設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果該開關(guān)穩(wěn)壓電源不僅滿足設(shè)計(jì)要求，而且在此要求的基礎(chǔ)上更加優(yōu)化即輸出電壓偏差|Uo|≤35mV，最大輸出電流Io=3.2A，負(fù)載調(diào)整率Si=0.002，電壓調(diào)整率Sv=0.002，系統(tǒng)效率η=92.8%。

5 結(jié)論

本開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)核心是LM5117芯片，通過實(shí)際設(shè)計(jì)表明，以LM5117為核心設(shè)計(jì)的降壓型直流開關(guān)穩(wěn)壓電源DC-DC的轉(zhuǎn)換率高達(dá)93%，具有廣泛的使用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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第5篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：Multisim 直流穩(wěn)壓電源

中圖分類號(hào)：G719.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（a）-0181-04

Study of Circuit Design with Multisim Based on the Series

DC Regulated Power Supply

Li Yuelan

（Ningxia Vocational Technical College of Industry and Commerce，Yinchuan Ningxia，750001，China）

Abstract：This article is to analyse the series DC regulated power supply with multisim，there are lot of advantages with multisim，The first，quick and easy to build the circuit；The second，it can make theory touch with practice and make students improved comprehension greatly to theory.The third， it can make teaching steps be had the working process of the complete，the same to say， designing―welding―assembling―debugging，it is important basis for students to design circuit.

Key Words：Multisim；Series DC Regulated Power Supply

本文撰寫的背景是，《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》是《電子技術(shù)》這門課程在工學(xué)結(jié)合課程模式下所產(chǎn)生的一門新課程，在新模式下所產(chǎn)生的《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》課程與以往的《電子技術(shù)》課程相比優(yōu)點(diǎn)在于：瓦解以前學(xué)科式章節(jié)模式，重新組合教學(xué)內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容以工作過程為導(dǎo)向，項(xiàng)目為載體；整個(gè)課程內(nèi)容重點(diǎn)體現(xiàn)能力訓(xùn)練、工作經(jīng)歷相結(jié)合的教育模式；注重角色的變化，體現(xiàn)了學(xué)生為主體，教師為指導(dǎo)的角色扮演。高等職業(yè)教育開設(shè)《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》課程培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該具備改造、設(shè)計(jì)電路；焊接、組裝電子產(chǎn)品；調(diào)試、維護(hù)產(chǎn)品的能力?，F(xiàn)如今《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》課程內(nèi)容設(shè)計(jì)和組織課堂過程發(fā)現(xiàn)，這門專業(yè)核心課程整個(gè)內(nèi)容注重學(xué)生組裝與調(diào)試能力突出，而改造、設(shè)計(jì)電路能力欠缺，甚至沒有。對(duì)于大專層次的學(xué)生，如果改造、設(shè)計(jì)電路能力不加重視，從而培養(yǎng)出來的學(xué)生與中專層次的學(xué)生就沒有了區(qū)別。為此，在《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》課程中采用Multisim軟件，對(duì)每一電子產(chǎn)品原理圖的仿真分析可以提高學(xué)生對(duì)電路原理的理解，開拓學(xué)生電路設(shè)計(jì)的思路及其培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力。

1 Multisim簡(jiǎn)介

Multisim源于加拿大后期被美國NI公司（美國國家儀器公司）收購，其具有數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，可以設(shè)計(jì)、測(cè)試和演示各種電子電路。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)與虛擬實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法比較，具有設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行，可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便；實(shí)驗(yàn)中不消耗實(shí)際元器件，實(shí)驗(yàn)成本低，實(shí)驗(yàn)速度快，效率高，設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用等特點(diǎn)。其解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一老大難問題，并很好的將設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)展現(xiàn)在教學(xué)中。

2 串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源電路整體設(shè)計(jì)分析

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路以穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路為基礎(chǔ)，利用晶體管的電路放大作用，增加負(fù)載電流；在電路中引入電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定；并且通過改變的反饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)使輸出電壓可調(diào)。本文以具有放大環(huán)節(jié)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路為例進(jìn)行分析，如圖1所示。

2.1 穩(wěn)壓設(shè)計(jì)原理

當(dāng)由于某種原因（如電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電阻的變化等）使輸出電壓U0升高（降低）時(shí)，取樣電路將這一變化趨勢(shì)送到集成運(yùn)放的反向輸入端，并與同相輸入端電位UZ進(jìn)行比較放大；集成運(yùn)放的輸出電壓，即調(diào)整管的基極電位降低（升高）；因?yàn)殡娐凡捎玫纳錁O輸出形式，所以輸出電壓UO必然降低（升高），從而使UO得到穩(wěn)定。

2.2 輸出電壓的可調(diào)范圍

在理想運(yùn)放條件下，凈輸入電壓為零，即，則電位器滑到最上端時(shí)，輸出電壓最小，為：

，則電位器滑到最下端時(shí)，輸出電壓最大，為：

2.3 調(diào)整管的選擇

根據(jù)電路中元件選擇，變壓器二次側(cè)電壓有效值39.239 V，橋式整流及電容濾波電路得到V。調(diào)整管一般為大功率管，因而選用原則與功率放大電路中的功放管相同，主要考慮其極限參數(shù)，

，

。

3 串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源電路模塊設(shè)計(jì)分析

串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源電路如圖1所示，電路主要由整流濾波模塊，同相比例運(yùn)算電路模塊，電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路模塊，射極輸出器模塊組成。

3.1 橋式整流電容濾波電路

橋式整流電路工作原理如圖2所示，設(shè)變壓器二次側(cè)電壓為當(dāng)為正半周時(shí)，電流由2點(diǎn)流出經(jīng)1點(diǎn)到R1，再經(jīng)4點(diǎn)到達(dá)3點(diǎn)，負(fù)載R1上的電壓當(dāng)為負(fù)半周時(shí)，電流由3點(diǎn)流出經(jīng)1點(diǎn)到R1，再經(jīng)4點(diǎn)到達(dá)2點(diǎn)，負(fù)載R1的電壓。輸出電壓的平均值為。

橋式整流電容濾波電路工作原理如圖3所示，當(dāng)二次側(cè)電壓處于正半周并且數(shù)值大于電容兩端電壓時(shí)，電流一路經(jīng)負(fù)載R1，另一路對(duì)電容C充電，理想情況下，當(dāng)上升到峰值后開始下降，電容通過負(fù)載R1放電，其電壓開始下降，趨勢(shì)與基本相同，但由于電容按指數(shù)規(guī)律放電，所以當(dāng)下降到一定數(shù)值后，的下降速度小于，使得大于，從而導(dǎo)致二極管截止，電容C繼續(xù)通過R1放電，按指數(shù)規(guī)律緩慢下降。當(dāng)?shù)呢?fù)半周與以上原理相同。由圖3中波形圖可以看出，經(jīng)濾波后的輸出電壓不僅變得平滑，而且平均值也得到提高。為了獲得較好的濾波效果，在實(shí)際電路中，應(yīng)選擇濾波電容的容量滿足的條件，此時(shí)電容的耐壓值應(yīng)大于。

3.2 同相比例運(yùn)算電路

同相比例運(yùn)算電路工作原理如圖4所示，左圖中根據(jù)理想集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，滿足“虛短”和“虛斷”的概念，

，

右圖中，由基本原理可推到出

3.3 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路

同相比例運(yùn)算電路和電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路是一體，但此電路承擔(dān)兩種功能，工作原理如圖4所示，左圖中由于R1是輸入端與輸出端的連接元件，所以R1是反饋網(wǎng)絡(luò)。其是從輸出電壓取樣，通過反饋網(wǎng)絡(luò)得到反饋電壓，然后與輸入電壓相比較，求得差值作為凈輸入電壓進(jìn)行放大，故此反饋類型是電壓串聯(lián)負(fù)反饋。由可得此反饋類型僅僅決定于，而與負(fù)載電阻無關(guān)，因此，可以將電路的輸出看成為電壓控制的電壓源，且輸出電阻為零。右圖中電阻是反饋電阻并且類型是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，由：

可得是控制的電壓源，穩(wěn)定輸出電壓。

3.4 射極輸出器電路

共集電極放大電路工作原理如圖5所示，共集電極放大電路是從發(fā)射極輸出的，所以簡(jiǎn)稱射極輸出器，此電路的電壓放大倍數(shù)。

因此，小于1但近似等于1，即略小于，電路沒有電壓放大作用，此外，跟隨變化，故電路又稱為射極跟隨器。

3.5 采樣-電壓比較-穩(wěn)壓-放大電路

采樣-電壓比較-穩(wěn)壓-放大模塊也就是以上同相比例運(yùn)算電路構(gòu)成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路、射極輸出器電路綜合體模塊。主要采用集成運(yùn)放構(gòu)成了深度電壓負(fù)反饋，輸出電阻趨近于零，因而輸出電壓相當(dāng)穩(wěn)定。輸出電壓如圖6所示，輸出電壓通過三極管構(gòu)成的射極輸出器將其穩(wěn)定，其穩(wěn)壓電源可通過電阻R3調(diào)節(jié)其輸出電壓范圍，最大約為30 V，最小10 V。

4 結(jié)語

由上述仿真結(jié)果可知，先是具有放大環(huán)節(jié)的可調(diào)穩(wěn)壓電源電路整體設(shè)計(jì)思路作以分析，然后對(duì)電路的每一模塊進(jìn)行詳細(xì)的分析，電路的元器件其取值都將影響穩(wěn)壓電源性能，從變壓、整流、濾波、電壓比較、穩(wěn)壓到最終輸出電壓的可調(diào)，體現(xiàn)了電路整個(gè)設(shè)計(jì)思想和工作原理，結(jié)論與理論相一致。

現(xiàn)如今各高職院校在教學(xué)中，仿真軟件應(yīng)用有兩種形式：Multisim以一門單獨(dú)EDA即電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)課程展開教學(xué)；《電子技術(shù)》課程在實(shí)驗(yàn)部分有所應(yīng)用，（教材中以獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)編寫，但真正很少實(shí)現(xiàn)）。問題所在：軟件和實(shí)體沒有有效的結(jié)合起來，理論中電路原理教學(xué)沒有應(yīng)用到仿真軟件，不能快速有效提高學(xué)生理解能力；Multisim實(shí)驗(yàn)教學(xué)形同虛設(shè)，在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中由于軟件的配備、時(shí)間的分配等問題的存在不能夠?qū)崿F(xiàn)仿真教學(xué)；《電子產(chǎn)品組裝與調(diào)試》作為一門基于工學(xué)結(jié)合的課程，現(xiàn)還是試探和完善階段，Multisim的應(yīng)用還是個(gè)空白。

如果在教學(xué)中采用Multisim軟件，如以上串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源電路的分析過程，可以解決以上的問題。仿真軟件Multisim的引入，能夠快捷方便的搭建電路，預(yù)測(cè)電路的結(jié)果；大大縮減理論知識(shí)的教學(xué)時(shí)間，較短的時(shí)間將理論融會(huì)貫通，提高學(xué)生對(duì)電路工作原理的認(rèn)識(shí)與理解的能力；使整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)有一個(gè)完整的工作過程，即設(shè)計(jì)―焊接―組裝―調(diào)試的過程，更加完善工了學(xué)結(jié)合課程模式；為電路的改造和設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，為學(xué)生將來的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

【關(guān)鍵詞】實(shí)踐操作興趣成功快樂自信心

當(dāng)前中職生最突出的現(xiàn)象主要表現(xiàn)在惰性強(qiáng)、不自信、不求上進(jìn)等方面。產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因有以下幾方面：首先是許多中職生都是單親或留守家庭的孩子，父母對(duì)孩子的教育管得太少或管得方法不對(duì)導(dǎo)致孩子自小成績(jī)較差、缺乏自信。其次是中職生年齡普遍較小，有的初中還沒畢業(yè)就來中職校學(xué)習(xí)了；有的還處在青春年少叛逆期，不能全面分析面對(duì)的問題和疑惑；有的對(duì)自己認(rèn)識(shí)不足，沒有形成健康正確的自我意識(shí)；很多學(xué)生無法具備較強(qiáng)的自信心。再次是他們大多數(shù)都是獨(dú)生子女，嬌氣任性、自私冷漠、耐挫力差。一旦遭遇挫折或批評(píng)，便變得灰心喪氣，萎靡不正。第四是中職生基礎(chǔ)教育底子弱或自身努力不夠，甚至自暴自棄，導(dǎo)致老師和社會(huì)評(píng)價(jià)不高，加劇了他們自信心的缺乏。第五是當(dāng)前教育體制或教育方法不當(dāng)。有些孩子僅僅因?yàn)橹橇Πl(fā)育慢了半拍或?qū)W習(xí)的興趣有些差異，就被當(dāng)作另類看待，結(jié)果導(dǎo)致成績(jī)?cè)絹碓讲?，學(xué)習(xí)興趣越來越低，形成惡性循環(huán)。

現(xiàn)代社會(huì)，學(xué)習(xí)是終生任務(wù)，不可能一次完成，在學(xué)校幾年的學(xué)習(xí)，也沒辦法決定一個(gè)人終生的發(fā)展和成就。走出校門，只要堅(jiān)持終生學(xué)習(xí)，相信他們就業(yè)后，從基層做起，就會(huì)更直接了解社會(huì)、接觸下層、熟悉國情，也將更有益?zhèn)€人的成長和成功，更利于未來的發(fā)展。所以，中職生一定要自信?！八^自信，就是要在認(rèn)識(shí)自我的基礎(chǔ)上充分相信自己：相信自己可以在面對(duì)困難與挑戰(zhàn)的時(shí)候，將自己最大的潛能釋放出來，相信自己可以在理想和興趣的引導(dǎo)下堅(jiān)定不移地走向成功。”自信是潛能的放大鏡，自信是成功的推進(jìn)器，自信是快樂的催化劑。下面就我在直流穩(wěn)壓電源小制作實(shí)訓(xùn)課中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)自信心的培養(yǎng)談點(diǎn)幾認(rèn)識(shí)和看法。

一、在新課導(dǎo)入明確課程的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師提出問題：現(xiàn)今學(xué)生每人都有一部手機(jī)，手機(jī)在使用當(dāng)中如果沒電了，手機(jī)還能用嗎？多數(shù)學(xué)生不用思考就能快速回答：“不能用。但是手機(jī)電池一充電就可以用了”。聰明、表現(xiàn)好的學(xué)生教師要及時(shí)鼓勵(lì)他們、表揚(yáng)他們，并告訴他們直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用及其重要性。

直流穩(wěn)壓電源在電源技術(shù)中占有十分重要的地位，是為各種電子電路提供直流工作電壓，是電路的心臟。當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路――電源電路?？梢哉f電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ)，沒有電源電路就不會(huì)有如此種類繁多的電子設(shè)備。電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或者負(fù)載改變時(shí)，能保持輸出直流電壓基本不變的電源電路。提供這種穩(wěn)定的直流電能的電源就是直流穩(wěn)壓電源。其次在職業(yè)教育的電子技能訓(xùn)練課程中，學(xué)生首先遇到的就是要解決電源問題，否則電路無法工作、電子制作無法進(jìn)行，學(xué)習(xí)就無從談起。

“興趣是人對(duì)認(rèn)識(shí)和活動(dòng)需要的情緒表現(xiàn)，是積極探究事物的認(rèn)識(shí)傾向”。學(xué)生一旦對(duì)學(xué)習(xí)發(fā)生了興趣，各種感官包括大腦都會(huì)處于一種活躍的狀態(tài)，從而為參與學(xué)習(xí)活動(dòng)提供最佳的心理準(zhǔn)備。

二、設(shè)計(jì)合理的教學(xué)案例，讓學(xué)生成為課堂的主人

對(duì)機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的中職學(xué)生，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況、學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)而設(shè)計(jì)的一套行之有效的教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生成為課堂的主人。一節(jié)課45分鐘，教師占用的時(shí)間一般不超過十五分鐘，其余的三十分鐘完全交給學(xué)生活動(dòng)。葉圣陶先生曾說：“上課，在學(xué)生是報(bào)告和討論，不是一味地聽講；在老師是指導(dǎo)和糾正，不是一味的講解”。學(xué)生的知識(shí)不是靠老師“灌”出來的，而是靠學(xué)生在課堂主動(dòng)思考，主動(dòng)參與，動(dòng)手實(shí)踐，課后查找資料，課堂熱烈討論的過程中，自己“掙”來的。老師在這個(gè)過程中更重要的是做好“導(dǎo)演”，設(shè)計(jì)好課堂教學(xué)過程，設(shè)計(jì)好案例、項(xiàng)目、問題、任務(wù)，激發(fā)學(xué)生參與的熱情。學(xué)生在學(xué)習(xí)電阻的讀數(shù)及其組成的簡(jiǎn)單的串、并、混聯(lián)電路；有關(guān)的焊接知識(shí)；萬用表的應(yīng)用、信號(hào)發(fā)生器、示波器等儀器儀表之后，結(jié)合已有的知識(shí)，對(duì)課本的內(nèi)容進(jìn)行刪除、調(diào)節(jié)、設(shè)置。具體實(shí)訓(xùn)步驟如下：

（一）按照電路原理圖一進(jìn)行安裝。在安裝中，學(xué)生遇到新圖形符號(hào)時(shí)會(huì)

及時(shí)提問，此時(shí)老師就要教會(huì)學(xué)生認(rèn)識(shí)元件、檢測(cè)元件，極性的判別等，如圖中的變壓器、二極管、電容、LM317、電阻、電位器等。引導(dǎo)學(xué)生按元件順序逐一安裝上電路板（因是用萬能板），當(dāng)中遇到大的、重的元件可以在電路板上預(yù)留些地方最后裝上。把課堂的話語權(quán)還給學(xué)生，讓學(xué)生輕松地自主學(xué)習(xí)，并成為課堂的主角。教師是教學(xué)過程的策劃者、組織者、合作者，而學(xué)生是整個(gè)學(xué)習(xí)過程的主角，主要發(fā)揮掌控課堂，提示重難點(diǎn)，引導(dǎo)和適時(shí)糾錯(cuò)的作用。

（二）用儀器儀表測(cè)量電路中的關(guān)鍵點(diǎn)。

（三）引導(dǎo)學(xué)生繪畫出穩(wěn)壓電源的整體方框圖

通過把課堂交給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，能有效提高學(xué)習(xí)效率。成功制作直流電源，讓學(xué)生獲得了成功和快樂，讓學(xué)生自信起來，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)自我、充滿自信、充滿激情和熱情。創(chuàng)造自我、超越自我，是這個(gè)年齡段和這個(gè)學(xué)歷層次的學(xué)生們前行的方向。同時(shí)通過實(shí)訓(xùn)課保證了理論知識(shí)的層次性、系統(tǒng)性、具有很好實(shí)踐培訓(xùn)特點(diǎn)，突出培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、操作能力、應(yīng)用設(shè)計(jì)能力、崗位工作能力、對(duì)學(xué)生走上工作崗位并適應(yīng)崗位有很大幫助作用，從而改變了傳統(tǒng)教學(xué)中課堂上教者滔滔不絕，學(xué)者昏昏欲睡，效果不理想的現(xiàn)象。通過實(shí)訓(xùn)課讓學(xué)生體會(huì)親力親為做實(shí)驗(yàn)時(shí)，要將每個(gè)步驟，每個(gè)細(xì)節(jié)弄清楚；實(shí)驗(yàn)后加強(qiáng)復(fù)習(xí)，思考，增強(qiáng)學(xué)習(xí)印象。同時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師可以根據(jù)自己的親身體會(huì)，將一些課本上沒有的知識(shí)教給學(xué)生，拓寬了學(xué)生的眼界，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到這門課程在生活中重要性。

三、引導(dǎo)學(xué)生通過各種渠道獲取學(xué)習(xí)資源，拓展知識(shí)面

在新課標(biāo)指導(dǎo)下改革教學(xué)方法，將計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，影視技術(shù)，多媒體課件引入教學(xué)中，使教學(xué)圖文并茂，聲樂并存，對(duì)學(xué)生理解抽象概念、熟悉實(shí)際電子線路、增加對(duì)電子技術(shù)的興趣、培養(yǎng)實(shí)際能力等諸方面應(yīng)有很大的幫助。讓學(xué)生由“被動(dòng)”學(xué)習(xí)變?yōu)椤爸鲃?dòng)”學(xué)習(xí)。一節(jié)課教學(xué)的時(shí)間和空間是有限制的，教師在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，發(fā)揮好課堂教學(xué)向課外輻射的作用，引導(dǎo)學(xué)生通過各種渠道獲取學(xué)習(xí)資源，使有限的時(shí)間、空間獲得無限的延伸，使課內(nèi)外學(xué)習(xí)相結(jié)合，做到“取法于課內(nèi)，得益于課外”。在具體操作中教師要充分地分析教材，鼓勵(lì)學(xué)生通過各種渠道收集與課堂教學(xué)有關(guān)的資料。教師要親自弄清楚從何處可以收集到這些信息，并且給不同層次的學(xué)生推薦不同的途徑去獲取信息，同時(shí)還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)查獲的資料進(jìn)行歸納、提煉。

課堂生活是要讓學(xué)生成為課堂的主人，使他們的想象力飛起來，思維動(dòng)起來，語言活起來。這就要求教師要在不斷的實(shí)踐中反思，不斷地提高，與新課標(biāo)一同成長！

第7篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地；電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)；崗位任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)

電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，使人類進(jìn)入了高新技術(shù)時(shí)代，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。

一、課程基本情況

1.課程定位電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)是電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)群的基礎(chǔ)實(shí)踐課程。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電子電路的分析、安裝、調(diào)試、維護(hù)和電路設(shè)計(jì)等基本技能，使學(xué)生專業(yè)知識(shí)、職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)得到提高，增強(qiáng)適應(yīng)職業(yè)變化和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力。

二、課程內(nèi)容規(guī)劃

電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)是是專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課程，本課程的實(shí)訓(xùn)時(shí)間計(jì)劃是兩個(gè)實(shí)習(xí)周，60個(gè)課時(shí)，理論講解20課時(shí)，實(shí)踐40課時(shí)，課程內(nèi)容主包括：常用電子元器件的判別和測(cè)試、烙鐵釬焊的基本操作方法和步驟、直流穩(wěn)壓電源電路的安裝調(diào)試、數(shù)字電子電路的安裝調(diào)試、綜合電子電路的安裝調(diào)試和維修等6個(gè)方面。

三、課程教學(xué)設(shè)計(jì)

電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中有兩個(gè)實(shí)習(xí)周的實(shí)訓(xùn)時(shí)間，共60個(gè)課時(shí)，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分為兩大部分，即實(shí)訓(xùn)課題教學(xué)和企業(yè)崗位訓(xùn)練。第一部分，實(shí)訓(xùn)課題訓(xùn)練：電子技術(shù)基本能力訓(xùn)練，根據(jù)教學(xué)大綱要求，需要1個(gè)實(shí)習(xí)周30課時(shí)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，由常用電子元器件的判別和測(cè)試、電子線路手工焊接的基本操作、直流穩(wěn)壓電源電路的安裝和調(diào)試、LED廣告流水彩燈安裝等4個(gè)任務(wù)完成基本能力訓(xùn)練。第二部分：企業(yè)崗位生產(chǎn)訓(xùn)練在校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地--濟(jì)南萊特爾電子科技公司，進(jìn)行電子產(chǎn)品的崗位生產(chǎn)實(shí)習(xí)訓(xùn)練，計(jì)劃1個(gè)實(shí)習(xí)周30課時(shí)，由電子產(chǎn)品制作工藝、電子產(chǎn)品自動(dòng)焊接工藝、LED照明燈具安裝工藝、LED照明燈具測(cè)試和維修等4個(gè)崗位任務(wù)和企業(yè)考核任務(wù)完成。

四、教學(xué)資源條件

（一）、實(shí)訓(xùn)設(shè)備資源

1.電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)室

學(xué)校實(shí)訓(xùn)資源：現(xiàn)有450平方米電子實(shí)訓(xùn)室，有掃頻儀、示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器等實(shí)訓(xùn)設(shè)備200余臺(tái)，另有印制板腐蝕設(shè)備一套，電子線路板雕刻機(jī)一套等，能同時(shí)滿足300人進(jìn)行電子技術(shù)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

2.校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地

學(xué)校為企業(yè)提供辦公室、技術(shù)設(shè)計(jì)室、展室、倉庫和生產(chǎn)場(chǎng)地等400平方米的場(chǎng)所，企業(yè)有電子貼片機(jī)2臺(tái)、回流焊機(jī)，絲印機(jī)、打膠機(jī)等設(shè)備組成的簡(jiǎn)易生產(chǎn)線一套，可同時(shí)滿足50人電子產(chǎn)品生產(chǎn)崗位技能實(shí)訓(xùn)。

（二）、教學(xué)資源

1.學(xué)校教學(xué)資源

（1）自審、編的一體化教材本課程選用優(yōu)秀的一體化教材，自審、自編教材優(yōu)先選用。

（2）教案、PPT教學(xué)課件、多媒體教學(xué)視頻由于本課程內(nèi)容圖畫較多、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，所以教學(xué)手段盡量用PPT教學(xué)課件和多媒體教學(xué)視頻相結(jié)合的方法。

（3）網(wǎng)絡(luò)資源庫、教學(xué)云資源可作為資料的查詢和輔助教學(xué)。

2.企業(yè)生產(chǎn)教學(xué)資源

（1）產(chǎn)品生產(chǎn)資料視頻、PPT課件企業(yè)培訓(xùn)人員的培訓(xùn)手段和方法。

（2）產(chǎn)品生產(chǎn)過程資料企業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)資料和生產(chǎn)工藝流程（3）企業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)企業(yè)由專門的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)練習(xí)和指導(dǎo)生產(chǎn)。

五、教學(xué)實(shí)施

1.基本能力任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)

基本能力訓(xùn)練采用項(xiàng)目教學(xué)方法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，第一大項(xiàng)目由4個(gè)任務(wù)完成基本能力訓(xùn)練，由課程任務(wù)完成，使其具備基本能力。

（1）課程任務(wù)一電子元器件識(shí)別測(cè)試：熟悉常用電子元器件主要參數(shù)的標(biāo)識(shí)方法和選用技巧，掌握常用電子元器件的性能測(cè)試、好壞判斷和管腳極性判別方法。

（2）課程任務(wù)二烙鐵釬焊操作：掌握電烙鐵的選用、焊料焊劑的使用，了解焊點(diǎn)的工藝要求，掌握焊接的操作步驟和焊接要求。

（3）課程任務(wù)三直流穩(wěn)壓電源安裝和調(diào)試：熟悉串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電源電路的工作原理和各自應(yīng)用的特點(diǎn)，掌握串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的安裝與調(diào)試方法，熟悉常用儀器、儀表的使用方法。

（4）課程任務(wù)四LED廣告流水燈制作：了解數(shù)字電子電路的特點(diǎn)，訓(xùn)練查閱元器件資料，熟練掌握數(shù)字電路安裝和調(diào)試方法。

2.崗位任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)

崗位任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法，是以崗位任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，在校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)行電子產(chǎn)品的崗位生產(chǎn)實(shí)習(xí)訓(xùn)練，計(jì)劃30課時(shí)，由4個(gè)崗位任務(wù)完成。

（1）崗位任務(wù)一電子產(chǎn)品制作工藝企業(yè)主要生產(chǎn)LED照明燈具，在此崗位訓(xùn)練時(shí)，要熟悉整個(gè)產(chǎn)品的工藝流程和工藝要求。

（2）崗位任務(wù)二自動(dòng)焊接工藝自動(dòng)焊接包括半自動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)的使用，自動(dòng)回流焊機(jī)的操作，清洗、烘干、修復(fù)、整形等要求。

（3）崗位任務(wù)三LED照明燈具安裝工藝根據(jù)圖紙和工藝要求將控制電路板和照明用LED照明器件安裝在一起，形成產(chǎn)品。

（4）崗位任務(wù)四LED燈具測(cè)試和維修在熟悉產(chǎn)品的原理要求和工藝要求的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試、老化處理和維修等。（5）企業(yè)考核企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)四個(gè)崗位任務(wù)完成情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定進(jìn)行評(píng)定。

3.成績(jī)?cè)u(píng)定

本課題的實(shí)習(xí)成績(jī)?cè)u(píng)定由實(shí)訓(xùn)教師和企業(yè)技術(shù)人員共同評(píng)判，內(nèi)容由三部分組成，具體內(nèi)容和分值比例為：

（1）崗位任務(wù)考核成績(jī)由企業(yè)負(fù)責(zé)人和企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)四個(gè)崗位任務(wù)完成情況進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定或根據(jù)產(chǎn)品任務(wù)考核完成情況進(jìn)行評(píng)定，分值占總分60%。

（2）實(shí)結(jié)報(bào)告成績(jī)，學(xué)生每進(jìn)行完一個(gè)課題，都要寫實(shí)習(xí)報(bào)告和鑒定手冊(cè)，本課題實(shí)習(xí)報(bào)告和鑒定手冊(cè)由課程實(shí)習(xí)教師評(píng)判，分值占總分20%。

（3）考勤和紀(jì)律成績(jī)，學(xué)生考勤由實(shí)習(xí)教師管理，紀(jì)律由企業(yè)負(fù)責(zé)人管理，本項(xiàng)成績(jī)由實(shí)習(xí)教師和企業(yè)負(fù)責(zé)人共同評(píng)判，分值占總分20%。

六、教學(xué)總結(jié)和建議

本課程是專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)踐課程，通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)和經(jīng)過校內(nèi)生產(chǎn)性崗位技能訓(xùn)練，使學(xué)生具備了分析問題和解決實(shí)際問題的能力，達(dá)到企業(yè)零距離的要求。學(xué)校應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，完善和擴(kuò)大校內(nèi)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：理論知識(shí)與技能訓(xùn)練一體化；學(xué)生分組；實(shí)驗(yàn)報(bào)告

中圖分類號(hào)：712?搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）05-0220-02

電工技能實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的在于培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能，開發(fā)學(xué)生的探究能力、思維能力和創(chuàng)新能力；課堂上要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，選擇儀表，確定實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，總結(jié)結(jié)論。本文以驗(yàn)證歐姆定律的內(nèi)容為例，淺析采用理論知識(shí)與技能訓(xùn)練一體化上好電工技能實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法。

一、預(yù)習(xí)

在準(zhǔn)備過程中，帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)歐姆定律的內(nèi)容，設(shè)定本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法和步驟，明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題，并按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)用的表格。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置若干探究、擴(kuò)展認(rèn)知的問題，用于開拓學(xué)生思維，有利于實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

例如歐姆定律的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證電壓U、電流I和電阻R三者之間的關(guān)系，即電阻R的伏安特性。導(dǎo)體中的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，與導(dǎo)體的電阻R成反比，公式I=U/R。在準(zhǔn)備過程中，設(shè)置問題為：某同學(xué)認(rèn)為，由公式R=U/I可知，在一段導(dǎo)體上所加的電壓越大，這段電阻就越大，這種認(rèn)識(shí)對(duì)嗎？為什么？

二、實(shí)驗(yàn)的過程

為了提高實(shí)驗(yàn)的效率，保證實(shí)驗(yàn)安全，有序的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過程按以下步驟進(jìn)行：

1.學(xué)生分組。實(shí)驗(yàn)以小組為單位進(jìn)行，每組4人，明確每個(gè)人在實(shí)驗(yàn)過程中接線、控制負(fù)載、調(diào)節(jié)電壓或電流、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等分工工作，在時(shí)間允許情況下，調(diào)換組員的分工，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2.選擇器材。實(shí)驗(yàn)時(shí)領(lǐng)用實(shí)驗(yàn)元器件和儀表，熟悉它們的參數(shù)、結(jié)構(gòu)、功能和注意事項(xiàng)等，這些能幫助學(xué)生構(gòu)建電路，分析原理，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

如歐姆定律實(shí)驗(yàn)用到的元器件和儀表包括：直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)、直流電壓表（0～15V～30V）1只、直流電流表（0～2.5A～5A）1只、單刀單擲開關(guān)1個(gè)、萬用表一只、電阻若干。其中電源的輸出電壓是可以調(diào)節(jié)的，調(diào)整范圍（0～10V）；電壓表與電阻R并聯(lián)，用來測(cè)量被測(cè)電阻R兩端的電壓；電流表與電阻R串聯(lián)，用來測(cè)量被測(cè)電阻R中流過的電流。儀表在測(cè)量的過程中應(yīng)放置最大量程上，觀察指針的擺動(dòng)情況，指針的擺動(dòng)的幅度不能太小，也不能滿偏超過量程。

3.按圖接線，通電觀察。接線必須在切斷電源的情況下進(jìn)行。依據(jù)（圖1）電路圖，把元器件連接好。接線過程中力求簡(jiǎn)單，在完成電路功能的情況下，導(dǎo)線用得盡可能少；同時(shí)為了查找線路方便，每根功能相同或相近的線路可用顏色相同的導(dǎo)線和插頭，也可以用套管給每根線加上編號(hào)。

接線完成后，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查線路無誤后，方可接通電源。改變直流穩(wěn)壓電源的輸出值，學(xué)生如實(shí)記錄各儀表的數(shù)值填入表中。實(shí)驗(yàn)中，人體不能接觸帶電線路。

4.整理數(shù)據(jù)和器材。在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)該根據(jù)公式計(jì)算所測(cè)數(shù)據(jù)值。變換輸入信號(hào)的大小，如實(shí)記錄各個(gè)儀表讀數(shù)。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，求出平均值。各組所測(cè)的數(shù)據(jù)可能有存在誤差，但總的變化趨勢(shì)是一定的（圖2）。

根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，以電壓U為橫坐標(biāo)，電流I為縱坐標(biāo)，表示電阻R的U/I關(guān)系的曲線，稱為伏安特性曲線。由于在實(shí)驗(yàn)中，我們用到的是阻值不變的電阻元件，其伏安特性是線性的。通過發(fā)現(xiàn)可以看出，當(dāng)穩(wěn)壓電源輸出9V、7V、5V時(shí)，電阻R＝50Ω測(cè)出的電流值也是按一定規(guī)律變化，與我們用歐姆定律計(jì)算出來的值基本一致。

實(shí)驗(yàn)完畢后，切斷電源，學(xué)生將所測(cè)數(shù)據(jù)交給指導(dǎo)教師審閱，經(jīng)老師認(rèn)可后拆線，把所有的元器件、儀表等整理好，放在指定位置處。

三、設(shè)置問題

在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思考題，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)和理解。使學(xué)生做到理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力，達(dá)到實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目的。

四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，電路圖的工作原理、測(cè)取的數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過分析研究后寫出對(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1.實(shí)驗(yàn)名稱、專業(yè)、班級(jí)、姓名和實(shí)驗(yàn)日期等。

2.列出實(shí)驗(yàn)中所用元器件的名稱及編號(hào)、實(shí)驗(yàn)時(shí)的電路圖、儀表及其儀表量程。

3.以表格的形式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算。

第9篇：直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法范文

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；“教、學(xué)、做”一體化

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.126

0 引言

模擬電子技術(shù)作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的一個(gè)重要分支，是電子信息類專業(yè)學(xué)生的入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課程[1]。該課程具有內(nèi)容豐富，概念、原理抽象，實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，而在有限時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)課程內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生反映理論概念多，分析方法考慮因素多，理論應(yīng)用較難等問題[2]，因此模電課程的改革對(duì)于地方本科院校的學(xué)生和教師而言，在教學(xué)形式的探索方面更需要加強(qiáng)課程的教學(xué)、實(shí)踐與考核環(huán)節(jié)中學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。為此在針對(duì)地方院校教學(xué)過程中，運(yùn)用“教、學(xué)、做”一體化模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

1 理論教學(xué)模式

在以往的模電課程理論教學(xué)中，大多采用“老師講，學(xué)生聽”的模式，教師備課時(shí)做的相當(dāng)充分，而在課堂上一味地講授各種理論概念、電路功能和性能，學(xué)生聽課效率達(dá)不到預(yù)期效果，長此下去可能會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)心理。因此，教師需轉(zhuǎn)變角色，創(chuàng)設(shè)接受性的學(xué)習(xí)氛圍，以學(xué)生為主，采用“討論+反饋+知新”模式教學(xué)。該模式注重加強(qiáng)基本概念、基本原則以及相互之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)過程，激勵(lì)內(nèi)部動(dòng)機(jī)，注意及時(shí)反饋。在具體實(shí)施過程中，通過講授和探討，帶動(dòng)學(xué)生理解基礎(chǔ)性的理論知識(shí)，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

下面以半導(dǎo)體二極管知識(shí)為例，本課程在開篇就在講述這部分內(nèi)容，學(xué)生之前已經(jīng)形成初步的認(rèn)識(shí)，二極管具有單向?qū)щ姷奶匦裕谥v解內(nèi)容之前，提出問題“為什么二極管具有單向?qū)щ娦浴奔ぐl(fā)學(xué)生的興趣，然后以課題討論的形式展開授課。首先引導(dǎo)學(xué)生討論二極管相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，反饋形成簡(jiǎn)要的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)圖（如圖1所示）。本征半導(dǎo)體是完全純凈的晶體，在兩個(gè)不同區(qū)域分別摻入兩種特殊元素（如硼、磷）形成區(qū)域型雜質(zhì)半導(dǎo)體（P區(qū)和N區(qū)），直接導(dǎo)致兩個(gè)區(qū)域的兩種載流子數(shù)目不同，而被分為多數(shù)載流子和少數(shù)載流子；在交界面處因載流子濃度差異，造成多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，分別留下帶負(fù)電（P型區(qū)）和帶正電（N型區(qū)）的雜質(zhì)離子，結(jié)果形成了比較薄的空間電荷區(qū)，也成內(nèi)電場(chǎng)；該電場(chǎng)雖抑制多數(shù)載流子的擴(kuò)散，但會(huì)促使兩個(gè)區(qū)域少數(shù)載流子的漂移，當(dāng)漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相等時(shí)，空點(diǎn)電荷區(qū)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

其次施加條件（在PN結(jié)上加上外電壓），引導(dǎo)學(xué)生思考在打破內(nèi)部電場(chǎng)平衡后載流子的運(yùn)動(dòng)過程，當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí)，內(nèi)部空間電荷區(qū)變窄，外電場(chǎng)使得多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)源源不斷地進(jìn)行，致使大量載流子定向移動(dòng)，形成導(dǎo)通電流；當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓時(shí)，外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向與一致，抑制擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)，形成微弱電流，可近似為零。最后總結(jié)結(jié)論，解決問題。

2 實(shí)踐教學(xué)模式

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是加深、鞏固所學(xué)理論知識(shí)，提高動(dòng)手實(shí)踐與創(chuàng)新能力的一種必要的教學(xué)手段和教學(xué)途徑通過組建調(diào)試電路、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，提高電子儀器操作能力的目的。根據(jù)課程教學(xué)改革中的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，推動(dòng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以小功率直流穩(wěn)壓電源為例，首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前期預(yù)習(xí)，借助實(shí)驗(yàn)仿真軟件繪制電路如圖2所示，

分析各個(gè)模塊電路，比較各部分輸出波形的區(qū)別，并借助課堂理論知識(shí)加以解釋，加強(qiáng)理解模塊化電路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析并調(diào)整電路。在圖中所示整流電路部分，當(dāng)變壓器次級(jí)輸出為正向時(shí)，電流流向?yàn)?342；當(dāng)變壓器次級(jí)輸出為負(fù)向時(shí)，電流流向?yàn)?341，因此得到如圖3（a）所示波形，整流電路模塊輸出諧波部分借助RC濾波電路消除，原理是在電容C1充電過程中，當(dāng)V2大于電容兩端電壓，整流二極管按上述流程正常工作；當(dāng)V2小于電容兩端電壓時(shí)，整流二極管全部截止，電容C1放電，通常來講，電容充電速度快，放電速度較慢，因此輸出波形如圖3（b）中上圖所示。直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路由R1和穩(wěn)壓管D2組成，直流電源輸出的電壓Vo等于穩(wěn)壓管UZ，其輸出波形如圖3（b）中下圖所示。

2.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)

模擬電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)是繼理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程之后的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，本階段采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”模式[5]，學(xué)生在相關(guān)理論的指導(dǎo)下，通過實(shí)訓(xùn)任務(wù)，設(shè)計(jì)具有一定功能的作品，加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，掌握課程中的關(guān)鍵要點(diǎn)，培養(yǎng)其設(shè)計(jì)思考能力、動(dòng)手操作能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力。實(shí)訓(xùn)教學(xué)著眼于將“教”與“學(xué)”融入至“做”，把之前的理論概念和電路、定性及定量分析方法、基本實(shí)驗(yàn)技能，過渡至工程估算、元器件的選擇、電路的設(shè)計(jì)制作與調(diào)試，然后撰寫規(guī)范的論文報(bào)告和技術(shù)資料，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法。該階段以學(xué)生設(shè)計(jì)的“路燈控制裝置”為例，其實(shí)物如圖4所示，包括總體方案設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)與調(diào)試，系統(tǒng)分析與總結(jié)等。本設(shè)計(jì)運(yùn)用微控制芯片實(shí)現(xiàn)智能化路燈控制，采用直流穩(wěn)壓電源供電，紅外感應(yīng)模塊識(shí)別人體，光敏電阻感應(yīng)環(huán)境光線，然后通過電壓比較器來確定光線的強(qiáng)弱。

3 結(jié)束語

模擬電子技術(shù)是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)手段與教育模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代化的生產(chǎn)體系，本文通過構(gòu)建“教”“學(xué)”“做”一體化教學(xué)體系，把培養(yǎng)學(xué)生基本理論能力與工程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)作為整體考慮，旨在使學(xué)生能將課堂上的電子技術(shù)知識(shí)及時(shí)消化吸收，提高教學(xué)質(zhì)量，立足達(dá)到立竿見影的效果，快速培養(yǎng)社會(huì)需要的合格的技能型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉愛，汪瑞雪.模擬電子技術(shù)教學(xué)改革探討[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版），2012，58（s2）：177-180.

[2]吳國祥，沈曉燕，章國安.“模擬電子技術(shù)”課程的教學(xué)改革與探討[J].中國電力教育，2013（31）：58-59.