串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：串聯(lián)穩(wěn)壓電源 Multisum2010 仿真
中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）10（a）-0055-02
最為簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源――穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源因?yàn)橛泄潭ù笮∠拗频妮敵鲭娏?，所以，在很多?chǎng)合下無(wú)法滿足用電器要求，又兼電壓固定不可調(diào)節(jié)，無(wú)法呈現(xiàn)元件的變化特性，使得應(yīng)用比較單一。然而將穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源當(dāng)作基礎(chǔ)，加以有放大電流作用的晶體管，就可以增加負(fù)載電流。同時(shí)晶體管的負(fù)反饋也可以穩(wěn)定電路電壓，輸出電壓也可以通過(guò)改變反饋而來(lái)的參數(shù)來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)的目的，從而適合更多的條件場(chǎng)合。這樣改進(jìn)過(guò)的串聯(lián)穩(wěn)壓直流電源，操作簡(jiǎn)單靈活，成本低廉輕便，方便使用人員學(xué)習(xí)操作，也方便針對(duì)電路進(jìn)行維修檢修，減少了工作量，極大地提高了工作效率，也能應(yīng)用于教學(xué)舉例分析，極大地?cái)U(kuò)大了適用受眾。而利用Multisum2010電路仿真分析工具，可以對(duì)串聯(lián)直流穩(wěn)壓電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行較為完全詳盡的仿真分析。通過(guò)模擬相關(guān)測(cè)量?jī)x器對(duì)電源內(nèi)部不同部位的輸入電壓的示波器顯示模型，輸出電壓的示波器顯示模型，從而計(jì)算分析出相關(guān)輸入電壓值、輸入電流值、輸出電壓值、輸出電壓值等不同參數(shù)。進(jìn)而可在教學(xué)中作為驗(yàn)證相關(guān)定理定律的有效工具手段。
1 運(yùn)用Multisum2010對(duì)串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的仿真分析
通常實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用的是較為簡(jiǎn)化的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源，基本涵蓋了最主要的4個(gè)部分，即整流部分、濾波部分、串聯(lián)穩(wěn)壓部分、保護(hù)部分。
1.1 整流電路分部
由于Multisum2010電子電路仿真工具能夠較好地還原電路實(shí)況，也能很好地模擬出給定的不同場(chǎng)景條件，相對(duì)所需的反應(yīng)時(shí)間也比較短，所以，我們假定在特定模擬電路不同位置中加入整流二極管4只，（如圖1），并將信號(hào)輸出端用合適的成像示波器模擬出波譜形狀，來(lái)對(duì)不同情況下的假設(shè)做出鑒定。
通過(guò)仿真分析的譜圖可知，無(wú)論哪個(gè)部位的整流二極管發(fā)生開(kāi)路，都會(huì)破壞原有完好的全波整流，形成新的只有一半周期的不完整半波整流，輸出電壓的大小也會(huì)變成原有的一半，仿真模擬得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)前的理論預(yù)測(cè)十分契合，也從側(cè)面證明了該模擬仿真的相似度十分高，可以作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相信代入計(jì)算。
根據(jù)如上舉例，還可以舉一反三探究其他相關(guān)問(wèn)題，比如：若是任意一個(gè)位置整流二極管發(fā)生短路，又或是兩個(gè)位置同時(shí)發(fā)生短路等，均是很有研究探討價(jià)值的問(wèn)題，在此不作重復(fù)演示。
1.2 濾波電路分部
將濾波電容也加入到整流電路中，由于電容器具有儲(chǔ)存電荷的特性與容抗特點(diǎn)，會(huì)阻礙電壓降與電流的改變趨勢(shì)，所以會(huì)使得輸出電壓的波動(dòng)幅度減小，相對(duì)增大平均輸出電壓。根據(jù)計(jì)算公式可知，電阻R值越大，相同電容量的電容器放電時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，放電速度也相對(duì)減緩，輸出的電壓變動(dòng)曲線也愈發(fā)平滑緩和，平均輸出電壓值也就越大。當(dāng)R值無(wú)窮時(shí)，平均輸出電壓的平方值正好是最大輸出電壓平方的一半，而濾波電容一定時(shí)，負(fù)載電阻R阻值越大，同理輸出電壓曲線也變的平緩，平均值也同比增加。
1.3 串聯(lián)穩(wěn)壓電路分布與保護(hù)電路分部
穩(wěn)壓電路分部是通過(guò)晶體管的負(fù)反饋?zhàn)饔脕?lái)削弱輸入電壓對(duì)輸出電壓波形與平均值的影響。
保護(hù)電路分部的作用主要是在電路中串聯(lián)負(fù)載過(guò)了底線值時(shí)，又或者輸出發(fā)生短路時(shí)，通過(guò)限流型保護(hù)分部和截流型保護(hù)分部，通過(guò)截?cái)嚯娐吠ǖ?，?lái)保護(hù)相關(guān)電子元件。
2 運(yùn)用Multisum2010電子電路模擬軟件模擬晶體管負(fù)反饋串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源
以電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)EWB為前身的Multisum2010電子電路模擬仿真，最為突出的改進(jìn)莫過(guò)于增加了虛擬儀表讀數(shù)觀察的直觀性，與各類電子元件、集成電路芯片庫(kù)的豐富性，并且擁有較為友好的用戶操作界面。使得整個(gè)軟件的處理信息功能強(qiáng)大卻便于操作，是新入門(mén)的電子操作設(shè)計(jì)，電路檢修人員增加理解熟悉操作的首選工具。其擁有虛擬儀器涵蓋了示波器以及顯示分析裝置、函數(shù)模擬發(fā)生器、萬(wàn)用表、波特圖圖示儀器、針對(duì)失真度、譜頻、邏輯、網(wǎng)絡(luò)等必要參數(shù)的分析裝置等專業(yè)儀器，極大地方便了實(shí)驗(yàn)要求與設(shè)計(jì)。
2.1 創(chuàng)建模擬電路
注意：（1）要選擇AC_VOLTACE_SOURSE此選項(xiàng)作為交流電源，并且接地。（2）在元件庫(kù)中選好相應(yīng)的變壓器、橋堆，2只穩(wěn)壓二極管，2只三極管，相應(yīng)阻值的6只電阻，合適的2只電容，并按照示意圖連接好電路，在如圖位置放置好選擇2只萬(wàn)用表作為測(cè)量用表。
2.2 仿真分析負(fù)反饋穩(wěn)壓
雙擊交流電源按鍵，調(diào)整電壓值為220 V，頻率為50 Hz，將萬(wàn)用表調(diào)整到量程為15 V的電壓表模式，讀取電壓值為12 V。另取萬(wàn)用表2，調(diào)整量程為15 V的壓表，分別連接入電路測(cè)得電壓值如表1。通過(guò)對(duì)R4阻值的調(diào)整可以發(fā)現(xiàn)，其阻值的改變會(huì)相應(yīng)的輸出電壓值。
當(dāng)輸出電壓顯示值升高時(shí)，同樣操作調(diào)整相關(guān)參數(shù)為240 V，50 Hz，改變?nèi)f用表2位置，進(jìn)行對(duì)相關(guān)阻值的測(cè)量，并且記下萬(wàn)用表1的電壓讀數(shù)。
當(dāng)輸出電壓顯示值降低時(shí)，同樣操作調(diào)整相關(guān)參數(shù)為200 V，50 Hz，改變?nèi)f用表2位置，進(jìn)行對(duì)相關(guān)阻值的測(cè)量，并且記下萬(wàn)用表1的電壓讀數(shù)。
通過(guò)表1可以看出，當(dāng)輸入電壓的波動(dòng)范圍控制在20 V以內(nèi)的時(shí)候，晶體管串聯(lián)得到的穩(wěn)壓電源能夠很好地利用晶體管負(fù)反饋的特性，將輸出電壓維持在固定數(shù)值保持不變。
假若調(diào)整輸入電壓以及其他電子元件參數(shù)數(shù)值，按照同樣的電路結(jié)構(gòu)，就可以類似得出不同參數(shù)的晶體管，以及晶體管數(shù)量安裝方式不同時(shí)改造的串聯(lián)型穩(wěn)恒電壓的最大波動(dòng)幅度和穩(wěn)定性，可以作為改進(jìn)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的深入性探究，具有很大的教學(xué)與商業(yè)價(jià)值。
3 結(jié)語(yǔ)
串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源因其穩(wěn)恒的輸出電壓，簡(jiǎn)單的構(gòu)造、方便的操作在精密儀器、電子元件領(lǐng)域扮演著不可替代的角色，對(duì)它的分析改進(jìn)也一直是教學(xué)之重和企業(yè)創(chuàng)新賣(mài)點(diǎn)。然而在現(xiàn)階段，高校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室與中小型的企業(yè)電子電路實(shí)驗(yàn)室依然存在儀器老舊不完備等缺陷，故而不能很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)與設(shè)計(jì)檢修等工作。通過(guò)Multisum2010電子電路的模擬分析，能較好地理解掌握相關(guān)的原理，也能相對(duì)地熟悉操作，從而將串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的作用發(fā)揮到更好。提高教學(xué)質(zhì)量并且激發(fā)學(xué)生興趣，也能再次促進(jìn)電子電路設(shè)計(jì)維修行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 關(guān)樸芳.基于Multisim2001的串聯(lián)型穩(wěn)壓電源故障仿真[J].常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（5）：23-25.
[2] 黃忠堂.串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)[J].廣西教育B（中教版），
第2篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：無(wú)級(jí)；可調(diào)直流電壓源；晶振測(cè)試
中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）05-0235-02
The Design of Stepless DC Regulated Power Supply with Crystal Test
ZHENG Qi ， SHANG Dong-mei ， BAI Yun ， AN Jing-yu ， HAN Juan
（Xi'an University of Science and Technology，Engineering Training Center， Xi'an 710000， China）
Abstract： As an important part in quality-oriented education of undergraduate education practice， our school is a compulsory training course in science and engineering， electrical and electronic design in this course， with no exception of adjustable regulated power supply is used， as well as the crystal vibration tester. In order to meet the urgent needs of the electrical and electronic training courses in our school， has been developed with the test crystals stepless adjustable dc regulated power supply. This paper mainly introduces the stepless adjustable with the test crystals is main part of dc regulated power supply， working principle and application.
Key words： stepless. adjustable dc voltage source； crystal vibration test
作為理工科類大學(xué)生鍛煉動(dòng)手能力的最基礎(chǔ)的電工電子實(shí)訓(xùn)課程-電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程是我校面向理工類本科生的必選基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)課程，覆蓋面大、學(xué)生多、工作量大。提供給學(xué)生選擇及要求學(xué)生選做的多個(gè)實(shí)訓(xùn)套件需要的電源不同。為了能夠提供實(shí)訓(xùn)中不同套件的電源，需要具有可調(diào)直流電源。本文所述電源分為無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源及測(cè)試晶振兩個(gè)模塊。基于該實(shí)訓(xùn)課程需要的所購(gòu)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源成本較高，數(shù)量有限，故研制該儀器以解決現(xiàn)存問(wèn)題。該帶測(cè)試晶振的無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源比專門(mén)的儀器相比，體積小巧，價(jià)格低廉、使用方便。晶振測(cè)試可用于51單片機(jī)12MHZ晶振的測(cè)試，市面上測(cè)試晶振的儀器比較少、且價(jià)格較高，51單片機(jī)的晶振經(jīng)測(cè)試后再焊，可避免焊上壞的導(dǎo)致不易拆除、更換。
1 帶測(cè)試晶振的無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的主要性能
可調(diào)直流穩(wěn)壓電源能夠任意輸出1.3-36V以內(nèi)的直流電壓，誤差達(dá)到10%左右；實(shí)訓(xùn)所用晶振的測(cè)試誤判率5%左右。
2 電原理圖、方案及設(shè)計(jì)
2.1 無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源模塊
電路主要應(yīng)用了LM317。LM317是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。其輸出電壓范圍是1.2V-37V，最大負(fù)載電流為1.5A。使用時(shí)只需外接兩個(gè)電阻即可設(shè)置輸出電壓。它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率比標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)壓器好。LM317過(guò)載保護(hù)、輸出短路保護(hù)、安全區(qū)保護(hù)等多種保護(hù)電路。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端穩(wěn)壓器高得多的紋波抑制比。典型線性調(diào)整率0.01%，典型負(fù)載調(diào)整率0.1%。80dB紋波抑制比。輸出短路保護(hù)，過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)，安全區(qū)保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。
Vout≈1.25V*（1+R3/R2）
用LM317制作可調(diào)穩(wěn)壓電源，常因電位器接觸不良使輸出電壓升高而燒毀負(fù)載。如果增加一只三極管（如下圖所示），在正常情況下，T1的基極電位為0，T1截止，對(duì)電路無(wú)影響；而當(dāng)W1接觸不良時(shí)，T1的基極電位上升，當(dāng)升至0.7V時(shí)，T1導(dǎo)通，將LM317T的調(diào)整端電壓降低，輸出電壓也降低，從而對(duì)負(fù)載起到保護(hù)作用。
2.2 晶振測(cè)試模塊
主要通過(guò)三極管和周邊元件構(gòu)成電路滿足“巴克豪森準(zhǔn)則”（即公式a），（環(huán)路增益不能太大，否則也不起振，）形成震蕩，使晶振起振，如果不起振，那么晶振就是壞的，從而鑒別晶振的好壞。
|H（jω0）|R1
2.3 儀器設(shè)備硬件設(shè)計(jì)電原理圖
2.3.1晶振測(cè)試模塊電路原理圖如圖1所示。 印制板為PCB板1。
2.3.2可調(diào)直流電壓源模塊電原理圖如圖2所示。印制板為PCB板2。
3 帶測(cè)試晶振的無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用及使用
3.1 帶測(cè)試晶振的無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用
該設(shè)備可作為需要直流電壓源套件的電源：收音機(jī)電源、門(mén)鈴電源、報(bào)警器電源、功放電源、收音機(jī)電源、51單片機(jī)電源，另外晶振測(cè)試模塊可用于51單片機(jī)晶振測(cè)試。
3.2 帶測(cè)試晶振的無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的使用
輸出端正極（紅鱷魚(yú)夾）接電路正極，輸出端負(fù)極（黑鱷魚(yú)夾）接電路負(fù)極。將220V的電源線插頭插在市電插座上。打開(kāi)開(kāi)關(guān)1，直流電壓源指示燈（紅）亮，調(diào)節(jié)旋鈕，輸出電壓變化，其值顯示在電壓表頭上；另外，打開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，測(cè)試晶振，晶振電源指示燈（紅）亮，如果晶振是好的，晶振質(zhì)量綠指示燈亮，否則綠指示燈不亮。
3.3 帶測(cè)試晶振的無(wú)級(jí)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試
調(diào)試過(guò)程：測(cè)試晶振的電源指示燈串聯(lián)的限流電阻阻值1.8K，原先過(guò)于偏低，發(fā)光二極管發(fā)燙，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)最終選定合適值為5.1K；無(wú)級(jí)可調(diào)直流電壓源原先設(shè)計(jì)的可調(diào)電位器（用于調(diào)節(jié)輸出電壓）為4.7K，電壓輸出偏低，經(jīng)過(guò)調(diào)試，最終確定為6.8K，電壓輸出符合要求；LM317選用鐵殼封裝，否則溫度過(guò)高容易高溫?fù)p壞。
參考文獻(xiàn)：
[1] 姜愛(ài)婷，楊毅，楊靜. 高頻開(kāi)關(guān)直流屏的設(shè)計(jì)[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2013（12）：41-38.
第3篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
【關(guān)鍵詞】TL431；限流電阻；穩(wěn)壓電源；低溫漂
1.引言
TL431是一個(gè)有良好熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)集成芯片，具有體積小、價(jià)格低廉、性能優(yōu)良等特點(diǎn)：它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從參考電壓（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值，典型動(dòng)態(tài)阻抗僅為0.2Ω，電壓參考誤差為±0.4%，負(fù)載電流能力從1.0mA到100mA，溫度漂移低，輸出噪聲電壓低等[1]?；谝陨咸攸c(diǎn)，不僅可以用于恒流源電路、電壓比較器電路、電壓監(jiān)視器電路、過(guò)壓保護(hù)電路等電路中、還廣泛應(yīng)用于線性穩(wěn)壓電源、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源等直流穩(wěn)壓電源電路中，本文對(duì)TL431在線性穩(wěn)壓電源中的并聯(lián)和串聯(lián)型兩種電源進(jìn)行了詳細(xì)的介紹[2]。
2.TL431的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能
2.1 TL431的符號(hào)
該器件的符號(hào)如圖1，三個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽(yáng)極（ANODE）和參考端（REF），參考電壓為2.5V
圖1 TL431的符號(hào)
2.2 TL431的內(nèi)部電路圖
由內(nèi)部電路圖圖2可以看出，它由多極放大電路、偏置電路、補(bǔ)償和保護(hù)電路組成，其中晶體管V1構(gòu)成輸入極，V3、V4、V5構(gòu)成穩(wěn)壓基準(zhǔn)，V7和V8組成的鏡像恒流源與V6、V9構(gòu)成差分放大器作中間級(jí)，V10、V11形成復(fù)合管，構(gòu)成輸出，其它一些電阻、電容、二級(jí)管分別起偏置、補(bǔ)償和保護(hù)作用，在原理上它是一個(gè)單端輸入、單端輸出直流放大器[3]，如其等效功能示意圖如圖3所示，由一個(gè)2.5V的精密基準(zhǔn)電壓源、一個(gè)電壓比較器和一輸出開(kāi)關(guān)管等組成，參考端的輸出電壓與精密基準(zhǔn)電壓源Vref相比較，當(dāng)參考端電壓超過(guò)2.5V時(shí)，TL431立即導(dǎo)通。因?yàn)镽端控制電壓誤差為±1%，所以參考端能精確地控制TL431的導(dǎo)通與截止。
3.并聯(lián)穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)
3.1 基本并聯(lián)穩(wěn)壓電路原理
TL431內(nèi)部含有一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓，所以當(dāng)在Vref端引入輸出反饋時(shí)，器件可以通過(guò)從陰極到陽(yáng)極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖4所示的電路，當(dāng)R1和R2的阻值確定時(shí)，兩者對(duì)VO的分壓引入反饋，若增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導(dǎo)致VO下降。顯見(jiàn)，這個(gè)深度的負(fù)反饋電路必然在等于基準(zhǔn)電壓處穩(wěn)定，此時(shí)VO=（1+R1/R2）Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當(dāng)R1=R2時(shí)，VO=5V。若使R1短路，R2開(kāi)路，即把參考端與陰極端短接，此時(shí)則有輸出電壓VO=2.5V（參考端電壓），最適合用于數(shù)字電壓表和模數(shù)轉(zhuǎn)換器或其它電路中作基準(zhǔn)電壓源。
需要注意的是，和在選擇電阻R時(shí)必須保證TL431工作的必要條件，就是通過(guò)陰極的電流要大于1mA，R1和R2要選擇精度為1%的同類電阻，才能保證基準(zhǔn)電源的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
3.2 并聯(lián)擴(kuò)流穩(wěn)壓電路
在多種應(yīng)用電路中，實(shí)際上是將圖5為在圖4的基礎(chǔ)上將電路稍加改進(jìn)，采用三極管擴(kuò)流，組成大電流基準(zhǔn)電壓源，且圖5中的晶體管可根據(jù)負(fù)載電流的大小選用不同功率的晶體管，這時(shí)限流電阻R也要相應(yīng)增加其功率。并聯(lián)穩(wěn)壓電路適用于各種傳感器、變送器、和儀表各種A/D轉(zhuǎn)換器中，圖5就是在電偶變送器中的應(yīng)用。
4.串聯(lián)擴(kuò)流穩(wěn)壓電路
TL431除了可使用在并聯(lián)穩(wěn)壓電路中，圖4和圖5中的限流電阻R的功耗就要隨著輸入電壓的不同而功率發(fā)生變化，需用功率大的限流電阻，否則就會(huì)因電流過(guò)大而損壞，
采用串聯(lián)行的接法，如圖7，解決了上述問(wèn)題。將流經(jīng)限流電阻R電流的分流一部分，用兩個(gè)NPN的三極管V1和V2，通過(guò)NPN+NPN的同極性接法夠成NPN型達(dá)林頓管，放大倍數(shù)是V1和V2的放大倍數(shù)的乘積。[4]這樣集電極不僅分流了圖5電阻R承受的大部分電流，解決了所需大功率電阻的問(wèn)題，而且因達(dá)林頓管的電流放大能力增強(qiáng)，使TL431帶載能力增強(qiáng)，不用大功率三極管就可接大電流負(fù)載。
實(shí)際應(yīng)用中，為差動(dòng)變壓器式位移傳感器LVDT穩(wěn)壓電源時(shí)，當(dāng)負(fù)載電流為50mA時(shí)，流經(jīng)R的電流僅為1mA，流過(guò)達(dá)林頓集電極的電路為49mA，電阻R采用小功率表貼電阻就能滿足需要，實(shí)現(xiàn)恒壓功能。而且在寬電源輸入下，輸出變化量小。如表2，測(cè)試條件為R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，R=3KΩ，負(fù)載電流50mA，TL431選用SOT-89封裝，型號(hào)為T(mén)L431QPK，寬電壓供電的情況下僅變化1mV。如果在并聯(lián)電路中使用，替代圖5中所示電路，效果更好。
圖6所示電路具有良好的熱穩(wěn)定性。由于TL431的溫度漂移低，0℃～40℃為6mV， -40℃～85℃和-40℃～125℃為14mV[1]，所以輸出電壓的溫度特性要比普通恒壓源好的多，如果R1和R2選用溫度漂移系數(shù)低的電阻，恒壓電路的整體溫度漂移也很小，在應(yīng)用中無(wú)需附加溫度補(bǔ)償電路。實(shí)際應(yīng)用中，R1=2.5KΩ，R2=3.5KΩ，從型號(hào)TL431QPK，SOT-89封裝50個(gè)芯片中隨機(jī)抽取3支，用圖6所示電路作為差動(dòng)變壓器式位移傳感器的穩(wěn)壓電路，溫區(qū)范圍-40℃～125℃，溫漂測(cè)量如表2所示，僅有幾個(gè)到十幾毫伏，均符合所給指標(biāo)。
可見(jiàn)串聯(lián)電路提高了穩(wěn)定精度，降低了TL431的功耗，減少了TL431因過(guò)熱而損壞的機(jī)率，上述電路不但可以作為工業(yè)級(jí)的傳感器穩(wěn)壓基準(zhǔn)，而且可以為寬溫區(qū)低溫漂的軍品級(jí)的產(chǎn)品精密穩(wěn)壓電源基準(zhǔn)，是一款實(shí)用的精密線性穩(wěn)壓電路。
5.應(yīng)用注意事項(xiàng)
5.1 用一只電容器與TL431并聯(lián)使用，減小輸出噪聲
TL431的使用和穩(wěn)壓二極管的使用又十分相似，穩(wěn)壓二極管在電路中工作時(shí)，其自身會(huì)產(chǎn)生一種不規(guī)則的周期性噪聲，這種不規(guī)則的噪聲稱為齊納噪聲。盡管齊納噪聲的電平不高，但它卻是影響穩(wěn)壓二極管輸出特性的重要原因之一。并聯(lián)的電容就可以吸收穩(wěn)壓二要管的齊納噪聲，以改善穩(wěn)壓二極管的輸出特性。另外，并聯(lián)在穩(wěn)壓二極管上的電容還可以吸收電源的紋波，使得穩(wěn)壓二極管的輸出電壓更加平穩(wěn)。其次，當(dāng)穩(wěn)壓二極管與電容并聯(lián)使用時(shí)，由于電容的充電作用，會(huì)使穩(wěn)壓二極管輸出電壓的建立時(shí)間增加，使輸出電壓緩慢地上升，不過(guò)，這僅是接通電源瞬間的情況。正常工作時(shí)，穩(wěn)壓二極管的輸出電壓是完全穩(wěn)定的。
但是，當(dāng)TL431與電容并聯(lián)，其選用的容量值不適合時(shí)，有時(shí)不但起不到好的作用，反而會(huì)產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，這是因?yàn)榱鬟^(guò)TL431的電流和電容的容量有一定的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明，如果用容量為0.01～3μF的電容器并聯(lián)在TL431上，很有可能使TL431產(chǎn)生振蕩，因此，當(dāng)TL431與電容并聯(lián)使用時(shí)，應(yīng)使TL431并聯(lián)的電容器值大于3μF或小于0.01μF，對(duì)此必須引起注意。但當(dāng)輸出電壓大于15V，IK大于10mA可完全避免振蕩的發(fā)生.
5.2 應(yīng)注意電流大小問(wèn)題
流過(guò)TL431的最小電流必須大于1mA，否則失去穩(wěn)壓性能，最大不能超過(guò)100mA，否則就會(huì)損壞TL431，所以限流電阻的選擇很重要。
5.3 應(yīng)注意功耗問(wèn)題
例如常見(jiàn)TO-92封裝的TL431最大功耗為0.7W[3]，TL431在電路的實(shí)際消耗為P=VOI，參見(jiàn)圖7，VO為輸出電壓，I為通過(guò)TL431的電流，因此，TL431只有在輸出不超過(guò)5V時(shí)才可輸出140mA電流，輸出電壓為7V時(shí)，只能輸出100mA電流，這是因?yàn)槭芄南拗频木壒?。常?guī)功耗為0.5～1.2W，當(dāng)其在高溫、高壓或大電流條件下使用時(shí)，要注意通風(fēng)、散熱和安全性。
圖7 0.7WTL431工作區(qū)
5.4 應(yīng)注意取樣電阻R1和R2的選擇問(wèn)題
取樣電阻的選材及布放，直接影響到穩(wěn)壓精度和溫度特性，因此必須選用溫度系數(shù)小、噪聲小、功率裕量大的同型號(hào)精密電阻。由公式VO=2.5×（1+R1/R2），取VO最大為36V，可以計(jì)算出的R1/R2最大比值為13.4，即R1最大是R2的13.4倍。
由于TL431是有較高的開(kāi)環(huán)增益且響應(yīng)速度快，當(dāng)取樣點(diǎn)（R1、R2的連接點(diǎn)）離兩極較遠(yuǎn)時(shí)，電路容易產(chǎn)生超調(diào)自激，所以在使用時(shí)要引起注意。
5.5 最小維持電流與最小陰極電壓
由于TL431的內(nèi)部基準(zhǔn)Vref是靠陰極電流維持，并且低于極間電壓，所以應(yīng)用時(shí)要注意：TL431的輸出極截止后，仍必須有大于0.2mA的陰極維持電流；當(dāng)輸出極“飽和”后，極間電壓仍至少大于2.2V。
6.結(jié)語(yǔ)
本文根據(jù)TL431三端可調(diào)精密內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，闡述了并聯(lián)穩(wěn)壓電路和串聯(lián)穩(wěn)壓電路的基本構(gòu)成和性能。大量實(shí)驗(yàn)和長(zhǎng)期應(yīng)用證明，TL431確是一片設(shè)計(jì)精巧、應(yīng)用方便、性能可靠、性價(jià)比較高的穩(wěn)壓基準(zhǔn)芯片，應(yīng)用前景廣闊。
參考文獻(xiàn)
[1]ADJUSTABLE PRECISION SHUNT REGULATORS SLVS543J-AUGUST 2004-REVISED DECEMBER 2005.
[2]MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA TL431，A，B Series.
[3]潘玉成.可調(diào)式精密穩(wěn)壓集成電路TL431及應(yīng)用[J].寧德師專學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（1）.
第4篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
【關(guān)鍵詞】DC-DC轉(zhuǎn)換 LM5117芯片 直流開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源
開(kāi)關(guān)電源是利用電子開(kāi)關(guān)器件通過(guò)控制電路，使電子開(kāi)關(guān)器件不停地“接通”和“斷開(kāi)”，讓電子開(kāi)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(kāi)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(guò)流保護(hù)和負(fù)載識(shí)別功能。
1.2 設(shè)計(jì)方案
本開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主要由電流檢測(cè)部分、過(guò)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(guò)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(kāi)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(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)電流過(guò)保護(hù)，通過(guò)控制芯片一腳的電壓來(lái)控制芯片的工作狀態(tài)。利用INA271高端檢測(cè)，通過(guò)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(guò)流時(shí)通過(guò)P3.1輸出低電平至Uvlo腳，芯片停止工作實(shí)現(xiàn)過(guò)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(kāi)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(kāi)關(guān)管CSD18532，電感，電容組成。由兩個(gè)開(kāi)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(guò)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(guò)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(kāi)關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過(guò)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)核心是LM5117芯片，通過(guò)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(kāi)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)
[1]P.R.Gray and R.G.Meyer.Analysis and Design of Analag Intergrated Circuits.3rd John Wiley&Sons，New York，1993.
[2]戶川活朗著.實(shí)用電源電路設(shè)計(jì)――從整流電路到開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器[M].北京：科學(xué)出版社，2011.
[3]康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2005.
[4]吳慎山主編.電子線路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.
[5]臧春華主編.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京： 高等教育出版社，2012.
第5篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
教學(xué)做合一教學(xué)模式，是陶行知先生所創(chuàng)建的“生活教育”理論體系中最富有建設(shè)性、最具有可操作性的分支理論。教學(xué)做一體化教學(xué)模式，是通過(guò)設(shè)計(jì)和組織，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合于一體的一種教學(xué)模式。一體化教學(xué)模式應(yīng)該充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生的技能為目標(biāo)”的教學(xué)理念，師生雙方共同參入教學(xué)的全過(guò)程，在教中學(xué)、學(xué)中做，做中學(xué)，融教、學(xué)、做于一體。筆者通過(guò)在教學(xué)一線的實(shí)踐探索經(jīng)歷，來(lái)介紹航空電子技術(shù)與應(yīng)用課程在教學(xué)做合一教學(xué)模式下項(xiàng)目———串聯(lián)穩(wěn)壓電源的制作的具體實(shí)施過(guò)程。
二、串聯(lián)穩(wěn)壓電源項(xiàng)目的教學(xué)過(guò)程及內(nèi)容
通常對(duì)于原理圖的學(xué)習(xí)對(duì)高職院校的學(xué)生是一個(gè)難點(diǎn)，傳統(tǒng)教學(xué)按照半導(dǎo)體二極管、三極管等等的介紹完了之后，學(xué)生仍然不能識(shí)讀原理圖。教學(xué)做合一的方法運(yùn)用到原理圖的識(shí)別這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，筆者采用倒推法教學(xué)，先給出原理圖，讓學(xué)生先查找、歸納元器件，進(jìn)而帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)圖中元器件性能，識(shí)讀單元電路，最終完成原理圖的學(xué)習(xí)任務(wù)。下面介紹項(xiàng)目具體如何通過(guò)5個(gè)任務(wù)模塊進(jìn)行實(shí)施。
1、任務(wù)一元器件符號(hào)的認(rèn)知
學(xué)生先查找元器件符號(hào)、歸納元器件的種類，并且列表，教師分類講解這些元器件，使學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)元器件性能及作用。比較傳統(tǒng)教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大大增強(qiáng)了。
2、任務(wù)二單元電路的認(rèn)知
學(xué)生學(xué)習(xí)完元器件的認(rèn)知后，老師把圖一勾出原理圖中的單元電路:橋式全波整流電路、電容濾波電路、調(diào)整電路、基準(zhǔn)電路、取樣電路。讓后引導(dǎo)學(xué)生逐一學(xué)習(xí)，畫(huà)出每部分單元電路處理后的信號(hào)波形，講解清楚電路的原理圖結(jié)構(gòu)。
3、任務(wù)三元器件的識(shí)別與檢測(cè)
參照原理圖一，以小組為單位發(fā)放電路板中所需要的元器件，進(jìn)行元器件的識(shí)別與清點(diǎn)學(xué)習(xí)任務(wù)。通過(guò)元器件的識(shí)別完成元器件符號(hào)與實(shí)際元器件的對(duì)照，然后結(jié)合元器件的性能與作用，進(jìn)行元器件檢測(cè)的教學(xué)任務(wù)。
4、任務(wù)四電路板的安裝與焊接
指導(dǎo)學(xué)生按照工藝要求進(jìn)行電路板的安裝:小功率元件貼底板安裝，色環(huán)電阻順序一致，先裝配矮的元件再裝配高的元件，元件安裝前必須先矯形，有極性的元器件安裝前必須要注意正負(fù)極等等。這些工藝要求在任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中以投影的方式打出來(lái)，提醒學(xué)生邊做邊學(xué)。電路板的焊接需要學(xué)生由老師指導(dǎo)焊接要領(lǐng)練習(xí)4學(xué)時(shí)再進(jìn)行項(xiàng)目電路板的焊接。
5、任務(wù)五電路板的調(diào)試與參數(shù)測(cè)試
電路板安裝完成之后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電路板的好壞進(jìn)行調(diào)試，并對(duì)電路中關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試需要外接變壓器輸出12伏交流電對(duì)電路進(jìn)行供電，整流濾波后輸出15伏的直流電，經(jīng)過(guò)取樣電路中RP1中心抽頭的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)輸出8－14伏可調(diào)的直流電壓。根據(jù)這些基本參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生找到電路板上對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。
三、串聯(lián)穩(wěn)壓電源項(xiàng)目的實(shí)施結(jié)果及評(píng)價(jià)
第6篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：電子技術(shù)與實(shí)訓(xùn)；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；教學(xué)法；理論知識(shí)；技能訓(xùn)練
電子電工是一門(mén)理論、操作結(jié)合相當(dāng)緊密的課程，具有內(nèi)容跨度大、覆蓋面廣、更新速度快、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往是把課程分割成兩塊，即理論知識(shí)部分和技能實(shí)訓(xùn)部分。教學(xué)中，教師一般都是先安排一定課時(shí)量集中進(jìn)行理論知識(shí)的傳授，然后再進(jìn)行集中的技能訓(xùn)練。這種理實(shí)分離的教學(xué)方式，通常使得在理論教學(xué)時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，厭學(xué)情緒嚴(yán)重；而在技能教學(xué)中，學(xué)生又缺少相應(yīng)的理論知識(shí)指導(dǎo)，導(dǎo)致技能水平不高，應(yīng)用能力不強(qiáng)。
當(dāng)前中職學(xué)生理論學(xué)習(xí)能力雖不強(qiáng)，但是動(dòng)手能力卻比較突出，需要教師積極探索適合中職學(xué)生的課程教學(xué)模式，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以能力培養(yǎng)為中心”的中職教育培養(yǎng)模式。
所謂任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是以培養(yǎng)學(xué)生心智技能或操作技能為目的，教師設(shè)置并提出可以考核的、體現(xiàn)技能要求的工作任務(wù)，結(jié)合學(xué)生易感知的實(shí)例或?qū)嵨铮v解完成該任務(wù)所需要的相關(guān)知識(shí)，演示完成該任務(wù)的操作步驟與要點(diǎn)，學(xué)生在理解所講內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，順利完成該任務(wù)，掌握要求的心智技能或操作技能的教學(xué)過(guò)程。
以串聯(lián)型穩(wěn)壓電源這一課為例：我將總?cè)蝿?wù)設(shè)計(jì)為：分析串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路的結(jié)構(gòu)及原理，并完成該電路的正確安裝與調(diào)試，要求：輸入220V交流電壓，得到在一定范圍內(nèi)可調(diào)的直流電壓。為了及時(shí)檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，我對(duì)每一個(gè)階段的任務(wù)都進(jìn)行了相應(yīng)的評(píng)價(jià)。
第一階段：元件識(shí)別與檢測(cè)
任務(wù)1：變壓器、電阻、電容、二極管、三極管等常用元器件的特點(diǎn)及作用是什么？
學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)討論、翻閱資料，正確繪制出電路中各個(gè)元件的圖形符號(hào)，分析出各個(gè)元件的作用。
任務(wù)2：常用電子元器件的參數(shù)、極性和性能好壞如何判別？
學(xué)生活動(dòng)：要求學(xué)生能使用萬(wàn)用表等設(shè)備正確檢測(cè)各元件參數(shù)。
教師活動(dòng)：通過(guò)多媒體展示正確的答案，由學(xué)生自我檢查。
第二階段：電路結(jié)構(gòu)及工作原理
任務(wù)1：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源由哪些部件或電路組成？
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論分析，畫(huà)出電路結(jié)構(gòu)框圖。
任務(wù)2：串聯(lián)型穩(wěn)壓電源如何工作？
學(xué)生活動(dòng)：分析電路中各個(gè)環(huán)節(jié)的作用及電路工作過(guò)程。
教師活動(dòng)：通過(guò)回顧學(xué)生先前已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電路分析。
第三階段：電路正確安裝
任務(wù)1：識(shí)讀電路原理圖，完成元件在萬(wàn)能板上的合理布局。
學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合原理圖，繪制元件布局草圖。
任務(wù)2：元件在萬(wàn)能板上的合理布局與成形。
學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合自己繪制的布局圖，參照元件成型的相關(guān)要求，完成元件在萬(wàn)能板上的布局。
任務(wù)3：電路的正確焊接。
學(xué)生活動(dòng)：按照焊接的基本工藝要求，按照“變壓―整流―濾波―穩(wěn)壓”四個(gè)過(guò)程依次進(jìn)行電路焊接。
教師活動(dòng)：通過(guò)巡視指導(dǎo)，檢查學(xué)生各個(gè)任務(wù)的完成情況，對(duì)錯(cuò)誤的地方進(jìn)行糾正。
第四階段：電路調(diào)試
任務(wù)1：示波器上波形的幅度和頻率如何識(shí)讀？
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生參照示波器使用說(shuō)明，打開(kāi)示波器，輸入示波器的較準(zhǔn)信號(hào)，觀察其波形是否正常，并正確讀出其幅度和頻度。
任務(wù)2：經(jīng)過(guò)變壓器降壓后，變壓器副邊的輸出電壓及波形情況如何？
學(xué)生活動(dòng)：檢查電路焊接無(wú)誤后，接通220V交流電壓，用萬(wàn)用表交流電壓檔測(cè)量變壓器副邊電壓值，用示波器觀察變壓器副邊輸出波形，并結(jié)合理論分析，判斷數(shù)據(jù)是否正確，不正確進(jìn)行排故。
任務(wù)3：信號(hào)經(jīng)過(guò)橋式整流后，電壓及波形又將如何變化？
學(xué)生活動(dòng)：斷開(kāi)橋式整流電路與濾波電路的連接線，重新接通電源，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量整流后的電壓值，并用示波器觀察整流后的輸出波形，并結(jié)合理論分析，判斷數(shù)據(jù)是否正確，不正確進(jìn)行排故。
任務(wù)4：觀察信號(hào)經(jīng)過(guò)電容濾波后的電壓值及波形。
學(xué)生活動(dòng)：重新接好整流電路與濾波電路的連接點(diǎn)，接通電源，用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)量濾波后的電壓值，并用示波器觀察濾波后的輸出波形，并結(jié)合理論分析，判斷數(shù)據(jù)是否正確，不正確進(jìn)行排故。
任務(wù)5：觀察電路的輸出電壓值及波形。
學(xué)生活動(dòng)：接通電源，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP，用萬(wàn)用表直流電壓檔觀察電路輸出端的電壓變化情況，記錄下其變化范圍，用示波器觀察輸出波形的變化情況，結(jié)合理論分析，判斷數(shù)據(jù)是否正確，不正確進(jìn)行排故。
教師活動(dòng)：主要通過(guò)巡視指導(dǎo)，幫助學(xué)生掌握電路測(cè)量的正確方法，對(duì)學(xué)習(xí)能力比較弱的學(xué)生給予幫助和指導(dǎo)。
顯然，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng)，使課堂更生動(dòng)，同時(shí)考核評(píng)價(jià)機(jī)制的引入，使學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和參與性得到顯著提高，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；其次，這種教學(xué)方式也使學(xué)生更清楚地認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)在技能訓(xùn)練中的重要性，也更加清醒地意識(shí)到放棄理論知識(shí)對(duì)于自身技能提高的影響；再次，任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，將教學(xué)內(nèi)容很好地融合在每一個(gè)具體的任務(wù)當(dāng)中，充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，在提高學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)，使他們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到顯著提升，知識(shí)應(yīng)用能力也更強(qiáng)；此外，任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式將方方面面的知識(shí)都進(jìn)行了滲透，學(xué)生在完成一個(gè)個(gè)具體任務(wù)的時(shí)候，除了要應(yīng)用教科書(shū)的相關(guān)知識(shí)以外，有時(shí)還要查閱一些工具書(shū)，學(xué)生在這樣的訓(xùn)練過(guò)程中自然地把自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容拓展到課外，開(kāi)拓了自己的知識(shí)面。同時(shí)因?yàn)楹芏鄦?wèn)題可以自由討論，互相交流，大大加強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，增進(jìn)了學(xué)生間的相互了解。
總之，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比較，特點(diǎn)鮮明，同時(shí)又保持了傳統(tǒng)教學(xué)方法中的很多優(yōu)點(diǎn)，在中職學(xué)校的電子電工教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種很有效的教學(xué)方法，適合中職學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，符合中職學(xué)校的教學(xué)要求。
參考文獻(xiàn)：
第7篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
摘 要：隨著我國(guó)現(xiàn)代電子信息技術(shù)的發(fā)展與提升，電子技工院校開(kāi)始著重培養(yǎng)學(xué)生們的綜合實(shí)踐與應(yīng)用的能力，進(jìn)而有效的提升學(xué)生們的電工電子技能。因此，在電工電子技能的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)的方法開(kāi)展，能夠有效的提升整個(gè)課堂教學(xué)的效果，注重對(duì)學(xué)生們進(jìn)行實(shí)訓(xùn)技能的培養(yǎng)與提升，從而促使學(xué)生們?nèi)娴陌l(fā)展與提升，增加學(xué)生們的綜合實(shí)踐能力與技術(shù)。
關(guān)鍵詞：電工電子；技能實(shí)訓(xùn)；項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)；設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
引言
“項(xiàng)目教學(xué)法”是通過(guò)一個(gè)完整的項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行教學(xué)的方法，應(yīng)用這種教學(xué)方法能夠有效的將理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，進(jìn)而充分的發(fā)掘出學(xué)生們的動(dòng)手、應(yīng)用潛能，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)與提升學(xué)生們的綜合實(shí)踐與應(yīng)用的能力。當(dāng)前，在技工學(xué)校的教學(xué)中，電子電工課程的技能實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)效果較低，學(xué)生們的相關(guān)技能水平尚不成熟?；诖?，通過(guò)應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)的方式能夠有效的提升電工電子課程的技能實(shí)訓(xùn)效果，進(jìn)而促使學(xué)生們相關(guān)技能得以提升與發(fā)展。此外，通過(guò)應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)的方法開(kāi)展電工電子實(shí)訓(xùn)技能的教學(xué)，能夠培養(yǎng)出全面、綜合性的技能性人才，符合社會(huì)的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，促使社會(huì)更好的發(fā)展與提升。
1項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)
1.1項(xiàng)目實(shí)施方案
直流穩(wěn)壓電源是人們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?jiàn)的一種電源，通過(guò)以直流穩(wěn)壓電源來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)，與學(xué)生們的實(shí)際生活相貼切，更有利于激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生們更好的學(xué)習(xí)與發(fā)展。直流穩(wěn)壓電源在教學(xué)的過(guò)程中具有較強(qiáng)的綜合性特征，因此在進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)的時(shí)候?qū)⑾嚓P(guān)的基本知識(shí)點(diǎn)、基本技能進(jìn)行有效的融合，更有利于學(xué)生們的學(xué)習(xí)與發(fā)展。
為了更好的完成該項(xiàng)目，實(shí)際的訓(xùn)練過(guò)程中，教師首先需要將整個(gè)項(xiàng)目劃分為多個(gè)子項(xiàng)目，然后分階段實(shí)施。在開(kāi)展技能實(shí)訓(xùn)課的時(shí)候，首先需要制作一個(gè)能夠輸出直流電壓為3―12V、輸出電流為0.5A、電壓調(diào)整率≤0.5V、電源輸出電阻≤0.1的直流穩(wěn)壓電源。
進(jìn)行直流穩(wěn)壓電源的項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)就是通過(guò)綜合性的應(yīng)用電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，以此來(lái)有效的提升技工學(xué)校學(xué)生對(duì)于電工電子技能實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而有效的提升學(xué)生們的實(shí)際應(yīng)用技能。而在教學(xué)的過(guò)程中，教師通過(guò)應(yīng)用PROTEL軟件來(lái)進(jìn)行電路原理圖的繪制，向?qū)W生們演示電路的安裝、提示，并以小組合作的方式來(lái)讓學(xué)生們收集與電路元器件相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，電路安裝與調(diào)試的方法，來(lái)全面、綜合性的提升學(xué)生們的電工電子技能，增加技能實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)效果。
1.2項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)
項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中首先需要明確教學(xué)任務(wù)，即按照電子線路教學(xué)要求設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源。然后，制定詳細(xì)的活動(dòng)計(jì)劃，本次項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)，主要可以劃分為四個(gè)實(shí)施階段完成，其中的第一階段就是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)的串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理進(jìn)行復(fù)習(xí)，如何有效的設(shè)置展示板、干擾源，制作出電路的設(shè)計(jì)圖，列出所需要的元器件。第二階段則是通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的方案通過(guò)從成本、實(shí)施等多個(gè)方面進(jìn)行討論與分析，確定最終的實(shí)施方案。第三階段就是通過(guò)安裝元器件來(lái)對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試與調(diào)試，并收集相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及資料數(shù)據(jù)。最后一個(gè)階段則是對(duì)整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)物驗(yàn)收及資料的驗(yàn)收，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的一些困難比如面板布局不合理、線路設(shè)計(jì)不夠科學(xué)等問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，針對(duì)各項(xiàng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，制定相關(guān)的解決對(duì)策，從而確保整個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)能夠順利的開(kāi)展。
而在具體的實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)小組合作、交流完成。小組研討過(guò)程中，主要重點(diǎn)分析串聯(lián)穩(wěn)壓電源工作原理的展示方式、線路原理圖、教具結(jié)構(gòu)布局等問(wèn)題，需要確保教具能夠展示負(fù)載變化、輸入電壓波動(dòng)變化等外界條件變化情況。然后通過(guò)一定的調(diào)研查詢，了解元器件型號(hào)及相關(guān)參數(shù)，做好成本核算工作，最終選擇出成本較低、性能較好的元器件，采購(gòu)工作完成之后，可以開(kāi)展后續(xù)計(jì)劃。電路安裝調(diào)試過(guò)程中，小組成員需要對(duì)整個(gè)的電路原理的設(shè)計(jì)路線、元器件的結(jié)構(gòu)布置等進(jìn)行不斷的調(diào)試，通過(guò)收集、分析輸入電壓波動(dòng)、負(fù)載變化以及管C、E兩端的變化值來(lái)對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行不斷的調(diào)整。此外，還需要對(duì)相關(guān)的電子元器件的型、參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，來(lái)保證整個(gè)電路的運(yùn)行。另外，在選購(gòu)電子元器件的時(shí)候，還需要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)設(shè)備的成本、性價(jià)比進(jìn)行考慮，且還需要應(yīng)用能夠輕易在市場(chǎng)上找尋到的相關(guān)電子元器件，進(jìn)而對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面性的培養(yǎng)與提升。項(xiàng)目總結(jié)環(huán)節(jié)，教師及學(xué)生要能夠通過(guò)教師評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)、自我總結(jié)等方式對(duì)教學(xué)方案設(shè)計(jì)過(guò)程、教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過(guò)程、項(xiàng)目成果質(zhì)量等進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)分析，總結(jié)項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中學(xué)生們存在的一些缺點(diǎn)及不足，幫助學(xué)生充分的認(rèn)識(shí)自我，促進(jìn)學(xué)生最大限度的發(fā)揮自身的能力，建立自信心。教師要能夠從理論設(shè)計(jì)、實(shí)踐操作、創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)態(tài)度等多個(gè)方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)。
2實(shí)施多元化的評(píng)價(jià)
教學(xué)評(píng)價(jià)對(duì)于技能實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)施有著重要的意義，傳統(tǒng)的考核方式只重視項(xiàng)目的結(jié)果，嚴(yán)重打擊了學(xué)生參與學(xué)習(xí)項(xiàng)目的積極性，因此，教師在對(duì)電工電子技能實(shí)訓(xùn)課評(píng)價(jià)的時(shí)候，需要從多個(gè)方面展開(kāi)合理的評(píng)價(jià)，由此才能夠全面的對(duì)整個(gè)課程及學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，促使學(xué)生們更好的學(xué)習(xí)與發(fā)展。教學(xué)評(píng)價(jià)的內(nèi)容應(yīng)包括學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的掌握能力、崗位技能以及職業(yè)素養(yǎng)三個(gè)方面，其中崗位技能應(yīng)占據(jù)考核的主要地位，專業(yè)知識(shí)及職業(yè)素養(yǎng)分別占20%。在進(jìn)行課程評(píng)價(jià)的時(shí)候需要將總結(jié)性的評(píng)價(jià)與過(guò)程評(píng)價(jià)相結(jié)合，通過(guò)對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)于課程基本概念、原理以及市場(chǎng)調(diào)研、成本核算等方面的能力，學(xué)生的創(chuàng)新精神、突發(fā)事件應(yīng)變能力等，考察的內(nèi)容要能夠反應(yīng)出學(xué)生們對(duì)于新舊知識(shí)的結(jié)合、掌握、運(yùn)用以及創(chuàng)新的能力，對(duì)學(xué)生的合作意識(shí)與能力進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)，進(jìn)而能夠全面性的掌握學(xué)生的實(shí)際技能掌握情況。同時(shí)，還可以通過(guò)進(jìn)行個(gè)體考核與團(tuán)隊(duì)考核相結(jié)合的方式，通過(guò)對(duì)整個(gè)小組的共同作品進(jìn)行考核，能夠增強(qiáng)學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)與團(tuán)隊(duì)精神，提升學(xué)生們的綜合能力與水平。
除此之外，還可以通過(guò)開(kāi)展學(xué)生評(píng)價(jià)的方式來(lái)對(duì)項(xiàng)目考核進(jìn)行學(xué)生自評(píng)與互評(píng)，最終再由教師進(jìn)行總結(jié)性的評(píng)價(jià)。自我評(píng)價(jià)在評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)掌握情況時(shí)十分適用，自我評(píng)價(jià)一般在課后進(jìn)行，學(xué)生根據(jù)教師提供的標(biāo)準(zhǔn)答案獨(dú)立填寫(xiě)評(píng)價(jià)表格完成該評(píng)價(jià)過(guò)程，然后由教師通過(guò)抽查及談話的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行檢查及反饋，了解學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中存在的不足之處，督促學(xué)生及時(shí)的梳理及復(fù)習(xí)本項(xiàng)目學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，為下一個(gè)項(xiàng)目的有效完成奠定良好的基礎(chǔ)。教師評(píng)價(jià)主要在學(xué)生綜合知識(shí)應(yīng)用能力、隱形職業(yè)能力等內(nèi)容中十分適用。教師評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)于不同的教學(xué)項(xiàng)目，評(píng)價(jià)的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所區(qū)別，比如課程初期項(xiàng)目評(píng)價(jià)中，教師應(yīng)將評(píng)價(jià)重點(diǎn)放在學(xué)生對(duì)于教學(xué)工具應(yīng)用的熟練程度、自我管理等方面；后期項(xiàng)目評(píng)價(jià)則應(yīng)放在學(xué)生的創(chuàng)新能力、溝通合作能力等方面。通過(guò)這種不同主體、不同評(píng)價(jià)方式的考核評(píng)價(jià)方式，能夠更加全面性的對(duì)學(xué)生電工電子技能進(jìn)行評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)評(píng)價(jià)的現(xiàn)象，進(jìn)而建立起高效的評(píng)價(jià)方式。
3結(jié)語(yǔ)
隨著社會(huì)對(duì)技能型人才的標(biāo)準(zhǔn)與要求的不斷提升，在電工電子課程的教學(xué)過(guò)程中，需要有效的增加實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)質(zhì)量與能力，通過(guò)應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)的方法來(lái)開(kāi)展技能實(shí)訓(xùn)課，能夠有效的解決傳統(tǒng)教學(xué)方式中存在的問(wèn)題，提升實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效率，進(jìn)而提升學(xué)生們的實(shí)訓(xùn)技能，全面性的培養(yǎng)、發(fā)展技能型人才，以此來(lái)有效的促使我國(guó)在電工電子方面的發(fā)展速度，推動(dòng)我國(guó)社會(huì)更好的生產(chǎn)與發(fā)展，增加我國(guó)在世界中的國(guó)際地位。
參考文獻(xiàn)：
[1]張華燕.電子技術(shù)課程項(xiàng)目教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2013（8）：37-41.
[2]陳正偉，裘君英，朱建華.電工電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系設(shè)計(jì)[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（04）.
[3]景寧波.電子設(shè)計(jì)大賽與電工電子設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課程改革[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，12（05）：131-132.
第8篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
所謂項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義教學(xué)理論基礎(chǔ)之上的教學(xué)法,學(xué)生綜合素質(zhì)和各種能力的提高都需要通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。該教學(xué)方法要求在教學(xué)過(guò)程中以項(xiàng)目為主線來(lái)展開(kāi),把相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)融入到項(xiàng)目的各個(gè)環(huán)節(jié)中去,層層推進(jìn)項(xiàng)目。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的深化或功能擴(kuò)充,來(lái)拓寬知識(shí)的廣度和深度,直至得到一個(gè)完整的項(xiàng)目解決方案,從而達(dá)到學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)能力的目的。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法屬探究式教學(xué)法,老師根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)、水平、經(jīng)驗(yàn)和興趣,與學(xué)生共同擬定、實(shí)施一個(gè)項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程開(kāi)始,教師引導(dǎo)學(xué)生選定“有意義”的項(xiàng)目,所謂“有意義”是指項(xiàng)目能夠?qū)⒄n程中的理論知識(shí)融入到項(xiàng)目中并具有開(kāi)放性;在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,老師在課堂教學(xué)中將融于項(xiàng)目的理論知識(shí)適當(dāng)加以講解,學(xué)生可以在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中用理論指導(dǎo)實(shí)踐,同時(shí)在實(shí)踐過(guò)程中強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握,兩者有機(jī)結(jié)合,既能提高學(xué)生的興趣,又可以在制定修改設(shè)計(jì)方案、分工協(xié)作中鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,極大地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性。在項(xiàng)目完成的基礎(chǔ)上,可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)、交流和討論,強(qiáng)化項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中學(xué)到的知識(shí)和技能,不但如此,可以引導(dǎo)學(xué)生在已實(shí)施項(xiàng)目上提出新問(wèn)題、優(yōu)化性能、擴(kuò)充功能,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的鉆研精神,挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛力。
二、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在模擬電子技術(shù)課程中的應(yīng)用
本文以直流穩(wěn)壓電源為例,介紹項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在模擬電子技術(shù)課程中的應(yīng)用,該方法可以推廣到該課程中的其它知識(shí)點(diǎn),如功率放大電路、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生電路等。
(一)項(xiàng)目的選擇。項(xiàng)目的選擇在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中起著舉足輕重的作用,項(xiàng)目選擇要遵循以下原則:一是盡可能覆蓋直流穩(wěn)壓電源涉及的所有知識(shí)點(diǎn),如整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等,項(xiàng)目完成后學(xué)生能理解和掌握直流穩(wěn)壓電源所涉及所有理論知識(shí),掌握運(yùn)用這些理論知識(shí)的技能;二是項(xiàng)目要具有開(kāi)放性,主要體現(xiàn)在項(xiàng)目的可拓展性,學(xué)生能夠在已完成的項(xiàng)目上開(kāi)展進(jìn)一步的研究工作,包括性能的優(yōu)化、功能的擴(kuò)展等,如穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn)換效率的提高、穩(wěn)壓性能的提高等。在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中,學(xué)生可以充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,培養(yǎng)學(xué)生的鉆研精神和協(xié)作精神。三是選擇實(shí)際的工程項(xiàng)目,可以鍛煉學(xué)生從事工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力,畢業(yè)后無(wú)需崗前培訓(xùn)直接擔(dān)任設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)任務(wù),從而拓寬學(xué)生畢業(yè)就業(yè)渠道。按照以上原則,選擇直流穩(wěn)壓電源作為項(xiàng)目開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。在課程中的其它知識(shí)點(diǎn),也可根據(jù)以上原則選擇合適的項(xiàng)目,如在功率放大電路中選擇擴(kuò)音器作為項(xiàng)目、信號(hào)處理和信號(hào)產(chǎn)生中選擇信號(hào)發(fā)生器作為項(xiàng)目等。
(二)項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法中項(xiàng)目實(shí)施遵循層層推進(jìn)的原則,按“搭積木”的方法,將項(xiàng)目分解成不同層次的小項(xiàng)目,每個(gè)小項(xiàng)目包含在不同知識(shí)點(diǎn)里,由不同的理論知識(shí)進(jìn)行指導(dǎo),由淺入深、由小到大,該章節(jié)課程結(jié)束時(shí)項(xiàng)目也就完成了。在整流濾波課程結(jié)束后,項(xiàng)目小組可以利用該章節(jié)所學(xué)的理論知識(shí)作為指導(dǎo),討論如何實(shí)現(xiàn)整流濾波環(huán)節(jié),以整流電路為例,項(xiàng)目小組要確定選用單向半波、全波還是橋式整流或倍增整流,在確定了電路種類后要選擇元件,確定元件必須具備的功能和性能,搭建電路后,要進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試的結(jié)果與理論計(jì)算值進(jìn)行比較,分析產(chǎn)生差異的原因,尋找改進(jìn)的措施。在整流電路設(shè)計(jì)完成后,進(jìn)行濾波電路的選擇和設(shè)計(jì),討論采用電容濾波還是電感濾波,各有什么優(yōu)勢(shì),如果采用電容濾波,電容的取值應(yīng)該多大、耐壓性如何,紋波電壓多大等,設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行測(cè)試,將測(cè)試結(jié)果與理論值比較并進(jìn)行相應(yīng)的處理。經(jīng)過(guò)整流濾波后的電壓值還不能夠給精密度較高的電子設(shè)備供電,因此需要進(jìn)一步穩(wěn)壓,這正是整流濾波后續(xù)課程內(nèi)容,在這部分課程結(jié)束后,項(xiàng)目小組就可以討論穩(wěn)壓電路方案,將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中,確定采用串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路還是集成穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓,或設(shè)計(jì)兩種方案并進(jìn)行對(duì)比,方案確定后選擇元器件搭建電路并進(jìn)行測(cè)試,以此類推,在課程結(jié)束時(shí)完成項(xiàng)目。
(三)討論和總結(jié)。項(xiàng)目完成后,各項(xiàng)目小組將項(xiàng)目過(guò)程中形成的設(shè)計(jì)方案、圖紙、電路系統(tǒng)整理后,結(jié)合項(xiàng)目的心得體會(huì)撰寫(xiě)項(xiàng)目報(bào)告,在班級(jí)進(jìn)行成果展示并匯報(bào),其他小組成員可以對(duì)該組的項(xiàng)目展開(kāi)討論,/，！/如設(shè)計(jì)方案是否得當(dāng),元器件的選擇是否合理,是否考慮了功能、性能和經(jīng)濟(jì)性要求等,項(xiàng)目小組可根據(jù)其他同學(xué)的建議對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。
(四)項(xiàng)目的拓展。項(xiàng)目的基本功能實(shí)現(xiàn)后,學(xué)生能夠較好地掌握了直流穩(wěn)壓電源的基本知識(shí),利用基本知識(shí)開(kāi)展直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)的基本技能,該章節(jié)的教學(xué)任務(wù)也就基本完成,取得較好的教學(xué)效果,在此基礎(chǔ)上可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步對(duì)已完成項(xiàng)目進(jìn)行功能和性能的拓展。老師可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目提出新要求,如功能上的擴(kuò)展:不可調(diào)單向電壓輸出擴(kuò)展為可調(diào)雙向電壓輸出;性能上的擴(kuò)展:電壓穩(wěn)定性的提高、電源轉(zhuǎn)換效率的提高等,通過(guò)功能和性能的拓展,可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維,挖掘他們的創(chuàng)造潛力。
三、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法在模擬電子技術(shù)教學(xué)中取得的成效和存在的問(wèn)題及對(duì)策
(一)取得的成效。將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法應(yīng)用于模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中,取得了以下成效:
1.學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)課程產(chǎn)生濃厚的興趣,學(xué)習(xí)效率得到明顯的改善。一方面一改以往課堂上無(wú)精打采的狀態(tài),課堂氣氛變得活躍,與老師的互動(dòng)明顯增加,因此學(xué)生的學(xué)習(xí)效率提高了,老師的積極性和效率也得到提高,形成了良性循環(huán),使課堂教學(xué)效果得到明顯改善;另一方面一改課后作業(yè)敷衍了事的狀態(tài),項(xiàng)目組成員分工查閱資料,討論項(xiàng)目方案,加強(qiáng)與老師的交流,課后學(xué)習(xí)的目的性很強(qiáng),有效地提高了課后學(xué)習(xí)的效率。
2.學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐技能得到系統(tǒng)訓(xùn)練。因項(xiàng)目選擇有針對(duì)性,涵蓋了模擬電子技術(shù)的所有知識(shí)點(diǎn),學(xué)生全程參與項(xiàng)目實(shí)施的每個(gè)環(huán)節(jié),所以學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐技能能夠得到系統(tǒng)訓(xùn)練。另外,項(xiàng)目的實(shí)施如方案的確定、元器件的選型、電路的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試是在理論指導(dǎo)下完成的,
使得學(xué)生所學(xué)的理論能夠得到實(shí)際應(yīng)用,而在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中通過(guò)查閱資料、討論、老師的指導(dǎo),使得學(xué)生能夠在實(shí)踐中強(qiáng)化對(duì)理論知識(shí)的理解、掌握和拓展。 3.學(xué)生的工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力得到很大提高。因?yàn)檫x擇的項(xiàng)目都是實(shí)際工程項(xiàng)目,所以項(xiàng)目的實(shí)施完成對(duì)于提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力起著很大的作用,同時(shí)因?yàn)轫?xiàng)目的開(kāi)放性特點(diǎn),可以鍛煉和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力,學(xué)生畢業(yè)后無(wú)需進(jìn)行崗前培訓(xùn)即可直接上崗?fù)瓿砷_(kāi)發(fā)任務(wù)。另外,通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施,學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力等都會(huì)得到培養(yǎng)。
(二)存在的問(wèn)題及對(duì)策。盡管在模擬電子技術(shù)中進(jìn)行了項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的嘗試,并取得了較好的效果。但是要將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法全面推廣,最大限度地發(fā)揮其功效,還存在一些問(wèn)題需要解決。
1.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)要求老師有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而教師隊(duì)伍中具備這種能力人的比例還不高。針對(duì)這個(gè)狀況,可以從兩方面開(kāi)展工作,其一是較強(qiáng)校企科研和項(xiàng)目合作,可以派遣在職教師到企業(yè)掛職,為企業(yè)解決實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)鍛煉自己的工程經(jīng)驗(yàn);其二是可以聘請(qǐng)企業(yè)中的資深工程師到學(xué)校擔(dān)任兼職教師。
2.項(xiàng)目選擇的問(wèn)題。任課教師參與開(kāi)發(fā)過(guò)的項(xiàng)目數(shù)量是有限的,不一定是“有意義”的項(xiàng)目,而且不一定適合教學(xué)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,除了要加強(qiáng)校企合作,多培養(yǎng)雙師型人才,還要按項(xiàng)目選擇的原則認(rèn)真篩選、規(guī)范定題,不斷積累,提高項(xiàng)目的數(shù)量和質(zhì)量。
3.組織能力和協(xié)作精神的培養(yǎng)問(wèn)題。項(xiàng)目的實(shí)施可以鍛煉項(xiàng)目小組組長(zhǎng)的組織能力,培養(yǎng)組員的協(xié)作精神,但如果組長(zhǎng)在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中只由一個(gè)人承擔(dān),其他組員的組織能力就得不到鍛煉,有可能引發(fā)矛盾,更談不上相互協(xié)作了。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,可以采用組員輪流值班的方法解決,即在每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中由不同組員擔(dān)任組長(zhǎng),可有效地解決組織能力和協(xié)作精神的培養(yǎng)問(wèn)題。
第9篇：串聯(lián)穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)范文
關(guān)鍵詞：PFC；軟開(kāi)關(guān)；大功率開(kāi)關(guān)電源
引言
在進(jìn)行電力電子裝置的設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)使系統(tǒng)具有較高的功率因素，可以使電網(wǎng)的諧波污染得到有效減少。而PFC技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，則可以使系統(tǒng)開(kāi)關(guān)損耗得以減少，以便進(jìn)行系統(tǒng)的整體輸出效率的提升。因此，有必要對(duì)基于PFC和軟開(kāi)關(guān)的大功率開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行研究，以便更好的進(jìn)行PFC技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。
1 基于PFC和軟開(kāi)關(guān)的大功率開(kāi)關(guān)電源的系統(tǒng)概述
從系統(tǒng)構(gòu)成上來(lái)看，基于PFC和軟開(kāi)關(guān)的大功率開(kāi)關(guān)電源應(yīng)該由三個(gè)部分組成，即電源主電路、電源控制電路和機(jī)箱。其中，機(jī)箱既可以起到固定電源的作用，同時(shí)也可以起到一定的屏蔽作用。而電源主電路的設(shè)計(jì)，則主要需要負(fù)責(zé)進(jìn)行電源功率的轉(zhuǎn)換。而進(jìn)行主電路的控制，則可以將市電轉(zhuǎn)化成需要的電壓或電流。此外，系統(tǒng)的控制電路需要為主電路提供控制脈沖，并為主電路提供保護(hù)功能。所以，系統(tǒng)的各個(gè)部分既具有相輔相成的關(guān)系，同時(shí)也是一個(gè)統(tǒng)一的整體。
在進(jìn)行電源主電路設(shè)計(jì)時(shí)，電路包含電網(wǎng)濾波、整流橋和PFC電路等多個(gè)部分。在交流電流流入到主電路后，整流模塊將使交流電變成直流電，并利用PFC電路將脈動(dòng)的直流電變成平滑直流電。同時(shí)，PFC電路需要使網(wǎng)側(cè)電流成為正弦波。在功率開(kāi)關(guān)橋通過(guò)濾波將直流電轉(zhuǎn)變成高頻方波電壓后，該電壓將通過(guò)高頻變壓器傳至變壓器副邊[1]。最后，高頻方波電壓整流濾波將通過(guò)整流濾波電路轉(zhuǎn)變成直流電壓或電流。
控制電路的設(shè)計(jì)，需要完成為主電路提供驅(qū)動(dòng)脈沖的任務(wù)。作為整個(gè)電源系統(tǒng)的核心，控制電路需要進(jìn)行系統(tǒng)裝置的控制，并進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)。所以，控制電路應(yīng)具有驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路和輔助電源電路等多個(gè)電路。此外，在電源有特殊要求的情況下，還要進(jìn)行特定功能電路的加裝。
2 大功率開(kāi)關(guān)電源的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 PFC電路設(shè)計(jì)
在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)的二極管整流電路輸入電流中含有大量諧波，無(wú)法滿足電路的功率因素要求。所以，需要進(jìn)行PFC電路的設(shè)計(jì)，以便進(jìn)行功率因素校正技術(shù)的應(yīng)用。而UC3854是一種有源功率因素校正專用控制電路，具有升壓變換器校正功率因素需要的一系列控制功能。所以，在進(jìn)行PFC電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用UC3854作為電路的主要控制芯片。從電路組成上來(lái)看，PFC電路主要由兩部分構(gòu)成，即以UC3854為核心的控制電路和升壓變換器主電路。其中，升壓變換器電路由整流橋、升壓電感、隔離二極管和濾波電容等結(jié)構(gòu)組成。在電流持續(xù)狀態(tài)下，輸入與輸出電壓比將對(duì)脈沖占空比起到?jīng)Q定性的影響，以便使電路噪聲降低至最小。
在進(jìn)行主電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要較好的完成對(duì)各個(gè)元器件的選擇。一方面，升壓電感對(duì)于電力特性、效率和作用有著重要的影響，所以需要恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)行電感器的選擇。具體來(lái)講，就是根據(jù)電網(wǎng)電壓最低負(fù)載進(jìn)行電感電流最大峰值的確定，并利用AP法進(jìn)行電感材料的選擇[2]。另一方面，在進(jìn)行輸出電容器選擇時(shí)，需要考慮輸出電壓大小、電容允許通過(guò)電流值和串聯(lián)電阻大小等多種因素。同時(shí)，還需要根據(jù)穩(wěn)壓電源要求進(jìn)行電容容量的確定，以便確保電容具有足夠的放電維持時(shí)間。
2.2 軟開(kāi)關(guān)變換器設(shè)計(jì)
在進(jìn)行軟開(kāi)關(guān)變換器設(shè)計(jì)時(shí)，需要完成對(duì)主電路拓?fù)涞倪x擇，并進(jìn)行變壓器、開(kāi)關(guān)元件、輸出濾波電路和諧振電感等多方面內(nèi)容的設(shè)計(jì)。首先，在進(jìn)行主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇時(shí)，需要考慮變壓器原邊電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并考慮其應(yīng)用范圍。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可以將DC/DC變換器的輸出功率設(shè)定為3.8kw，并按照功率范圍選擇正激、半橋等電路。而由于DC/DC變換器的輸入電壓為PFC電路所提供，所以相對(duì)較為穩(wěn)定，不需要考慮偏磁問(wèn)題[3]。其次，在進(jìn)行高頻變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮能量轉(zhuǎn)換、電壓變換等問(wèn)題。作為變換器的核心元件，變壓器的好壞直接影響著開(kāi)關(guān)電源的可靠性。就目前來(lái)看，變壓器的設(shè)計(jì)可以按照一定的步驟來(lái)進(jìn)行。具體來(lái)講，就是依次完成對(duì)變壓器匝比、磁芯、繞組匝數(shù)、繞組導(dǎo)體截面面積和變壓器分布參數(shù)的計(jì)算或分析。此外，在進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件的選擇時(shí)，需要考慮到開(kāi)關(guān)速度和電路簡(jiǎn)潔性問(wèn)題。
2.3 輔助電路設(shè)計(jì)
為了確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還要進(jìn)行輔助電路的設(shè)計(jì)。而從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，輔助電路主要包含兩部分，即輔助電源和保護(hù)電路。一方面，在進(jìn)行輔助電源設(shè)計(jì)時(shí)，需要為PFC控制電路、移相全橋變換器控制電路等多個(gè)電路配備電源。而采用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)進(jìn)行輔助電源的設(shè)計(jì)，則可以使輔助電源適應(yīng)系統(tǒng)的電壓變化和負(fù)載變化，以便為系統(tǒng)各電路提供直流穩(wěn)壓電源。此外，在進(jìn)行輔助電源電路設(shè)計(jì)時(shí)，則可以采用外接元件較少的PWM集成控制器進(jìn)行電路的控制，以便使電路得到一定程度的簡(jiǎn)化。另一方面，在進(jìn)行保護(hù)電路的設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行輸入過(guò)壓、輸入欠壓、輸出過(guò)壓保護(hù)和超溫保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，以便為系統(tǒng)電路提供更多的保護(hù)。而保護(hù)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)電路相類似，但是需要完成對(duì)電路故障的檢測(cè)。在出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)電路的檢測(cè)信號(hào)電壓將大于給定電壓[4]。而保護(hù)電路將進(jìn)行低電平的輸出，并進(jìn)行保護(hù)信號(hào)的輸出，以便為系統(tǒng)電路提供保護(hù)。
3 結(jié)束語(yǔ)
總而言之，基于PFC和軟開(kāi)關(guān)的大功率開(kāi)關(guān)電源應(yīng)該由電源主電路、電源控制電路和機(jī)箱這三個(gè)部分組成。而為了使開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源具有較高的性能和較大的功率，則需要進(jìn)行高功率因素的變換器電路和軟開(kāi)關(guān)變換電路的設(shè)計(jì)。此外，為了給電源提供一定的保護(hù)，還要進(jìn)行輔助電路的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]文立群，肖強(qiáng)暉.基于UC3846的有源嵌位單級(jí)PFC開(kāi)關(guān)電源[J].湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，2（28）：52-55.
[2]黃沖沖.基于軟開(kāi)關(guān)技術(shù)直流開(kāi)關(guān)電源的研究[D].西安科技大學(xué)，2012.
