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直流穩(wěn)壓電源的設計方案范文第1篇

關鍵詞：變壓；整流濾波；穩(wěn)壓；

中圖分類號：S611 文獻標識碼： A

1、引言

直流穩(wěn)壓電源是電子技術常用的設備之一,廣泛的應用于教學、科研等領域。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源功能簡單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復雜度高。普通直流穩(wěn)壓電源品種很多, 但均存在以下問題: 當輸出電壓需要精確輸出, 或需要在一個小范圍內改變時(如1. 05～ 1. 07V ) ,困難就較大。二是穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路, 對過載進行限流或截流型保護, 電路構成復雜,穩(wěn)壓精度也不高。

傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電源通常采用電位器和波段開關來實現電壓的調節(jié),并由電壓表指示電壓值的大小. 因此,電壓的調整精度不高,讀數欠直觀,電位器也易磨損.而基于單片機控制的直流穩(wěn)壓電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。隨著科學技術的不斷發(fā)展,特別是計算機技術的突飛猛進,現代工業(yè)應用的工控產品均需要有低紋波、寬調整范圍的高壓電源,特別是在一些高能物理領域,急需電腦或單片機控制的低紋波、寬調整范圍的電源。

從上世紀九十年代末起，隨著對系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數據通訊設備的技術更新推動電源行業(yè)中直流/直流電源轉換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開始轉向到20世紀末更為先進的第四代分布式供電結構以及中間母線結構，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數字控制。

在家用電器和其他各類電子設備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實際生活中，都是由220V 的交流電網供電。這就需要通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。

2、方案論證與比較：

方案一: 采用單級開關電源，由220V交流整流后，經開關電源穩(wěn)壓輸出。但此方案所產生的直流電壓紋波大，在其后的幾級電路中很難加以抑制，很有可能造成設計的失敗與技術參數的超標。

方案二：并聯(lián)式穩(wěn)壓電源，電路簡便易行，所用元器件相對較少，當負載電流恒定時穩(wěn)定性相對較好，其突出優(yōu)點就是可承受輸出短路。但是效率低于串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，輸出電壓調節(jié)范圍較小，尤其是在小電流時調整管需承受很大的電流，損耗過大，因而不能采用。

方案三：串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，利用可調的三端式集成穩(wěn)壓器先提供穩(wěn)壓電壓和小電流，再通過三極管擴流的方式使之提供大功率。由于集成穩(wěn)壓器通常內部已有各種保護電路，輔助電路就可以簡化。其次想采用經典的分立式元件形式，因為在理論課及實驗室中看到的大多是這種電源，并且具體電路形式很豐富，可借鑒的結構也較多。

比較以上幾種方案，決定采用方案三，即經典的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源，穩(wěn)扎穩(wěn)打，力爭做好。

3、硬件電路的組成與設計

直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。

我國電網供電電壓交流220V(有效值)50Hz，要獲得低壓直流輸出，首先必須采用電源變壓器將電網電壓降低獲得所需要交流電壓。降壓后的交流電壓，通過整流電路變成單向直流電，但其幅度變化大（即脈動大）。脈動大的直流電壓須經過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，即將交流成份濾掉，保留其直流成份。濾波后的直流電壓，再通過穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓，便可得到基本不受外界影響的穩(wěn)定直流電壓輸出，供給負載RL。

3.1電源變壓器

電源變壓器的作用是將來自電網的220V交流電壓變換為整流電路所需要的交流電壓。

本設計方案所需要用到的降壓變壓器是將電網交流電壓220V變換成復合需要的交流電壓，此交流電壓經過整流后可獲得后級電路所需要的直流電壓12V。

由于所需的直流電壓比起電網的交流電壓在數值上相差較大，考慮到穩(wěn)壓部分中的集成穩(wěn)壓器須在輸入電壓≥10V 時才能使輸出電壓為0.7V～9V。所以，降壓后的電壓設為10V～12V，才能達到要求輸出的電壓為0V～10V，即該部分電路采用變壓器把220V交流市電變?yōu)榧s10V 的低壓交流電，作為電源的輸入電壓。變壓器原輔線圈的匝數比為：

N1/N2 = U1/U2 = 220V/10V≈22/1

電路中的保險絲可起到保護電源的作用，當電流大于0.5A 時，保險絲熔斷，從而防止電源燒壞。電源變壓器的效率為：

其中：是變壓器副邊的功率，是變壓器原邊的功率。

一般小型變壓器的效率如表1所示，因此，當算出了副邊功率后，就可以根據下表算出原邊功率。

表1小型變壓器的效率

3.2整流濾波電路

整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。

如圖所示，在本設計中采用四個二極管組成橋式整流電路，利用單相橋式整流電路把方向和大小都大小都變化的50Hz的交流電變換為方向不變但大小仍有脈動的直流電。其優(yōu)點是電壓較高,紋波電壓較小,整流二極管所承受的最大反向交流電流流過,變壓器的利用率高。濾波電路：利用儲能元件-電容C兩端的電壓不能突變的性質,采用RC濾波電路將整流電路輸出的脈動成分大部分濾除,得到比較平滑的直流電。

圖2橋式整流橋電路

直流電壓與交流電壓的有效值間的關系為：

在整流電路中，每只二極管所承受的最大反向電壓為：

流過每只二極管的平均電流為：

其中：R為整流濾波電路的負載電阻，它為電容C提供放電通路，放電時間常數RC應滿足：

其中：T = ms是50Hz交流電壓的周20期。

3.3穩(wěn)壓電源電路

三端穩(wěn)壓器各項性能指標的測試

輸入電壓u2受負載和溫度發(fā)生變化到影響而發(fā)生波動時，濾波電路輸出的直流電壓VI會隨著變化。因此，為了維持輸出電壓VI穩(wěn)定不變，需要對電壓進行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路的作用是當外界因素（電網電壓、負載、環(huán)境溫度）發(fā)生變化時，能使輸出直流電壓不受影響，而維持穩(wěn)定的電壓輸出。穩(wěn)壓電路一般采用集成穩(wěn)壓器和一些元件所組成。采用集成穩(wěn)壓器設計的穩(wěn)壓電源具有性能穩(wěn)定、結構簡單等優(yōu)點。

三端穩(wěn)壓器的引腳及其應用電路見附錄圖3。

7806為三端式集成穩(wěn)壓器，這種集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進行調整。W78系列三端穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有：5V、6V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V，輸出電流最大可達1.5A（加散熱片）。若要求輸出負電壓，可選用W79系列穩(wěn)壓器。圖3是7806的外型和三個引出端，其中：

1―輸入端（不穩(wěn)定直流電壓輸入端）；

2―輸出端（穩(wěn)定直流電壓輸出端）；

3―公共端；

圖3三端式集成穩(wěn)壓器

它的主要參數有：輸出直流電壓Uo=6±5%；最大輸入電壓Uimax=35V； 電壓最大調整率Su=50mV；靜態(tài)工作電流Io=6mA； 最大輸出電流Iomax=1.5A；輸出電壓溫漂ST=0.6mV/oC。

3.4穩(wěn)壓系數的測量(調節(jié)輸出電壓為5V時)

按圖所示連接電路， 在u1=220V時，測出穩(wěn)壓電源的輸出電壓Vo，應改變電源電壓上升和下降10%，分別測量穩(wěn)壓電源的輸出電壓VO，RL=100Ω。在實驗室調節(jié)交流不太方便時,可采用變壓器的次級變換的方法,如①②腳電壓為18V,測量一次,記下VO1.再更換到③①腳測量一次VO2, 將測量的結果填入表5中。則穩(wěn)壓系數為：

SV=(ΔVO/VO)/(Δu1/u1)

表2

3.5輸出內阻的測量(調節(jié)輸出電壓為5V時)

按圖4所示連接電路，保持穩(wěn)壓電源的輸入電壓不變 ，在不接負載RL時測出開路電壓Vo1，此時Io1=0，然后接上負載RL，測出輸出電壓Vo2和輸出電流Io2，測量結果填入表3中。則輸出電阻為：

RO=-(VO1-VO2)/(IO1-IO2)=(VO1-VO2)/IO2

表3

3.6紋波電壓的測量(調節(jié)輸出電壓為6V時)

用示波器觀察Vo的紋波峰峰值，（此時Y通道輸入信號采用交流耦合AC），測量Vop-p的值（約幾mV）。

4、直流電源系統(tǒng)原理圖

直流穩(wěn)壓電源的設計方案范文第2篇

【關鍵詞】流穩(wěn)壓電源；漏電保護；LT1529；分級穩(wěn)壓

1.引言

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

2.總體設計方案

為了達到較低的電壓調整率和負載調整率，本設計中前端穩(wěn)壓電路采用LT1529可調輸出電壓穩(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，自動切換為兩級穩(wěn)壓結構，避免LT1529輸入電壓過高。本設計使用AD623差分儀表運算放大器對采樣電阻上的壓降進行放大，使用MSP430F149最小系統(tǒng)板來實現電壓采集、功率計算，并使用1602顯示功率和電流。后級的漏電保護電路采用AD623差分儀表運算放大器對兩個采樣電阻上的電壓進行差分放大實現漏電檢測，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成，具有精度高功耗低的特點。

3.前端穩(wěn)壓電路設計

3.1 前端穩(wěn)壓電路設計

LT1529可調輸出為3.3V～14V，額定輸出電流最高達3A，但輸入電壓最大僅為+15V。為了同時滿足高壓穩(wěn)壓和低壓穩(wěn)壓，采用分級穩(wěn)壓的方案，分級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，直接使用LT1529穩(wěn)壓，高于14.5V時先用LM317穩(wěn)壓，再經過LT1529穩(wěn)壓輸出。本文采用LM317做一級穩(wěn)壓，額定輸出為1.5A。前端穩(wěn)壓模塊分級切換功能使用比較器LM311實現。

3.2 功率測量與顯示電路

使用差分運放放大采樣電阻兩端電壓，經AD采樣、單片機計算可以實現測量與顯示功率，差放抗干擾，能準確的放大采樣信號，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放，采用AD623，電路簡單，性能穩(wěn)定。使用單片機驅動1602進行功率值的顯示。

前端可調穩(wěn)壓電路實際設計如圖1所示。分5個模塊，一級穩(wěn)壓電路、級聯(lián)切換電路、主穩(wěn)壓電路、獨立穩(wěn)壓供電電路和功率測量電路。其中，獨立穩(wěn)壓電路供給級聯(lián)切換電路，使其在切換前后都能穩(wěn)定工作。

4.后端漏電保護電路設計

4.1 漏電檢測分析

漏電保護常用的檢測方法為采樣電阻采樣測電流差異，漏電要精準測量出30mA量級的電流，這要求檢測電路精準、抗噪。本文使用采樣電阻和差分運放對漏電流差值進行計算。上下兩端使用相同的采樣電阻，對采樣差值進行差分放大，即可精準檢測到漏電流。之后做比較，繼電器控制線路通斷。

4.2 關斷保護電路分析設計

關電保護電路采用自鎖電路，控制繼電器切斷通路，如圖2中的關斷保護電路：Vctl為前級比較器輸出的控制電壓，當漏電達到閾值時，Vctl為高電平，控制C9013三極管的集射極導通，使C9012導通，繼電器動作使線路關斷。此時反饋電阻Rb12將C9013基極拉高，保持C9013通路，實現自鎖功能。自鎖的解除需要斷電，所以關斷電源后，可以解除自鎖。

綜上所述，后端漏電保護電路實際設計電路圖如圖2所示。

后級的漏電保護電路分為三個模塊，由AD623差分儀表運算放大器和兩組精密采樣電阻組成的漏電差分檢測電路，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電保護電路。電路由純模擬元件構成，具有精度高功耗低的特點。

5.系統(tǒng)調試和測試分析

5.1 測試方法

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

（2）轉換開關接輸出，輸入電壓固定在7V，調節(jié)負載電阻阻值，測量輸出電壓。連接方式不變，直流輸入電壓固定在7V，分別聯(lián)結5歐姆和500歐姆電阻，測量輸出電壓。

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

（4）設置前端輸出5V，將后級漏電保護電路接上，輸出接20Ω負載，測量輸出電壓。將200歐姆滑動變阻器和電流表接入電路，調節(jié)電阻從26mA漏電流增大測關斷電流。

5.2 測試結果

6.結論

本文所設計直流穩(wěn)壓源及漏電保護裝置達到較高性能，所有指標均達到較高標準，實現了較低的電壓調整率（S?U≤1%）和負載調整率（SL≤1%），較大的輸入電壓范圍（5.5V～25V），可調輸出電壓（3.3V～14V），額定功率可達到1A，漏電保護功能靈敏（動作電流誤差的絕對值

參考文獻

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

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

直流穩(wěn)壓電源的設計方案范文第3篇

關鍵詞：翻轉課堂 教學模式 電工電子技術

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）09（b）-0148-02

電工電子技術課程是高職院校機電類專業(yè)的必修課，教學目標是讓學生了解和熟悉電工電子基礎知識和應用技術，能夠用所學知識解釋生活中的常見現象，并解決實際的電工電子問題。然而在以往的電工電子技術課程教學中，教師的教學理念較為落后，教學方法缺乏新意，教學內容與企業(yè)的崗位需求嚴重脫節(jié)，無法激發(fā)學生的學習興趣，學生不能積極參與到各類教學活動之中，致使教學效率普遍較低。翻轉課堂教學模式的應用可以有效解決這類問題，不但教學內容和教學方法比較新穎，符合學生和企業(yè)的發(fā)展需求，而且大幅度提高了學生的課堂參與度，課堂教學質量得到了可靠保障?？梢哉f，翻轉課堂教學模式在電工電子技術課程中的應用是十分迫切且必要的。

1 翻轉課堂的概念及實施意義

翻轉課堂就是將以往課堂上需要學習的知識制作成視頻，讓學生在課下學習，記錄學習過程中遇到的問題，在課上由教師進行答疑解惑，與學生共同探討，并開展一系列的教學實踐活動。翻轉課堂打破了時間和空間的界限，學生可以在任意的時間和地點學習，也可以組成學習小組共同研究，還可以反復研習教學視頻，在此情況下學生對知識的理解也會更為透徹。同時，學生帶著問題聽課會保持較高的專注力，教師在幫助學生解決問題時學生也會積極思考，學生由被動接受變?yōu)橹鲃訉W習，教學效率會得到大幅度提高。此外，翻轉課堂還是現代化科學技術的一次偉大嘗試，將手機、電腦變?yōu)榻虒W資源的載體，學生對這種新奇的教學方法會保持較高的興趣，以前所未有的熱情參與到課堂活動中，主動配合教師的教學工作，教師作為引導者將啟發(fā)學生的思維，培養(yǎng)學生自主學習的意識和能力，從而實現促進學生終身學習的崇高目標。

2 實施翻轉課堂教學模式的前提

一般來說，實施翻轉課堂必須具備兩個條件：一方面，教師必須掌握較高的網絡技術和信息技術水平，能夠將教學內容轉變成信息數據，存儲在網絡之中，這樣學生才能通過網絡下載需要學習的視頻和課件。教師還要經常更新教學內容，與企業(yè)和學生自身的發(fā)展相適應，始終保持教學的先進性和科學性，促使翻轉課堂的高效開展。另一方面，學生能夠發(fā)自內心接受這種新奇的教學模式，克服學習中遇到的困難，敢于面對挫折和挑戰(zhàn)，努力適應翻轉課堂教學模式。這就需要教師鼓勵學生，幫助學生形成良好的學習習慣，進而完成從傳統(tǒng)課堂到翻轉課堂的良好過渡，使翻轉課堂教學模式在電工電子技術課程的實踐教學中發(fā)揮出最大效用。

從上文的分析中可以發(fā)現，在翻轉課堂教學模式中教師處于至關重要的地位，無論是課件視頻的制作、更新，課程的組織、安排，還是引導和啟發(fā)學生思維，激發(fā)學生學習的主動性，這些工作都需要教師來完成，如果教師的素質和能力不足，就會給翻轉課堂教學模式的實施造成嚴重阻礙。比如說教師制作的課件質量較差，不能滿足學生的學習需求；或者是在學生出現不適反應時教師不能及時與學生溝通，加以鼓勵；抑或者是教師在課堂上無法對學生的學習情況進行有效評價，不能了解學生對知識的掌握程度，都會影響翻轉課堂的實施效果。由此可見，要想保證翻轉課堂的順利實施，必須提高教師的教學素養(yǎng)和適應能力，唯有如此教師才能充分發(fā)揮引導作用，學生的能力也能夠真正得到鍛煉而有所提高。

3 翻轉課堂教學模型構建分析

翻轉課堂教學模式根據教學環(huán)境將課程劃分為不同的階段，每個階段教師和學生都有著明確的目標。一般來說，大多數課程都可以分成課前、課中兩個階段，課前教師制作課件視頻，布置教學任務，學生需要自主學習課件知識，將遇到的問題標注出來；課中教師將學生分成不同的學習小組，先由小組交流討論解決學生的問題，小組解決不了的問題由教師集中答疑。翻轉課堂模式中最重要的過程就是交流，學生與學生之間、學生與教師之間的交流是非常必要的，通過交流能夠發(fā)現學生知識體系中掌握不牢固的地方，教學也會更具有針對性。教師應該讓學生來講解課程中的重點和難點知識，以檢驗學生的自學效果，同時還要重視拓展學生的知識面，拓寬學生思維的深度和廣度，激發(fā)學生的內在潛能，培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力，循序漸進提高學生的綜合素養(yǎng)。

4 翻轉課堂模式下電工電子技術課程教學模式的設計與應用

網絡技術的快速發(fā)展為翻轉課堂教學模式的實施提供了穩(wěn)固的技術支持，也為電工電子技術課程的教學改革創(chuàng)造了便利條件。電工電子技術課程是一門對實踐操作水平要求較高的學科，教師可以讓學生在課前學習理論知識，課上組織實驗項目，以訓練學生的實踐操作能力。比如說在學習《直流穩(wěn)壓電源的設計與制作》一課時，教師可以設計翻轉課堂教學模式，制作相關電路課件視頻讓學生在課前學習，課上組成學習小組設計電路，教師從中選出最為優(yōu)秀的小組給予獎勵。這種方法不僅幫助學生更好掌握電子儀器的選擇和使用方法，學會了設計和制作直流穩(wěn)壓電源，并能夠獨立繪制電氣原理圖，而且培養(yǎng)了學生的合作意識，全面提高了學生的電工電子技能。具體實施流程如以下幾點。

首先，教師在課前應制作電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路的課件視頻，這4個電路是直流穩(wěn)壓電源的重要組成部分，通過學習學生即可掌握直流穩(wěn)壓電源的設計要點，教師要讓學生學會總結直流穩(wěn)壓電源各個組成構件的工作原理，并從網絡上收集其他的相關資料，遇到無法解決的問題要記錄下來，留待課堂上與教師和其他同學討論。其次，課上要指定220 V/24 V的自耦變壓器，讓學生分別設計一個調壓范圍在3～12 V的直流穩(wěn)壓電源，然后把學生分成8個組進行討論，每組拿出一個最佳設計方案在課堂展示，由其他組的同學對設計方案的合理性和可行性進行討論，由教師進行點評。再次，讓學生按各組設計的方案選取元器件，在實驗板上進行焊接安裝與調試，并要求學生測量幾組實驗數據，加深對直流穩(wěn)壓電源工作原理的理解。最后，教師根據學生的實驗情況選出最佳學生和最佳小組，為其頒發(fā)獎勵，以激發(fā)學生的上進心。在教學過程中教師要關注學生安裝與調試過程，及時更正錯誤的地方，總結學習內容的重點和難點問題，從而提高學生獲取知識的能力。

5 結語

翻轉課堂教學模式是電工電子技術教學改革的一項里程碑式的革命，轉變了教學中教師和學生的角色，強調了學生的主體地位，需要學生自主學習電工電子知識，通過交流和討論完成教學計劃，對學生自主學習的意識和能力提出了更高要求。值得注意的是，在翻轉課堂教學模式中教師具有不容忽視的作用，無論是制作課件視頻還是引導學生，都是教師需要承擔的任務，因此，教師要重視提高自身的教學素養(yǎng)，制作更多優(yōu)質的教學資源供廣大學生學習，并經常鼓勵學生，激發(fā)學生的主觀能動性，促使翻轉課堂教學模式更好的為電工電子技術課程的教學服務。

參考文獻

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直流穩(wěn)壓電源的設計方案范文第4篇

1.合理安排學時

根據項目化教學的特點，為了更好地組織課堂教學，項目化教學采用了四節(jié)連排的方法，并且把實訓室作為課堂來組織教學。以前“電子技術”課程教學主要考慮課堂教學和實驗教學的學時數，按照章節(jié)分配學時。而項目化教學是以學習情境為獨立授課單元，既要考慮理論知識的學時，又要考慮完成任務載體的學時。例如，學習情境一是二極管整流穩(wěn)壓電源的組裝與調試，安排課堂教學時，首先由教師用1學時講解半導體的基本知識，PN結及其單向導電性，二極管的基本結構等。然后，再用1學時由教師指導學生講授萬用表的使用方法，完成二極管的識別與檢測，并由學生填寫表格記錄數據。

2.改進教學方法

在完成學習情境一的教學任務中，教師首先講解二極管橋式整流電路的工作原理，整流電路的種類、結構特點、分析計算及濾波電路、波形分析等知識內容。然后采用小組學習法開展教學。小組學習法是指多個學生在沒有教師或其他同學的直接幫助下，學習和復習教學內容，解決實際問題。它是較獨立學習要求更高的、以學生為中心的主要教學步驟。方法為①教師布置題目，明確學習目標;②所有小組得到同樣的任務;③完成任務協(xié)調組內事物;④小組總結工作成果;⑤全班對工作成果進行比較和討論;⑥確定最終結果。班級以小組為單位，學習討論如何制作學習情境一中的工作任務載體，即二極管整流穩(wěn)壓電源的組裝與調試。同學結合教材和相關參考書，自主設計穩(wěn)壓電源的原理電路圖，選用元器件，制定技術參數及各項性能指標。采用“頭腦風暴法”在全班進行集中討論?！邦^腦風暴法”的教學方法是教師引導學生就某一課題，自由地發(fā)表意見。學生在發(fā)表意見時，教師不對其正確性或準確性進行任何評價。采用這種教學方法，教師和學生可以討論和收集解決問題的意見及建議。讓每個小組都將本組設計的方案拿到班上全體討論。通過集體討論，集思廣益，促使學生對設計方案產生自己的意見，通過同學間的相互討論，從而獲得大量的構思，經過組合和改進，達到創(chuàng)造性解決問題的目的。經過全班的集體討論，最終確定完成二極管整流穩(wěn)壓電源的制作方案。每人填一份材料清單，經指導教師簽字后，到實訓室領工具材料，每人作一套穩(wěn)壓電源，自己完成焊接和調試。

3.注重課堂實際訓練

為了更好地完成工作任務載體，必須進行基礎訓練。首先進行焊接訓練。每個同學發(fā)一塊電路板，進行焊接練習，由指導教師檢查每位同學的焊接練習情況，重點檢查焊接點是否光滑飽滿，有無虛焊，堆焊等問題。為保證穩(wěn)壓電源能順利調試，再用1學時進行常用儀器使用的練習，學生學會使用示波器，信號發(fā)生器，直流穩(wěn)壓電源進行測量和調試。以上是學習情境一課堂教學的組織過程。經過學習情境一的學習訓練后，學生掌握了二極管的基本知識，穩(wěn)壓電源電路的設計、組裝與調試，學會了元器件的焊接，二極管的識別與檢測，掌握了產品組裝與調試的基本技能，同時也學會了常用儀器儀表的使用。項目化教學過程中，充分調動了學生學習知識和動手操作的積極性，真正使學生成為教學過程中的主體，學生用學習到的相關理論知識，進行了實際電子產品的設計、組裝和調試，培養(yǎng)了工作的基本方法和基本技能，為培養(yǎng)造就技術素質優(yōu)秀的人才奠定了良好的基礎。

二、考核評價體系是搞好項目教學的保障

1.采用考核表考核

為進一步提高考核的可操作性和準確性，建立詳細的考核表進行項目教學課程的考核?？己税ㄐ纬尚钥己?學習態(tài)度，實習實訓的報告等)和終結性考核(成果展示和技術說明書等)，考核表改掉過去考核內容過多、表格種類過多的缺點，只保留考核內容、評分標準、同學自評、小組互評、教師評價等內容，并做成一張表格，便于操作執(zhí)行。教師參與課堂全過程管理，隨時巡察考核記錄表，并隨機抽樣考核部分同學，采取抓兩頭，帶中間的辦法，使考核具有可操作性，公平公正性。2.最終成績的確定“電子技術”課程項目化教學最終成績由以下幾個方面確定:①各個學習情境中實際電子產品的制作。這項成績通過考核表最終確定,占該門課程成績的60%。②實訓報告。為了使同學養(yǎng)成良好的撰寫實訓報告的能力，養(yǎng)成細心縝密的工作作風和觀察實訓過程、分析實訓數據的工作能力，把每一個學習情境中的任務載體制作完成后，要求每個同學都要認真完成實訓報告，并占總成績的10%。③期末理論考核。讓學生在掌握職業(yè)技能和培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)的同時，更好地鞏固所學的相關專業(yè)的理論知識，在學期末集中系統(tǒng)復習本學期所講的相關理論知識，并進行理論考試，卷面成績占課程總成績的30%。

三、實訓室開放是搞好項目化教學的措施

1.補充完成任務載體制作

部分同學在課堂上沒有完成所作的項目載體，可以另外找時間到實訓室完成。實訓室上班時間是全部開放的，各個實訓室都有實訓指導教師進行輔導。

2.完成補充實驗

項目化教學占用學時較多，有些基本的實驗內容鼓勵同學以小組為單位自己去實訓室作實驗。自己結合教材編寫實驗指導書，包括實驗目的、實驗方法、實驗原理圖的設計，實驗所需的儀器設備及原材料等。由任課老師審閱簽字后，送交實訓室教師，學生利用業(yè)余時間去實訓室完成實驗任務。

3.實驗的重要性

直流穩(wěn)壓電源的設計方案范文第5篇

關鍵詞：模擬電子技術；實驗系統(tǒng)；設計；信號源

模擬電子技術實驗系統(tǒng)的主要組成部分包括：輔助電源、簡易信號源、直流電壓電流表、二極管、三極管伏安特性測定單元以及單管共射共基放大電路多級放大電路負反饋放大電路模塊、分立元件和集成功率放大器模塊、差動放大集成運放線性非線性應用模塊、整流濾波和直流穩(wěn)壓電源模塊、測量單元以及功能擴展區(qū)。

一、簡易信號源的設計方案

簡易信號源主要包括CPLD、鍵盤、單片機控制模塊、LED顯示、D/A轉換模塊和鍵盤這幾個組成部分，借助DDFS技術，即直接數字頻率合成技術來產生遞減諧波、遞增諧波、三角波、方波、正弦波、階梯波信號，這一系統(tǒng)頻率具有步進小、范圍寬以及幅度、頻度精度高的特點。

1.直接數字頻率合成方案的確定

在DDS中由RAM來對輸出波形的完整周期與幅度值進行有序的存放，在RAM地址發(fā)生變化的情況下DAC會把該波形數據轉化成頻率和RAM地址變化速率成正比的電壓波形。DDFS的發(fā)生器在對波形在RAM中的地址進行控制時采用了相位累加技術，在產生RAM順序地址的過程當中利用加法器代替了計數器，存在于相位遞增寄存器（PIR）當中的常數在每一個時鐘周期都被加到相位累加器的結果當中，并以其輸出的最大有效位數來對波形在RAM中的具體地址做出確定。每個周期當中的點數會隨著PIR常數的改變而發(fā)生變化，從而使整個波形的頻率發(fā)生改變。在寄存器存入新的PIR常數的情況下波形的輸出頻率會隨著下一個時鐘周期發(fā)生相位的改變，給相位累加器改變RAM地址提供重要的依據。當PIR數值過小或較大時，相位累加器會分別以一步步經過每個RAM地址、跳躍某些RAM地址的方式來進行RAM地址的改變。DDFS彌補了傳統(tǒng)方法的不足，其頻率分辨率在相位累加器具備足夠大的位數N的情況下能夠獲得相應的分辨精度。不需要相位反饋控制使得DDFS的頻率建立、切換效率高，同時和頻譜純度、頻率分辨率之間互相獨立、互不干擾。由于DDFS主要依據時鐘相位特性來判斷相位誤差，使得其相位誤差相對較小，且連續(xù)變化的相位能夠形成具有良好頻譜的信號。由此可以確定DDFS方案是實現簡易信號源設計要求的最佳方案。

2.簡易信號源的設計內容

首先要在波形頻率范圍為20Hz-20kHz且步進為10Hz的條件下根據相關公式計算出相位累加器的時鐘頻率和頻率步進，從而確定D/A轉換器在轉換時間為1us且輸出頻率為1MHz的情況下能夠輸出64個樣點，并利用單片機對控制信號、數據進行輸出，以CPLD為系統(tǒng)實現。D/A轉換是保證幅度可調節(jié)與任意輸出的必要條件，從而對信號發(fā)生器的輸出電壓進行控制，在本系統(tǒng)當中采用的是8位D/A來控制幅度，其幅度分辨率是0.1V。在D/A輸出后可選用高速寬帶運放TL084和1MHz的截止頻率、20KHz以內的幅度平坦來確保信號的平滑，同時可選用波形失真小、頻率特性好、電流驅動能力強大的OCL功放電路來實現穩(wěn)幅輸出。

二、直流電壓電流表的設計方案

積分式直流數字電壓表借助積分器將被測電壓轉換為相應的時間，而后再由時間轉化為相應的數字量來計數，設計包括脈沖計數電路、模擬電壓雙積分電路、數據處理和顯示電路這三個模塊。在系統(tǒng)設計中采用以雙積分作為核心的電路實現，由控制電路將前置放大與整形后的待測電壓信號自動轉換為2V與200mV量程，而后使用定時處理電路、雙積分電路等組合成完整的數字電壓表，為了使系統(tǒng)精度、顯示分辨率進一步提高，處理采用了數字濾波與軟件補償，并利用單片機軟件設計來實現各種算法以及邏輯控制。

1.電路的基本工作原理

雙斜積分電路所構成的直流數字電壓表主要包括基準電壓、積分器、模擬開關、邏輯控制電路、時鐘脈沖發(fā)生器、電子計數器等組成部分，工作過程包括準備、采樣與比較階段。在準備階段當中由邏輯控制電路輸出相關指令，在積分器輸入電壓為零的情況下計數器復零，使得整個電路進入休止狀態(tài)。在采用階段由抽樣啟動器將時間指令輸出到邏輯控制電路來使主門開啟，同時使時鐘脈沖發(fā)生器起振并輸出相應頻率的時鐘脈沖，而后借助主門加到電子計數器中來進行計數。比較階段也是電壓值的積分階段，雙斜積分式直流電壓測量電路有兩個積分周期，分別對被測電壓定時積分、對基準電壓定值積分，并通過二者之間的比較來獲得測量結果。

2.電路和程序的設計

（1）電路的設計。在模擬電路模塊采用儀器運放INA2128、單運放芯片UA741和各類精密電阻，為滿足輸入高阻抗的要求設計了電壓跟隨器，并采用積分電路來處理電壓信號，電壓量程轉換對2V、200mV的電壓擋轉換進行自動控制。在數據處理模塊將脈沖作為單片機的外部中斷信號并利用集成計數芯片74LS393來實現分頻與記數。在自動校零模塊專門設計了自動校零電路，采集無輸入、輸入小于1mV時的偏移量來對數據進行校正，并在系統(tǒng)檢測到無電壓時借助單片機控制來實現每次清零。

（2）程序的設計。軟件使用了16位單片機80C196KB，主要包括軟件定時并完成電容的定時、放電來給被測電壓進行充電、對計數器閘門進行開啟和模擬開關的轉換，以確保基準電壓在放電至零電壓后翻轉過零比較器，出現中斷信號并使中斷處理程序在鎖存計數脈沖后進行讀數，根據相應的比例來對電壓值進行計算。在顯示電壓與真實值存在誤差的情況下采取線性插值法來做出軟件補償，從而使其達到相關精度指標的要求。

三、系統(tǒng)實驗內容的設計

1.二極管的伏安特性。二極管的陰極電位低于陽極電位時稱之為二極管正向偏置，即正偏；反之，當二極管的陰極電位高于陽極電位時被稱為反向偏置，即反偏。二極管的反偏截止與正偏導通特性是單向導電性。二極管的伏安特性方程是：I=IS（eu/UT-1）（其中Is表示反向飽和電流，在室溫下是常數；u表示二極管兩端的電壓；UT表示溫度的電壓當量，在室溫27℃下為26mV），根據公式所計算出來的伏安特性越小，就說明二極管的反向性能越好。

2.三極管的設計。作為一種電流控制器件，三極管的電流放大作用即基極電流的微小變化對集電極電流的較大變化進行了控制。三極管中各電極電流、電壓間的關系曲線被稱為伏安特性曲線或者特性曲線，最常用到的包括輸入、輸出特性曲線。特性曲線隨著三極管在電路中的連接方式的不同而各有差異。

3.分立元件放大電路。在分立元件放大電路的交流通路當中信號由基極輸入并由發(fā)射極輸出，集電極是輸入與輸出回路的公共端，因此被稱為共集電極電路。共集電路具有電壓跟隨特性好、輸入電阻低和輸出電阻高的特點，可用作高輸入電阻的輸入級、低輸出電阻的輸出級和多級放大電路的中間級。

4.負反饋放大電路。負反饋可以用來對放大器的性能進行改善、減少非線性失真現象、擴展通頻帶、改變輸入與輸出電阻。電流、電壓的負反饋分別能夠確保輸出電流、輸出電壓的穩(wěn)定。

5.集成運算放大器。在運放低頻小信號時可視為理想化的集成運放，理想集成運放線性應用具有虛短、虛斷的特性。通常線性集成運放在負反饋的電路組態(tài)下可被應用在放大、運算等線性應用電路當中，非線性集成運放在正反饋、開環(huán)的電路組態(tài)下可應用于信號轉換與比較、產生、自動和測試系統(tǒng)當中。

6.功率放大電路。按照信號頻率可將功率放大電路分為低頻功放和高頻功放，低頻功放電路的輸出功率是輸出電壓和輸出電流的有效值的乘積，在參數確定時電路負載上可獲得的最大交流功率便是低頻功放的最大輸出功率，其負載上所得到的有用信號功率和電源供給的直流功率之比便是其效率。

7.整流濾波與穩(wěn)壓電路。濾波電路能夠在保留整流后輸出電壓直流成分的基礎上濾掉脈動成分，從而使輸出電壓趨于平滑并接近理想直流電壓，常用的濾波電路有電感濾波、電容濾波電路等。在穩(wěn)壓電路當中，可以借助差動放大器來作為比較放大器對零點漂移進行抑制，從而使穩(wěn)壓電源的溫度穩(wěn)定性得到提升，可利用輔助電源構成基準電壓源電路來對電源的穩(wěn)壓系數進行提升，為避免調整管電流過大、電壓過高而損壞穩(wěn)壓電源，可以采取限流保護電路的措施。

四、總結

模擬電子技術實驗教學主要為了讓學生了解電子技術實驗相關知識，掌握實驗的基本技能，使學生在對模擬電路理論做出深刻了解的基礎上提高自身的觀察能力、動手能力、分析能力以及解決問題的能力，通過與課程體系緊密關聯(lián)的實驗系統(tǒng)的建立實現了對實驗教學內容的系統(tǒng)化組合，是實驗教學內容信息化、現代化與綜合化的重要體現。本文對模擬電子技術實驗系統(tǒng)進行了研究與設計，通過對市場上現有的實驗設備設計的借鑒來設計出更加適合大中專院校學生學習的實驗系統(tǒng)，對于高級技術應用型人才的培養(yǎng)、學生專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力的提升、高校教學質量的提高都具有十分重要的意義。

參考文獻：

[1]何振磊.基于虛實結合網絡實驗室的模擬電子技術實驗[D].浙江大學，2013.