稳压电源设计原理范文
时间：2023-12-07 17:47:21
导语：如何才能写好一篇稳压电源设计原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词：无级；可调直流电压源；晶振测试
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：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
作为理工科类大学生锻炼动手能力的最基础的电工电子实训课程-电工电子设计实训课程是我校面向理工类本科生的必选基础实训课程，覆盖面大、学生多、工作量大。提供给学生选择及要求学生选做的多个实训套件需要的电源不同。为了能够提供实训中不同套件的电源，需要具有可调直流电源。本文所述电源分为无级可调直流稳压电源及测试晶振两个模块。基于该实训课程需要的所购的可调直流稳压电源成本较高，数量有限，故研制该仪器以解决现存问题。该带测试晶振的无级可调直流稳压电源比专门的仪器相比，体积小巧，价格低廉、使用方便。晶振测试可用于51单片机12MHZ晶振的测试，市面上测试晶振的仪器比较少、且价格较高，51单片机的晶振经测试后再焊，可避免焊上坏的导致不易拆除、更换。
1 带测试晶振的无级可调直流稳压电源的主要性能
可调直流稳压电源能够任意输出1.3-36V以内的直流电压，误差达到10%左右；实训所用晶振的测试误判率5%左右。
2 电原理图、方案及设计
2.1 无级可调直流稳压电源模块
电路主要应用了LM317。LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。其输出电压范围是1.2V-37V，最大负载电流为1.5A。使用时只需外接两个电阻即可设置输出电压。它的线性调整率和负载调整率比标准的稳压器好。LM317过载保护、输出短路保护、安全区保护等多种保护电路。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高得多的纹波抑制比。典型线性调整率0.01%，典型负载调整率0.1%。80dB纹波抑制比。输出短路保护，过流、过热保护，安全区保护。标准三端晶体管封装。
Vout≈1.25V*（1+R3/R2）
用LM317制作可调稳压电源，常因电位器接触不良使输出电压升高而烧毁负载。如果增加一只三极管（如下图所示），在正常情况下，T1的基极电位为0，T1截止，对电路无影响；而当W1接触不良时，T1的基极电位上升，当升至0.7V时，T1导通，将LM317T的调整端电压降低，输出电压也降低，从而对负载起到保护作用。
2.2 晶振测试模块
主要通过三极管和周边元件构成电路满足“巴克豪森准则”（即公式a），（环路增益不能太大，否则也不起振，）形成震荡，使晶振起振，如果不起振，那么晶振就是坏的，从而鉴别晶振的好坏。
|H（jω0）|R1
2.3 仪器设备硬件设计电原理图
2.3.1晶振测试模块电路原理图如图1所示。 印制板为PCB板1。
2.3.2可调直流电压源模块电原理图如图2所示。印制板为PCB板2。
3 带测试晶振的无级可调直流稳压电源的应用及使用
3.1 带测试晶振的无级可调直流稳压电源的应用
该设备可作为需要直流电压源套件的电源：收音机电源、门铃电源、报警器电源、功放电源、收音机电源、51单片机电源，另外晶振测试模块可用于51单片机晶振测试。
3.2 带测试晶振的无级可调直流稳压电源的使用
输出端正极（红鳄鱼夹）接电路正极，输出端负极（黑鳄鱼夹）接电路负极。将220V的电源线插头插在市电插座上。打开开关1，直流电压源指示灯（红）亮，调节旋钮，输出电压变化，其值显示在电压表头上；另外，打开开关K2，测试晶振，晶振电源指示灯（红）亮，如果晶振是好的，晶振质量绿指示灯亮，否则绿指示灯不亮。
3.3 带测试晶振的无级可调直流稳压电源的调试
调试过程：测试晶振的电源指示灯串联的限流电阻阻值1.8K，原先过于偏低，发光二极管发烫，经过多次试验最终选定合适值为5.1K；无级可调直流电压源原先设计的可调电位器（用于调节输出电压）为4.7K，电压输出偏低，经过调试，最终确定为6.8K，电压输出符合要求；LM317选用铁壳封装，否则温度过高容易高温损坏。
参考文献：
[1] 姜爱婷，杨毅，杨静. 高频开关直流屏的设计[J]. 山东工业技术，2013（12）：41-38.
篇2
关键词：直流稳压电源；生产过程；项目；任务
中图分类号：TM44-4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.056
1 教材分析
通过本课程的学习，使学生掌握电子技术公共的基础知识和基本技能，培养和提高学生运用所学专业基础与技能分析问题、解决问题的能力，以及继续学习专业课程的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。
教学内容选自第一章和第四章的整流器、滤波器和稳压器三部分内容。它们是模拟电路的基本电路，也是模拟电路应用的基础，因此在电子技术中占有非常重要的地位。
教材上的对三部分内容上的设计是独立分离的，对理论知识依然偏重。为了体现体现“三以一化”课程理念，本人对教材进行项目课例开发，打破传统的教学模式，开发了基于生产过程的《直流稳压电源电路的设计与制作》项目，融合了多门学科（电子CAD课程、仿真软件课程和电子技能课程），由单一能力培养转变为综合职业能力的提升。
2 教学目标及重点
2.1 知识与技能目标
①理解整流、滤波和稳压电路的原理；②熟悉桥式整流电路、电容滤波电路和稳压器的作用并能正确应用；③掌握直流稳压电源电路的设计与制作并能实现+5V、+15V、-15V、+18V和-18V稳压电源功能；④掌握检测元器件、使用常用仪器仪表、装配和调试直流稳压电源电路的能力；⑤会用Multsim仿真软件验证直流稳压电源电路功能；⑥会用Protel2004软件设计直流稳压电源电路板；⑦掌握资料检索、信息收集、制定方案及撰写报告的能力。
2.2 方法和过程目标
①学会自主探究、尝试性学习的方法；②学会小组分工合作、团队协作学习的方法；③学会在相互讨论、评价中提高能力；④通过对任务要求的解读，提高分析问题和解决问题的能力。
2.3 情感和态度价值观目标
①培养学生自信、勤奋、乐于动脑、严谨治学的学习态度和精神；②培养学生利用网络学习环境主动获取信息的意识；③通过探索、自主学习，体验成功的喜悦和实现自我价值；④培养学生良好的职业道德、团队精神、组织协调能力及创新意识。
根据课程标准和职业学校人才培养要求，确立本项目的教学重点为：①桥式整流电路、电容滤波电路和三端集成稳压器的工作原理；②直流稳压电源电路的设计和制作方法和过程。
3 教学过程设计
篇3
关键词：二次电源； 开关电源； 接地； 线性稳压电源
中图分类号：TN71034 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2012)10013903
电源是一切电子设备的动力源，是保证电子设备正常工作的基础部件。据相关统计，电源故障约占电子设备征集故障率的40％～50％。为此，对电源必须提出一些基本要求，包括实用性能要求和电气性能要求。对于弹载二次电源更是如此，一定要考虑细致，除了满足供电能力以外还要考虑其接地方式、效率、开关电源与线性电源的取舍情况。
1 二次电源基本要求
1.1 高的可靠性
平均无故障时间MTBF是衡量电源可靠性重要指标，在通用标准中规定，可靠性指标大于等于3 000 h是最低要求。
1.2 高的安全性
设计制造出的开关电源，应符合相关标准或规范中规定的安全指标要求，如散热要求，抗电强度要求，防人身触电要求等，以防止在极限状态或者恶劣环境条件下，出现电源故障危及人身和设备安全。
1.3 好的可维修性
电源出现故障时，应能及时诊断出故障现象及部位，并且可以有效地解决故障或者更换故障模块。
2 二次电源设计思路
弹载电源由于其空间和系统性要求，需要二次电源设计的小型化、电磁兼容性好，DCDC效率高，可以满足各个组件的用电需求，线性集成稳压电源的测试和调试相对简单，如果两者结合对产品的后续阶段设计提供了方便［1］。综合考虑线性稳压电源、开关稳压电源或者复合型设计等方案，分析各种方案的优缺点和可行性后，此二次电源将采用线性集成稳压电源与DCDC结合进行设计，也就是复合型设计。采用该设计有比较高的效率，可满足各组件的用电需求，对于纹波要求比较高的供电电路采用线性稳压电源。
3 二次电源具体设计分析
3.1 电源接地设计
设计电源还有个重点也是难点，就是接地。接地从字面来十分简单，但是对于经历过电磁干扰挫折的人来说可能是一个最难掌握的技术。实际上，在电磁兼容设计中，接地是最难的技术。面对一个系统，没有一个人能够提出一个绝对正确的接地方案，多少会遗留一些问题。造成这种情况的原因是接地没有一个系统的理论或模型，人们在考虑接地时只能依靠过去的经验或从书上看到的经验。但接地是一个十分复杂的问题，在其他场合很好的方案在这里不一定最好。关于接地设计在很大程度上依赖设计师的直觉，也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验［23］。接地的方法很多，具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。
3.1.1 单点接地
单点接地有单元电路的、电路间的和设备间的单点接地。如图1所示为单点接地示意图\[45\]。其优点是可以抑制传导干扰。单点接地时，由于各电路和设备都接在一个接地点上，从而消了信号地系统中的干扰电流的闭合回路。设备地上的干扰电压也不会通过接地电路进入信号电路。这样的接地使用导线长，接地线本身的阻抗可观，对于高频信号接地效果不好。当接线长度达到1/4信号波长或其奇数倍时，地线阻抗变得很高，它就不是接地线而更像是辐射天线。
3.1.2 多点接地
在多点接地系统中，各电路和设备有多点并联接地。因为可以就近接地，接地导线短，可以减少高频驻波效应。但这种接地方法出现了多个地回路。公共地中的50 Hz市电容易经公共地回路耦合到信号回路中去。工程实践表明，如能将电源和信号的回流线分开，强信号和弱信号的回流线分开，微弱信号和火工品信号等敏感信号采用单独的回流线，就会大大减少的回路引起的干扰。图2所示为多点接地示意图。
图1 单点接地示意图 图2 多点接地示意图
3.1.3 混合接地
混合接地既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性。例如，系统内的电源需要单点接地，而射频信号又要求多点接地，这时就可以采用图3所示的混合接地。对于直流，电容是开路的，电路是单点接地，对于射频，电容是导通的，电路是多点接地。图3所示为混合接地示意图。
实际应用中，信号频率低于1 MHz时，采用单点接地；高于10 MHz时，多点接地；频率在1～10 MHz之间时，如果接地线长度大于1/20波长，采用单点接地；否则，应采用多点接地。该弹载二次电源是低频电路，所以选择单点接地，并且设计电路板时也要注意地线尽量宽并且走直线，保证接地干净。
3.2 电源切换设计
因产品在工作时包括“预热”与“准备”，正常工作时仅包括“预热”，所以还要设计电源切换部分，见图4。
图3 混合接地示意图 图4 电源切换原理图
电源在预热状态时，27 V电源的瞬态电流达到5.6 A；在准备状态时，27 V预热和28.5 V准备同时供电，电流达到5.25 A；在脱离载机后，电源为单一28.5 V准备供电，电流达到5.25 A。根据电压和电流特性，选取的二极管应满足额定电流大，反向工作电压高，满足使用要求，其封装容易安装，并且安装在放置舱壳体上利于二极管的散热［6］。
3.3 线性稳压电源电路设计
篇4
关键词：电子技术 Proteus仿真 高等职业教育
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0014-02
《电子技术基础》是高职电子类专业的核心课程之一，也是一门实践性很强的专业基础课程，它包括了模拟电路和数字电路两部分的内容，在教学过程中，学生对知识点的理解比较困难。如何针对职业教育的特点和人才培养目标，深入浅出地讲解内容，使学生熟练掌握电子技术方面的知识，是电子技术课程教学需要解决的重要问题。基于高职电子技术教学中存在的问题，教学与Proteus仿真方法结合起来，可有效提高教学效果。
1 Proteus仿真软件介绍
Proteus软件是英国Labcenter Electronics公司研发的EAD工具软件。它是一个集模拟电路、数字电路、模/数混合电路以及多种微控制器系统为一体的系统设计和仿真平台。是目前同类软件中最先进、最完整的电子类仿真平台之一。它真正实现了在计算机上完成从原理图、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到PCB板生成的完整的电子产品研发过程。Proteus的功能特点有以下几点。
（1）智能原理布图。
（2）混合电路仿真与精确分析。
（3）单片机软件调试。
（4）单片机与电路的协同仿真。
（5）PCB自动布局与布线。
2 直流稳压电源的原理
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图1所示。
（1）电网供电电压交流220 V（有效值）50 Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
（2）降压后的交流电压，通过整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压，但其幅度变化大。
（3）脉动大的直流电压须经过滤波电路去除它的交流分量，变成比较平直，脉动小的直流电压，即将交流成份滤掉，保留其直流成份。
（4）滤波后的直流电压，会随着交流电网电压的波动或负载的变动而变化。再通过稳压电路稳压，便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出。
3 Proteus仿真在直流稳压电源教学中的应用
从上面直流稳压电源的工作原理上可以看出，这部分的教学比较抽象，学生对各部分产生的波形只是停留在理论的理解上，不够直观。利用Proteus仿真对这部分进行讲解，由利于学生能够直观的感受波形的变化过程。
图2所示电路是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。其整流部分包括单相桥式整流电路、电容滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路，主要组成部分包括：调整元件Q1，比较放大器Q2、R1、R2、RW、组成的取样电路，DW、R3、组成的基准电压控制电路和Q3、R4、R5、R6组成的过流保护电路。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入调整管Q1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。
在电路（图2）中接示波器的四个接线端A、B、C、D应分别接四路输入信号，信号的另一端应接地。该虚拟示波器能同时观看四路信号的波形。
在该电路中定义了一个有效值为220 V，
频率为50 Hz的正弦波激励源。同时，在需要显示波形的几处接上了示波器的引脚，用来显示输入波形、输出波形以及一些中间波形。
直接单击仿真软件中的仿真开始按钮，可以开始全速仿真，此时，点击Proteus软件中的Debug下拉菜单中的3.Digital Oscilloscope命令，就会出现虚拟示波器以及输入波形、输出波形、以及中间波形。如图3所示。
如图3所示，自上至下各波形所表示的含义依次为，最上面的波形表示5∶1变压后的波形；第二个波形表示桥式整流后的脉动波形；第三个波形表示经过滤波过后的波形；最下面的波形表示经过稳压过后的波形。
从仿真波形上可以看出，通过这个波形显示器显示仿真后的一系列的波形得到一个相当稳定的低压直流信号。
4 结语
从直流稳压电源的教学中可以发现，Proteus软件在教学中的优势，它能把比较抽象的知识点通过仿真结果直观的展示在学生面前，取得比较好的效果。Proteus仿真还可在电子技术实验及课程设计中得到应用。
参考文献
[1] 范贻潘.电子EAD（Proteus）[M].中国劳动社会保障出版社.
[2] 苏丽萍.电子技术基础[M].西安电子科技大学出版社.
篇5
本文结合国内相关技术研究成果，综合考虑投资成本及应用效果，提出了井组数字化控制柜交直交稳压电源解决方案。
【关键词】交直交稳压电源 感应电压 电源浪涌
数字化技术在油田的广泛应用，让油田的管理效率得到大幅度的提高。但由于生产区电压质量不高、天气原因、燃气发电等原因造成数字化前端系统供电电压不稳定，电源浪涌，频繁切换，对没有供电保护的井组数字化设备正常运行产生了一定影响，甚至造成设备损坏，增加维护成本。因此给井组数字化设备提供一款稳压电源是非常重要的。
1 现状分析
1.1 油区供电现状分析
1.1.1 电压质量不高对供电的影响
我厂白豹油田供电情况复杂，白7增、白19增、白一联附近区域供电电压偏低，白13增附近区域供电电压偏高，无法提供平衡稳定的三相正弦波形的供电压，供电质量差会引起用抽油机、井组数字化设备的效率和功率因数降低，损耗增加，寿命缩短，损坏率较高。
1.1.2 浪涌造成的影响
浪涌现象对数字化设备正常运行造成的影响主要有两方面原因：
白豹油田因各类供电线路检修造成各区块累计停电次数每年高达50次以上，来电后抽油机与井组数字化设备同时直接供电启动，强大的浪涌现象伴随产生过大的瞬间电流，造成井组数字化设备的损坏。
白豹油田变压器安装地势高，易受雷击产生过大的瞬间电流，造成井组数字化设备的损坏。
1.1.3 燃气发电对供电的影响
我厂白豹油田应用燃气发电机供电井组较多，达20%左右。由于井组供气量不稳或发电设备自身原因造成输出电压不稳，无法提供较稳定的电压，直接损坏井组数字化设备。
1.2 由于供电品质低造成的损失
1.2.1 直接损失
2010年白豹油田由于电压质量不高造成井场数字化设备的烧毁现象较多，设备更换及维护费用偏高，共计损失费用64万。
1.2.2 间接损失
供电系统不正常导致数字化设备损坏，造成数据采集中断，严重影响数字化系统的正常使用，资料录取、现场监控等功能的失效为生产管理带来诸多不便。
2 对策研究
2.1 目前的保护措施
按照油田公司相关数字化建设标准要求，仅有的浪涌保护器也未规定型号及具体的技术要求。根据运行现状来看，目前的保护措施不能有效对井组数字化设备起到保护作用。主要原因有两点：
（1）目前使用的浪涌保护器质量不高，自然气候条件恶劣易造成电气保护设施的损坏。
（2）由于抽油机启动瞬间产生远大于稳态的峰值电流与电压，以及雷击产生的瞬间电流过大，都会击穿浪涌保护器，造成井组数字化设备损坏。
2.2 需求分析
2.2.1 所需稳压电源分析
由于井组数字化设备使用环境比较恶劣，所以电源应能在高温及低温条件下稳定运行。所需稳压电源应能消除电网供电电压变化大、供电频率不稳定、电压畸变严重（谐波分量高）、闪变等综合性电压质量问题，并具有输出波形纯净、稳压范围宽、精度高、重量轻、体积小、价格低等特点。
2.2.2 市场调研
根据所需稳压电源特点，调研目前市场主流的稳压电源主要有三类：
（1）磁饱和稳压电源：其性能优良，但价格很高且体积庞大而笨重，电压反应电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低。
（2）UPS电源：具有一定的稳压效果且停电后在一定时间内持续供电的功能。但UPS电源运行受环境影响较大，主要对室内用电设备起到保护措施，所以无法应用在井组。
（3）电子式稳压电源：大多为民用产品，达不到工业使用要求，且变压范围较小（160V～220V），不能满足井组数字化建设需求。
3 解决方案
3.1 交直交稳压电源设计技术原理
一般交直交电源主要有两大种类：线性放大型和PWM开关型，根据目前的技术发展，我们采用了目前最先进的双PWM正弦波脉宽调制技术，主动元件IGBT模块设计，瞬时值反馈、正弦脉宽调制等技术。
本电源为适应供电电源电压波动范围大、浪涌、畸变、闪变的供电特点，采用了整流、调制、稳压、中间回路电压反馈的直流稳压输出。
3.2 交直交稳压电源特点
体积小：稳压电源内部采用集成度高、功能强大的大规模集成电路，并使用全新的现代化器件，如新型高频功率半导体器件使电源高频化，电源高频化可以缩小体积重量，新型磁性材料和新型变压器，如集成磁路、平面磁芯、新型元器件。特别改善二次整流管的损耗，变压器及电容小型化，并同时采用表面安装技术，使电源体积和重量都可减少许多。并且使用模块化电源组成电源系统，功率器件的模块化、电源单元的模块化，将开关器件的驱动保护电路安装到功率模块中；将一些硬件都以芯片的形式安装到一个模块中，使元器件之间不再有传统的引线连接达到缩小体积和重量的目的。
价格低：随着半导体技术和微电子技术的高速发展，集成度高、功能强大的大规模集成电路和全新的高性能低价器件的出现，并且大规模生产使之价格降低。此电源采用了大规模集成电路和全新的高性能低价器件，使用模块化电源组成电源系统，并且以数字电路为基础，大大减少了硬件数量，降低故障率，且数字信号处理技术日趋完善成熟，这些都使此电源的价格更低。
3.3 技术指标
（1）输入电压范围 130-300V；
（2）输出电压 220V±3%；
（3）波形失真度
（4）功率因数大于0.95；
（5）工作温度 -15～60℃；
（6）具有输出短路、过流保护；
4 效果分析
4.1 性能对比
交直交电源与性能较高的磁饱和参数稳压电源比的优点：
（1）体积小、重量轻（便于客户装卸）
（2）输入功率因数达到0.95，使得自身的损耗大大降低。
（3）可与发电机组搭配使用（磁饱和稳压电源因输入的频率范围窄，所以当用户那里停电并采用发电机组供电时，则不能使用）
（4）输出电压稳定
（5）输出的波形好（失真度小
（6）能消除电网供电电压变化大、供电频率不稳定、电压畸变严重（谐波分量高）、闪变等综合性电压质量问题，为数字化系统提供电压稳定、净化的交流电源。
5 结论
交直交稳压电源的实验成功，能为井组数字化系统提供一款性价比高、稳定可靠的交流供电电源，彻底解决供电质量问题，有效保护井场数字化设备，避免经济及其它损失。
篇6
关键词:电涡流测功机;直流线性稳压;二级电压控制;模拟故障
中图分类号:TP274文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)10-189-04
New Type of High-power Linear DC Voltage-stabilized Power
Source in Eddy Current Dynamometer
ZHANG Xukai,ZHANG Wenming,ZHOU Haiyong
(Shanghai Internal Combustion Engine Research Institute,Shanghai,200438,China)
Abstract:A new type of power source used for excitation voltage control in eddy current dynamometer in designed.Based on the SCR rectification circuit and analog technology,using the fully three phase position controlled bridge of SCR and power MOSFET regulation to output linear DC voltage.Over-load protection circuit,open-phase protection circuit and thermal-shutdown circuit are designed for equipment reliability.Experimental results show that the equipment can output linear DC voltage and the voltage stablilty fulfil the needs of eddy dynamometer.The equipment also can quickly shutdown when at fault status such as over-loads,open-phase and overheat.The power source designed by the fully three phase position controlled bridge of SCR and power Mosfet regulation can fulfil the needs of voltage of eddy dynamometer.
Keywords:eddy dynamometer;DC linear voltagecd
stabilized;secondary voltage control;analog fault
测功机是发动机台架检测系统中重要的组成部分,用于测量发动机的有效功率。对测功机来讲,为了满足发动机所有转速和负荷范围内都保持稳定运转工况,并且可以平顺且精细地调节负荷,需要一个稳定的加载器来满足发动机实验的要求,需要对加载器提供稳定且可线性变化的电源。在电涡流测功机中,需要对励磁电机提供的直流电源进行驱动,以完成发动机台架检测。
由于电涡流测功机励磁电机要求磁场恒定,故要求电源提供的负载电压恒定不变,而且磁场一般都是稳定的,还要求有较好的电压稳定度,即要求即使输入电压发生一定变化时,输出电压应保持不变。
为了达到平顺调节负荷的目的,输出电压应有适当的线性调节范围,并且还要有一定的保护措施。根据设计需要,该电源输出电压的变化范围为0～180 V,要求最大负载功率为5.4 kW,输出电压稳定度应优于1%。
1 工作原理
由于要求的电压调节范围较宽,要求的功率较大,目前电涡流测功机励磁加载电源采用较多的方法是可控整流器,在此通过控制晶闸管的导通角进行调压。其工作原理是对晶闸管的控制极进行控制,通过改变晶闸管的导通角,可以在输出端获得平均值和有效值都随导通角变化而变化的直流脉动电压。采用该原理设计的电源可以达到很高的输出功率,但是电压稳定性差,而且控制呈显著的非线性,不适合电涡流测功机对电压的要求。因此,该电源采用晶闸管三相桥式移相控制和功率MOSFET调整两个控制环联合控制的方法,使输出电压可以满足大功率、高稳定度和可宽范围线性调节的要求。
1.1 系统方框图
由于该电源要求功率较大,并且对电压稳定度也有较高的要求,所以采用如图1所示的电源方框图。
1.2 可控整流原理
如图2所示,通过控制晶闸管的导通角,可以在整流电路输出端获得随控制电压变化的电压。
可控整流电路是指在输入交流电压的波形和幅值一定时,输出电压的平均值可以通过调节晶闸管的导通角进行调节。采用可控整流电路可以提高变压器的初、次级利用率,具有较大的功率因数和较小的脉动率,因此选作为主回路。
由于采用整流滤波电路以及稳压电路构成两级控制环。因此选择对整流滤波电路要考虑两点:考虑调整管的工作状态,确保调整管能工作在线性放大区;考虑交流电网波动的影响。交流电网的波动会反映到整流滤波电路的输出电压上。按照国家有关规定,在没有特定说明的情况下,一般按变化±10%来考虑。这就要求当电网电压变化±10%时,调整管要处于线性放大区,从而使稳压电路能保持正常工作。在该电源设计中,由于负载容量较大,使用单相电源会造成三相电网的不平衡,影响电网中其他设备的正常工作,所以采用的是三相桥式全控整流调节方式。三相可控整流的脉动频率比单相高,纹波因数显著低于单相。三相全控桥式整流电路电路可以在负载上得到比三相半控桥式整流电路更为均匀的波形。
采用市场上常见的三相整流功率模块,集成了晶闸管三相桥式整流电路以及触发电路,通过对模块的输入电压进行控制,即可完成整流与调相功能。通过在功率模块输入端连接三相隔离变压器,将输出电路与交流输入隔离。隔离变压器具有电压变换功能及有源滤波抗干扰功能。隔离变压器在交流电源输入端的特点为: 若电网三次谐波和干扰信号比较严重,采用隔离变压器,可以去掉三次谐波和减少干扰信号;
采用隔离变压器可以产生新的中性线,避免由于电网中性线不良造成设备运行不正常;非线性负载引起的电流波形畸变(如三次谐波)可以隔离而不污染电网。
隔离变压器在交流电源输出端的特点为:防止非线性负载的电流畸变影响到交流电源的正常工作及对电网产生污染,起到净化电网的作用;在隔离变压器输入端采样,使得非线性负载电流的畸变不影响取样的准确性,得到能反应实际情况的控制信号。
对于小功率或者中等功率的使用场合,可以采用单相桥式半控的方法作为其整流主回路。电路组成可以选择晶闸管模块作为主回路,使用KC04芯片作为晶闸管模块的移相触发电路。通过调节KC04的控制电压控制晶闸管的导通角,从而得到随控制电压变化的直流脉动电压。
1.3 串联反馈晶体管电路
可控整流输出的电压经电容整形滤波后的电压仍然具有较大的纹波,波动很大,而且很容易受电网电压的影响,并且单纯控制晶闸管的导通角得到的输出电压呈明显的脉动和非线性。这就要求系统在可控整流电压输出端添加串联反馈调整电路,使输出电压达到设计要求。其稳压原理是调整元件的动态电阻,它是随输出电压的变化而自动变化的。当负载电阻变小使输出电压降低时,调整元件的动态电阻便会自动变小,从而使调整元间两端的压降降低,确保输出电压趋近原来的数值。串联反馈调整电路的框图如图3所示,包括调整管、取样电路、基准电压源和比较放大器等部分。输入电压经过调整元件调节后,变成稳定的输出电压,取样电路与基准电压相比较,并把比较后的误差信号送入放大器,增强反馈控制效果。采用串联反馈调整型稳压电路,输出电压范围不受调整元件本身耐压的限制,而且各项技术指标均可以做得很高。但是过载能力差,瞬时过载会使调整元件损坏,需要添加过载保护电路。
1.4 调整元件控制电路设计
在该电源系统中,采用大功率MOSFET作为调整元器件,与三相桥式移向控制一起组成输出电压控制环。
1.4.1 三相调压模块的控制
由于采用三相调压模块,所以只需对调压模块进行控制,即可完成整流输出功能。尽管三相模块中控制电压与晶闸管的导通角呈线性关系,如图2所示,晶闸管的输出电压与晶闸管导通角的变化却呈非线性关系;同时,为了保证电源功率输出调整管集-射级之间的电压差基本稳定,便于控制功耗,提高电源安全性,需要使电源功率调整管的输入电压基本呈线性变化。这里采用对控制电压进行非线性处理后,再输入到三相整流模块控制端的方法。控制输入电压经过二极管后作用到运算放大器,利用二极管的非线性特性与三相模块的非线性进行匹配,基本上可以使计算机输出的控制电压与晶闸管整流输出的电压呈现线性比例关系。电压输入/输出特性如图4所示,线路如图5所示。
1.4.2 功率MOSFET的控制
该电源选用功率MOSFET作为调整元件,为电压控制型器件,在驱动大电流时无需驱动级,具有高输入阻抗,工作频率宽,开关速度高以及优良的线性区。为了保证电源的可靠性与安全性,需要将强电控制部分与弱电控制部分进行隔离。在此采用光电耦合器完成地的隔离,具体过程如图6所示。
MOSFET的控制电压由计算机提供,经过F/V变换器、光电耦合器、V/F变换器变换后与取样电路取来的电压信号同时作用在比较放大器的输入端,通过与基准电压进行比较,比较放大器将输出相应的电压去控制MOSFET,以稳定输出电压。由于负载电流较大,因此MOSFET需采用并联连接方式,增加输出电流,确保在大电流情况下电源的正常工作。并联运用时,各管的参数尽量一致,可以在发射极串联均流电阻,利用负反馈减小电流分配的不均匀。电路如图7所示。
2 监控管理设计
2.1 电源保护电路
由于采用串联反馈型稳压电路作为电压控制环,因此在测功机发生短路或者过载时会有很大的电流流过调整管MOSFET,并且所有输入电压几乎都加在调整管的集-射级之间,很容易将其烧坏,因此添加保护电路是必需的。常用的过电流保护电路有限流型、截止型和减流型。这里采用晶体管截止型保护电路,其原理是当负载电流达到限流值,过电流保护电路使稳压电源进人截止状态,并不再恢复,使稳压电源与负载得到有效的保护。其优点是:这时的电源调整管功耗为零,最大缺点是:属冲击性负载时,容易误动作,使稳压电源进人过流保护
状态,且一旦进入过电流保护状态后,即使过电流状态解除,也不能自动复位。具体线路如图8所示,当电流超过额定负载时,采样电阻R4两端电压上升,使晶闸管SCR导通,晶体管NPN1导通,NPN2截止,这时MOSFET的栅级输入电压(即R3处的电压)被强制拉底,使MOSFET输出为零;同时,串联在过载保护线路中的光耦导通,使三相功率整流模块的控制信号输入端接地,串联反馈稳压线路的输入电压为零,起到保护元件的作用。
由于电网自身原因或者电源输入接线不可靠,电源有可能会运行在缺相的情况下,而且掉相运行不易被发现。当电源缺相运行时,整流桥上的电流会不平衡,容易造成损毁,因此必须加入缺相保护电路,以进行缺相保护。电路原理图如图9所示,当ABC三相有一相发生缺相时,其对应的电源指示灯熄灭,缺相指示灯亮起,并且通过光耦输出信号到继电器驱动,此时继电器吸合,将三相功率模块的控制输入与地短接,使可控整流输出为零,起到保护电源的作用。
2.3 过热保护
在电源处于长时间大电流工作状态或者工作环境比较恶劣时,电源的内部温度很高,会影响电源的可靠性。有资料表明,电子元器件温度每升高2 ℃,可靠性下降10%,这就意味着温度升高50 ℃时的工作寿命只有温度升高25 ℃时的1/6。因此,为了避免功率器件过热损坏,必须对电源的温度进行控制。通过控制MOSFET的管压降可以控制MOSFET上的功率,从而减少发热量,降低温度的升高。
在电路设计中增加一个光电耦合器反馈可以完成这个目的,当MOSFET两端管压降过高时,光耦导通,光耦输出信号反馈至三相调压模块的控制输入,使其输出的控制电压降低,从而降低MOSFET两端的管压降,在保证电源正常工作的前提下,使MOSFET的功率保持在额定范围以内。
当使用环境较为恶劣或者出现电路故障时,即使对MOSFET两端电压进行控制,MOSFET的管芯也可达到很高的温度,这就需要对MOSFET进行散热处理,并在MOSFET附近安装温度继电器;当温度高于温度继电器的额定值时,温度继电器导通,通过一个光耦将导通信号传递到三相功率模块的输入端,使其输入为零,从而使电源功率调整管的输入电压为零,起到保护调整元件的作用。当温度回到正常时,电路可自动恢复工作。
各种保护电路与主回路的关系如图10所示。
3 结 语
经连续负载试验,该设备各项指标均达到技术要求。经过不断的完善和改进,使其性能稳定,工作可靠。采用晶闸管三相桥式移相控制和功率MOSFET调整两个控制环联合控制,可以有效提高电源的稳定度,降低电源的纹波;采用三相隔离变压器接入电网,可以提高电源的安全性,降低对电网功率的要求;采用集成三相功率调压模块,减少了电路的复杂程度;通过添加各种保护电路,在设备出现不正常运转时,及时切断三相输入,保护元件不受到损坏。由于采用截止型保护电路,电源不能自动复位,所以在环境条件允许的情况下,可以采用开关型过电流保护,解决了限流型的高功率损耗,减流型的锁定效应和截止型的手动复位等问题。该电源主要用于需要大功率线性调压的场合,也可用作大功率高稳定度线性稳压电源使用。
参考文献
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篇7
关键词 三端可调正稳压器LM317;单片机AT89S51;模数转换芯片
中图分类号TM91 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)20-0060-02
0 引言
随着电力电子技术的迅速发展,直流电源应用非常广泛,小至家用电器的供电电源,大至大型发电厂、水电厂、超高压变电站、无人值守变电站作为控制、信号、保护、自动重合闸操作、事故照明、直流油泵、,各种直流操作机构的分合闸,二次回路的仪表,自动化装置的控制交流不停电电源等用电装置的直流供电电源。与此同时直流电源的好坏直接影响着电气设备或控制系统的工作性能,目前,市场上各种直流电源的基本环节大致相同,都包括交流电源、交流变压器(有时可以不用)、整流电路、滤波稳压电路等。针对以上概述,我们设计了一套足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路,要求是输出电压连续可调;所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调;输出电压应通过AD转换电路以及单片机自动控制电路实现了输出电压动态实时显示能够适应所带负载的启动性能。
1 系统方案
1.1 设计方案
1)晶体管串联式直流稳压电路
电路框图如图1所示,输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压,取样电压与基准电压进行比较得到误差电压,对调整管的工作状态进行调整,从而使输出电压发生变化,与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反,从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。
2)采用三端集成稳压器电路
如图2所示,他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调,因要求电路具有很强的带负载能力,需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。
3)用单片机制作的可调直流稳压电源
该电路可通过AT89CS51单片机控制继电器改变电阻网络的阻值,从而改变调压元件的参数,使用软启动电路,获得3~26 V,驱动能力可达1.5A。其硬件电路主要包括变压器、整流滤波电路、压差控制电路、稳压及输出电压控制电路、电压电流采样电路、掉电前重要数据存储电路、单片机、键盘显示等几部分。
4)整流电路的方案论证
桥式整流电路利用变压器的一个副边绕组和4个二极管,使得在交流电源的正、负半周内,整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。
5)滤波电路的方案论证
利用电容两端电压不能突变的特性,实现滤波。电容滤波电路简单,负载直流电压较高,纹波也较小,但输出特性欠缺,适用于负载电压较高,负载变动不大的场合。
6)数显电路方案论证
利用单片机对ADC0809的接口技术可实现对输入模拟量的动态实时显示。
1.2 具体电路
说明:如图3原理图中包含了采样电路,基准电路,比较放大电路,调整电路以及过载电路;本基础电路的输出端(可看作C3两端)即可实现对电池等的充电功能,通过调节滑动变阻器R5的阻值,可实现对不同型号电池的充电功能;采用两个放大器,两放大器输出电压大小相等、符号相反;在两放大器输出端分别加一个电阻,保证最大输出电压;使用集成芯片DAC0832,ADC0809。
参考文献
[1]狄京等主编.电子工艺实习教程.中国矿业大学出版社.
[2]胡汉才编著.单片机原理及其接口技术.清华大学出版社.
篇8
关键词:1394协议;电源管理;接口电路;硬盘
中图分类号:TP274 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2009)21-052-03
Data Transmission Circuit Based on 1394
WANG Haipeng,WANG Lizhi,WANG Zhuo
(Science Institute,Air Force Engineering University,Xi′an,710051,China)
Abstract:IEEE1394 is a high performance serial bus standard with small size,low cost,high transfer rate,supporting synchronous and asynchronous data transfer mode and plug-play and hot-swappable.And it also has flexible topology to provide power for peripherals and to support point to point transmission,which should be in extensive use for PC products in the future.The exploration of 1394 protocol,power management,1394-based hard disk interface circuit,and a preliminary plan for the multi-functional interface circuit theory are discussed.
Keywords:1394 agreement;power management;interface circuit;hard disk
0 引 言
目前硬盘上流行的接口标准有IDE,SCSI,SATA,光纤通道四种。IEEE1394是一种高性能串行总线标准,它具有体积小,价格低廉,传输速率高,支持同步和异步两种数据传输模式,支持即插即用和热插拔,拓扑结构灵活,为外设提供电源,支持点对点传输等特点,基于这些特点,1394广泛应用于多媒体领域,特别是数码摄像机、数码照相机、移动硬盘和组建家庭网络等数据传输领域[1,2]。
1 1394协议简介
IEEE1394分为两种传输方式:Backplane模式和Cable模式。Backplane模式最小的速率也比USB 1.1最高速率高,分别为12.5 Mb/s,25 Mb/s,50 Mb/s,可以用于多数的高带宽应用。Cable模式是速度非常快的模式,分别为100 Mb/s,200 Mb/s,400 Mb/s和800 Mb/s几种,而通常在200 Mb/s下即可传输不经压缩的高质量音视频数据[2-4]。
1394b是1394技术的升级版本,是仅有的专门针对多媒体――视频、音频、控制及计算机而设计的家庭网络标准。它通过低成本、安全的CAT5(五类)实现了高性能家庭网络。1394b能提供800 Mb/s或更高的传输速度。近年来随着成本的下降,1394卡正迅速普及,也逐渐出现了其他一些相关设备,如数码相机、硬盘、网络摄像机等。
2004年1394有两个新的规范宣布:其一是结合1394b标准和以太网协议的物理层而制定的1394c标准,该标准将家庭网络领域纳入1394的应用领域范围。其二是无线1394标准(Wireless1394),该规范主要实现在超宽带技术UWB(Ultra Wide Band)设备间实现1394无线传输,该协议也可参考802.15.3,该协议可以更加优化室内网络连接(in-room cluster connectivity),诸如数字录像机、DVD录像机等便携式设备与桌面设备(Tabletop Device)的互联问题。2005年在The 1394 Trade Association的领导下Wireless1394标准在不断完善;1394c规范(1394c standard)于2005年最后得到IEEE委员会的正式批准通过,1394协议以基于以太网的物理层为切入点,1394c协议想以此为契机而成为一种网络互连技术(Net Working Technology),但是这一点得到认可还需要许多工作,预计近几年,基于1394汽车网络(Automotive Network)的小汽车将下线[5]。
1394接口具有把一个输入信息源传来的数据向多个输出机器广播的功能,特别适用于家庭视听AV(Audio Visual)的连接。由于该接口具有等时间的传送功能,确保视听AV设备重播声音和图像数据质量,具有好的重播效果。目前市场上的1394卡可以简单的分成两类:带有硬件DV实时编码功能的DV卡和用软件实现压缩编码的1394卡。带有硬件编码功能的DV卡一般价格在数千元,带有硬件编码的DV卡可以大大提高DV编辑的速度,可以实时地处理一些特技转换,而且许多此类卡带有处理MPEG-2视频流的功能。
IEEE1394规范的未来将是无比光明的。随着新的USB 2.0技术的推出,USB的传输速度已经达到了480 Mb/s,而最近完成的IEEE1394b规范的传输速度则可以达到最大800 Mb/s的传输速度。在将来,人们还计划推出P1394b规范,该规范将可以使用光纤和CAT-5电缆,而且速度也将提高到3 200 Mb/s,需要使用SCSI接口的很多设备都将转而使用IEEE1394。在软件上,各种操作系统也积极提供对IEEE1394设备的支持。微软公司在Win 98中正式支持1394接口,并逐步提供了一系列Windows环境和NT环境下的驱动程序开发工具和API函数,方便了1394驱动的开发,加快了1394设备的普及。目前,Windows 2000/XP操作系统对1394接口的产品可以完全支持。
IEEE1394的特点:
(1) 多媒体应用的实时数据传输;
(2) 现在数据传输率为100 Mb/s,200 Mb/s,400 Mb/s;将来可达到800 Mb/s或1.6 Gb/s,甚至3.2 Gb/s;
(3) 实时连接或断开时数据不丢失或中断;
(4) 支持即插即用自动配置;
(5) 实时应用的宽带宽传输;
(6) 不同设备和应用的通用连接;
(7) 遵循IEEE1394高性能串行总线标准。
2 电源管理
稳定可靠的直流电源是目前大部分电子产品和家用电器安全工作的保障,是一切电子设备的心脏,其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。而目前人们日常生活所需的电能多来自市交流电网,因此,使交流电变成稳定直流电的稳压电源一直是人们关心和研究的对象。从稳压电源的工作方式上看,有线性稳压电源和开关稳压电源两种。线性稳压电源亦称串联调整式稳压电源,其稳压性好,输出纹波电压很小,但它必须使用工频变压器与电网进行隔离,并且调整管的功率损耗较大,致使电源的体积和重量大、效率低。开关稳压电源(简称开关电源)主要是利用功率器件的开关交流工作原理,关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,电源效率可达80%~90%,比普通线性稳压电源效率提高近一倍。并且由于开关频率高(几十至几百千赫兹),去掉了工频变压器和低频滤波电感,减小整机体积和重量、提高了工作效率,使之与线性稳压电源相比具有效率高、重量轻、稳压范围宽等优点。因此,近几年市面上的开关电源已经逐步替代了传统的线性调节稳压电源成为稳压电源的主流产品[7]。
开关电源由主电路与控制电路两大部分组成,主电路的能量传递给负载电路,控制电路则按照输入/输出条件控制主电路工作状态,将控制电路集成化即成为开关电源。开关电源的控制模式,大致有以下三种:
(1) 脉宽调制方式,简称脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)式。其特点是固定开关频率,通过改变脉冲宽度来调节占空比。因开关周期也是固定的,这就为设计滤波电路提供了方便。受功率开关最小导通时间的限制,对输出电源不能做宽范围的调节;另外输出端一般要接假负载,以防止空载时输出高电压。目前,集成开关电源大多采用PWM方式
(2) 脉冲频率调制方式,简称脉频调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)式。它是将脉冲宽度固定,通过改变开关频率来调节占空比的。在电路设计上要用固定脉宽发生器来代替脉宽调制器中的锯齿波发生器,并利用电压频率转换器(例如压控振荡器VCO)改变频率。其稳压原理是:当输出电压Vo升高时,控制器输出信号的脉冲宽度不变而周期变长,使占空比减小,Vo降低。PFM式开关电源的输出电压调节范围很宽,输出端可不接假负载。
(3) 混合调制方式,是指脉冲宽度与脉冲频率均不固定,彼此都能改变的方式,它属于PWM和PFM的混合方式。
基于1394的接口电路采用双层供电模式,一路是通过1394数据接口输入8~40 V电压源,再经电压转换芯片提供电路所需电压;另一路是通过直流电压源直接输入电路所需电压。接口电路电源块框图如图1所示。
3 基于1394 的数据传输电路
基于1394的接口电路是实现数据传输的关键环节,电路采用1394&USB双输出端口芯片PL-3507,在移动存储设备与PC机之间实现数据双向传输,接口电路框图如图2所示。
4 IEEE1394的发展
IEEE1394作为一种高性能串行总线标准,支持高速点对点传输,在 PC产品中有着不可替代的地位,P1394b,1394c,Wireless1394等新协议的出现将大大推动1394技术的发展,推动PC产品的革新换代,学习研究1394相关技术将有着很好的应用前景[9,10]。
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篇9
1.合理安排学时
根据项目化教学的特点，为了更好地组织课堂教学，项目化教学采用了四节连排的方法，并且把实训室作为课堂来组织教学。以前“电子技术”课程教学主要考虑课堂教学和实验教学的学时数，按照章节分配学时。而项目化教学是以学习情境为独立授课单元，既要考虑理论知识的学时，又要考虑完成任务载体的学时。例如，学习情境一是二极管整流稳压电源的组装与调试，安排课堂教学时，首先由教师用1学时讲解半导体的基本知识，PN结及其单向导电性，二极管的基本结构等。然后，再用1学时由教师指导学生讲授万用表的使用方法，完成二极管的识别与检测，并由学生填写表格记录数据。
2.改进教学方法
在完成学习情境一的教学任务中，教师首先讲解二极管桥式整流电路的工作原理，整流电路的种类、结构特点、分析计算及滤波电路、波形分析等知识内容。然后采用小组学习法开展教学。小组学习法是指多个学生在没有教师或其他同学的直接帮助下，学习和复习教学内容，解决实际问题。它是较独立学习要求更高的、以学生为中心的主要教学步骤。方法为①教师布置题目，明确学习目标;②所有小组得到同样的任务;③完成任务协调组内事物;④小组总结工作成果;⑤全班对工作成果进行比较和讨论;⑥确定最终结果。班级以小组为单位，学习讨论如何制作学习情境一中的工作任务载体，即二极管整流稳压电源的组装与调试。同学结合教材和相关参考书，自主设计稳压电源的原理电路图，选用元器件，制定技术参数及各项性能指标。采用“头脑风暴法”在全班进行集中讨论。“头脑风暴法”的教学方法是教师引导学生就某一课题，自由地发表意见。学生在发表意见时，教师不对其正确性或准确性进行任何评价。采用这种教学方法，教师和学生可以讨论和收集解决问题的意见及建议。让每个小组都将本组设计的方案拿到班上全体讨论。通过集体讨论，集思广益，促使学生对设计方案产生自己的意见，通过同学间的相互讨论，从而获得大量的构思，经过组合和改进，达到创造性解决问题的目的。经过全班的集体讨论，最终确定完成二极管整流稳压电源的制作方案。每人填一份材料清单，经指导教师签字后，到实训室领工具材料，每人作一套稳压电源，自己完成焊接和调试。
3.注重课堂实际训练
为了更好地完成工作任务载体，必须进行基础训练。首先进行焊接训练。每个同学发一块电路板，进行焊接练习，由指导教师检查每位同学的焊接练习情况，重点检查焊接点是否光滑饱满，有无虚焊，堆焊等问题。为保证稳压电源能顺利调试，再用1学时进行常用仪器使用的练习，学生学会使用示波器，信号发生器，直流稳压电源进行测量和调试。以上是学习情境一课堂教学的组织过程。经过学习情境一的学习训练后，学生掌握了二极管的基本知识，稳压电源电路的设计、组装与调试，学会了元器件的焊接，二极管的识别与检测，掌握了产品组装与调试的基本技能，同时也学会了常用仪器仪表的使用。项目化教学过程中，充分调动了学生学习知识和动手操作的积极性，真正使学生成为教学过程中的主体，学生用学习到的相关理论知识，进行了实际电子产品的设计、组装和调试，培养了工作的基本方法和基本技能，为培养造就技术素质优秀的人才奠定了良好的基础。
二、考核评价体系是搞好项目教学的保障
1.采用考核表考核
为进一步提高考核的可操作性和准确性，建立详细的考核表进行项目教学课程的考核。考核包括形成性考核(学习态度，实习实训的报告等)和终结性考核(成果展示和技术说明书等)，考核表改掉过去考核内容过多、表格种类过多的缺点，只保留考核内容、评分标准、同学自评、小组互评、教师评价等内容，并做成一张表格，便于操作执行。教师参与课堂全过程管理，随时巡察考核记录表，并随机抽样考核部分同学，采取抓两头，带中间的办法，使考核具有可操作性，公平公正性。2.最终成绩的确定“电子技术”课程项目化教学最终成绩由以下几个方面确定:①各个学习情境中实际电子产品的制作。这项成绩通过考核表最终确定,占该门课程成绩的60%。②实训报告。为了使同学养成良好的撰写实训报告的能力，养成细心缜密的工作作风和观察实训过程、分析实训数据的工作能力，把每一个学习情境中的任务载体制作完成后，要求每个同学都要认真完成实训报告，并占总成绩的10%。③期末理论考核。让学生在掌握职业技能和培养职业素养的同时，更好地巩固所学的相关专业的理论知识，在学期末集中系统复习本学期所讲的相关理论知识，并进行理论考试，卷面成绩占课程总成绩的30%。
三、实训室开放是搞好项目化教学的措施
1.补充完成任务载体制作
部分同学在课堂上没有完成所作的项目载体，可以另外找时间到实训室完成。实训室上班时间是全部开放的，各个实训室都有实训指导教师进行辅导。
2.完成补充实验
项目化教学占用学时较多，有些基本的实验内容鼓励同学以小组为单位自己去实训室作实验。自己结合教材编写实验指导书，包括实验目的、实验方法、实验原理图的设计，实验所需的仪器设备及原材料等。由任课老师审阅签字后，送交实训室教师，学生利用业余时间去实训室完成实验任务。
3.实验的重要性
篇10
教学做合一教学模式，是陶行知先生所创建的“生活教育”理论体系中最富有建设性、最具有可操作性的分支理论。教学做一体化教学模式，是通过设计和组织，将理论教学与实践教学有机融合于一体的一种教学模式。一体化教学模式应该充分体现“以学生为中心，以教师为主导，以培养学生的技能为目标”的教学理念，师生双方共同参入教学的全过程，在教中学、学中做，做中学，融教、学、做于一体。笔者通过在教学一线的实践探索经历，来介绍航空电子技术与应用课程在教学做合一教学模式下项目———串联稳压电源的制作的具体实施过程。
二、串联稳压电源项目的教学过程及内容
通常对于原理图的学习对高职院校的学生是一个难点，传统教学按照半导体二极管、三极管等等的介绍完了之后，学生仍然不能识读原理图。教学做合一的方法运用到原理图的识别这个知识点时，笔者采用倒推法教学，先给出原理图，让学生先查找、归纳元器件，进而带着问题学习图中元器件性能，识读单元电路，最终完成原理图的学习任务。下面介绍项目具体如何通过5个任务模块进行实施。
1、任务一元器件符号的认知
学生先查找元器件符号、归纳元器件的种类，并且列表，教师分类讲解这些元器件，使学生带着问题学习元器件性能及作用。比较传统教学，学生学习兴趣大大增强了。
2、任务二单元电路的认知
学生学习完元器件的认知后，老师把图一勾出原理图中的单元电路:桥式全波整流电路、电容滤波电路、调整电路、基准电路、取样电路。让后引导学生逐一学习，画出每部分单元电路处理后的信号波形，讲解清楚电路的原理图结构。
3、任务三元器件的识别与检测
参照原理图一，以小组为单位发放电路板中所需要的元器件，进行元器件的识别与清点学习任务。通过元器件的识别完成元器件符号与实际元器件的对照，然后结合元器件的性能与作用，进行元器件检测的教学任务。
4、任务四电路板的安装与焊接
指导学生按照工艺要求进行电路板的安装:小功率元件贴底板安装，色环电阻顺序一致，先装配矮的元件再装配高的元件，元件安装前必须先矫形，有极性的元器件安装前必须要注意正负极等等。这些工艺要求在任务实施的过程中以投影的方式打出来，提醒学生边做边学。电路板的焊接需要学生由老师指导焊接要领练习4学时再进行项目电路板的焊接。
5、任务五电路板的调试与参数测试
电路板安装完成之后，引导学生对电路板的好坏进行调试，并对电路中关键参数进行测量。直流稳压电源的调试需要外接变压器输出12伏交流电对电路进行供电，整流滤波后输出15伏的直流电，经过取样电路中RP1中心抽头的调节可以实现输出8－14伏可调的直流电压。根据这些基本参数，引导学生找到电路板上对应点进行测试。
三、串联稳压电源项目的实施结果及评价
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