电子电路实践教学方法探讨

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摘要：CDIO是一种有效提高学生实践能力的教学模式，将其运用在电子电路实践教学中再适合不过。论文从CDIO模式的概念意义着手，以荧光灯电子镇流器为研究对象，具体阐述了在CDIO指导下开展的实践教学具体过程中，大大提高了教学效果，具有一定的实践应用价值。

关键词：CDIO；电子电路；实践教学

在新课改背景下，对于实践教学的重视程度日渐提高，尤其是对于动手实践操作能力要求较高的工程产品，如电子产品，更是要加强实践教学，才能培养更多的应用型创新人才。基于此，引入CDIO模式进行电子电路实践教学成为必然趋势。

一关于CDIO的思考

所谓的CDIO是流行于工程教育界的一种新型教学模式，旨在培养学生的主动实践动手能力，将整个工程实践项目融入教学过程中，加强工程实践课程之间的有机联系，进一步提高教学效果。CDIO主要包含了4个方面的内容，即conceive（构思）、design（设计）、implement（实现）、operate（运作），这也明确体现了CDIO教学模式的重点就是实践，通过不断的动手实践操作加深对相关理论知识的理解巩固，以理论联系实际的观念来培养更多创新型实践能力强的高素质工程技术人员[1]。电子电路是工科专业中的一门必须课程，其本身的动手实践性较强，从对电子产品原理、结构的了解，元器件的选择，以及原理图的绘制、分析、改进等各个环节，都离不开学生的动手实践操作。

二基于CDIO的电子电路实例分析

在这里主要选择荧光灯电子镇流器作为实例研究对象，基于CDIO模式展开实践教学，让电子电路理论知识与实践教学达到高度的结合统一，利用对荧光灯电子镇流器产品的实际解剖来达到一定的实践教学效果。具体实践操作流程如下图1所示。1.了解电子产品原理并选购适合的产品教师制定研究电子产品后，引导学生通过各种途径查阅相关资料，自行了解该电子产品的电路原理和基本构造等相关情况。通过了解发现荧光灯电子镇流器采用的主要技术为高频开关变换，它能有效的进行电流值的切换，其工作原理如下图2所示[2]。在对荧光灯电子镇流器的电路原理结构有一定了解后，就需要学生选购电子产品进行解剖，必须对市场上的产品进行一定的调研、分析、对比，并结合自身的实际情况选择最适合用于实践的电子产品。而关于电子产品的型号、规格、复杂程度都由学生自己决定，本文所用到的实例研究的荧光灯电子镇流器额定功率是30W。2.结合实物绘制电路图并分析电路原理在CDIO模式的引导下，选择了电子实物，就需要对其进行一定的分析研究。首先，就要求学生结合荧光灯电子镇流器实物，绘制其具体的电路图，这是最基础也是最关键的一个环节，对后续的研究分析具有重要影响。因此，要求学生必须细心、耐心，务必确保电子电路图的精准。本次用于研究的30W功率的荧光灯电子镇流器电路图如下图3所示：绘制出具体的电子电路图后，就需要结合相关理论知识对其进行详细分析，全面深入了解掌握电子电路的原理。从上图3中可以发现，主要涵盖了eMI滤波器、桥式整流器、PFC电路、DC-AC半桥逆变器和荧光灯输出电路几大部分[3]。其中，eMI滤波器主要是减弱电网电磁干扰，并防止电子整流器的电磁干扰侵入电网，图中L1、C1、F0共同构成了eMI滤波器。桥式整流器旨在将电源转换为直流电压，PFC电路包括了D5、D6、D7、C2、C3五部分，有效的延长了整流二极管的导通时间，将电流为零的死区时间控制在半周期的1/3范围内。而DC-AC半桥逆变器构成中有自振荡启动电路、功率晶体管、可饱和脉冲变压器、电感器及串联谐振电路。加电后，直流总线的电压通过电阻对电容充电，到达一定程度后就会冲破二极管，将电流注入Q1功率晶体管导通，这时形成的电流主要流向是：C4－上灯丝－C9－下灯丝－L2－T1b－Q1－R5－地，正在充电的是C9。当Q1导通后，启动电路无法对其产生作用，主要通过T1绕组间耦合形成的反馈来维持，在电流升高后，变压器将会达到饱和状态，Q1基极电位降低，而Q2则升高，在系列连锁反映后Q2也将处于饱和导通状态，Q1截止，在C9开始放电后就会改变原来的电流路径。而在T1磁芯饱和后，Q2就会进入截止状态，而Q1重新进入饱和，如此的循环往复产生的脉冲电流交替变化导致串联电路出现谐振，将其电压脉冲加在灯管两端就能点亮荧光灯。而在这个过程中，还设置了电流为0的死区时间，不仅避免了晶体间的损坏，也大大提高了续流效果。3.重新设计并测试电路，达到改良目的在对荧光灯电子镇流器电路原理进行一定的了解分析后，就需要针对其存在的不足提出整改意见，并重新设计新的电路图，最终进行测试，以达到整改目的，这是在CDIO模式下电子电路实践教学的重要环节。通过对电路原理的分析发现，可以改进的在于eMI的电磁传导干扰，打破原来的共模干扰与差模干扰单一的传导干扰方式，形成一种新的复合型滤波器，具体如图4所示[4]。这里有两个电容器，即X（C1、C2）和Y（C3、C4），其中X主要用于减弱差模信号干扰，而Y则是用来抑制共模干扰信号的。通过测试发现在两个电容器的共同配合下，降低了电磁干扰效果，对电子产品电路的正常运行起到了一定的保护作用。

三结语

综上所述，将CDIO用于电子电路实践教学过程中，能达到良好的教学效果，利于提高学生的动手实践操作能力，应当予以重视[5]。

作者:文辉 蒋艳英 单位:桂林电子科技大学

参考文献

[1]邓文婷，谢斌盛.基于CDIO的电子电路实践教学方法初探[J].实验科学与技术，2016,14（2）：92-94，102.

[2]毛兴武，祝大卫.新型电子镇流器电路原理与设计[M].北京：人民邮电出版社，2008：41-66.

[3]邓文婷，朱静.电子电路实践教学探索[J].东莞理工学院学报，2014,21（3）：109-113.

[4]董海滨.荧光灯电子镇流器的eMI滤波器设计[J].照明工程学报，2012,32（5）：112-116.

[5]张诚，林志贵等.基于CDIO模式的《电子系统设计》课程改革[J].教育教学论坛，2013（1）：36-37.