電子電路實(shí)踐教學(xué)方法探討

1、電子電路實(shí)踐教學(xué)方法探討 摘要：CDIO是一種有效提高學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)模式，將其運(yùn)用在電子電路實(shí)踐教學(xué)中再適合不過(guò)。論文從CDIO模式的概念意義著手，以熒光燈電子鎮(zhèn)流器為研究對(duì)象，具體闡述了在CDIO指導(dǎo)下開(kāi)展的實(shí)踐教學(xué)具體過(guò)程中，大大提高了教學(xué)效果，具有一定的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：CDIO；電子電路；實(shí)踐教學(xué) 在新課改背景下，對(duì)于實(shí)踐教學(xué)的重視程度日漸提高，尤其是對(duì)于動(dòng)手實(shí)踐操作能力要求較高的工程產(chǎn)品，如電子產(chǎn)品，更是要加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，才能培養(yǎng)更多的應(yīng)用型創(chuàng)新人才?；诖?，引入CDIO模式進(jìn)行電子電路實(shí)踐教學(xué)成為必然趨勢(shì)。 一關(guān)于CDIO的思考 所謂的CDIO是流行于工程教育界的一種新型教

2、學(xué)模式，旨在培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)實(shí)踐動(dòng)手能力，將整個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目融入教學(xué)過(guò)程中，加強(qiáng)工程實(shí)踐課程之間的有機(jī)聯(lián)系，進(jìn)一步提高教學(xué)效果。CDIO主要包含了4個(gè)方面的內(nèi)容，即conceive（構(gòu)思）、design（設(shè)計(jì)）、implement（實(shí)現(xiàn)）、operate（運(yùn)作），這也明確體現(xiàn)了CDIO教學(xué)模式的重點(diǎn)就是實(shí)踐，通過(guò)不斷的動(dòng)手實(shí)踐操作加深對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解鞏固，以理論聯(lián)系實(shí)際的觀(guān)念來(lái)培養(yǎng)更多創(chuàng)新型實(shí)踐能力強(qiáng)的高素質(zhì)工程技術(shù)人員1。電子電路是工科專(zhuān)業(yè)中的一門(mén)必須課程，其本身的動(dòng)手實(shí)踐性較強(qiáng)，從對(duì)電子產(chǎn)品原理、結(jié)構(gòu)的了解，元器件的選擇，以及原理圖的繪制、分析、改進(jìn)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都離不開(kāi)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作

3、。 二基于CDIO的電子電路實(shí)例分析 在這里主要選擇熒光燈電子鎮(zhèn)流器作為實(shí)例研究對(duì)象，基于CDIO模式展開(kāi)實(shí)踐教學(xué)，讓電子電路理論知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)達(dá)到高度的結(jié)合統(tǒng)一，利用對(duì)熒光燈電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品的實(shí)際解剖來(lái)達(dá)到一定的實(shí)踐教學(xué)效果。具體實(shí)踐操作流程如下圖1所示。1.了解電子產(chǎn)品原理并選購(gòu)適合的產(chǎn)品教師制定研究電子產(chǎn)品后，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)各種途徑查閱相關(guān)資料，自行了解該電子產(chǎn)品的電路原理和基本構(gòu)造等相關(guān)情況。通過(guò)了解發(fā)現(xiàn)熒光燈電子鎮(zhèn)流器采用的主要技術(shù)為高頻開(kāi)關(guān)變換，它能有效的進(jìn)行電流值的切換，其工作原理如下圖2所示2。在對(duì)熒光燈電子鎮(zhèn)流器的電路原理結(jié)構(gòu)有一定了解后，就需要學(xué)生選購(gòu)電子產(chǎn)品進(jìn)行解剖，必須對(duì)市

4、場(chǎng)上的產(chǎn)品進(jìn)行一定的調(diào)研、分析、對(duì)比，并結(jié)合自身的實(shí)際情況選擇最適合用于實(shí)踐的電子產(chǎn)品。而關(guān)于電子產(chǎn)品的型號(hào)、規(guī)格、復(fù)雜程度都由學(xué)生自己決定，本文所用到的實(shí)例研究的熒光燈電子鎮(zhèn)流器額定功率是30W。2.結(jié)合實(shí)物繪制電路圖并分析電路原理在CDIO模式的引導(dǎo)下，選擇了電子實(shí)物，就需要對(duì)其進(jìn)行一定的分析研究。首先，就要求學(xué)生結(jié)合熒光燈電子鎮(zhèn)流器實(shí)物，繪制其具體的電路圖，這是最基礎(chǔ)也是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)后續(xù)的研究分析具有重要影響。因此，要求學(xué)生必須細(xì)心、耐心，務(wù)必確保電子電路圖的精準(zhǔn)。本次用于研究的30W功率的熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路圖如下圖3所示：繪制出具體的電子電路圖后，就需要結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)對(duì)其進(jìn)

5、行詳細(xì)分析，全面深入了解掌握電子電路的原理。從上圖3中可以發(fā)現(xiàn)，主要涵蓋了eMI濾波器、橋式整流器、PFC電路、DC-AC半橋逆變器和熒光燈輸出電路幾大部分3。其中，eMI濾波器主要是減弱電網(wǎng)電磁干擾，并防止電子整流器的電磁干擾侵入電網(wǎng)，圖中L1、C1、F0共同構(gòu)成了eMI濾波器。橋式整流器旨在將電源轉(zhuǎn)換為直流電壓，PFC電路包括了D5、D6、D7、C2、C3五部分，有效的延長(zhǎng)了整流二極管的導(dǎo)通時(shí)間，將電流為零的死區(qū)時(shí)間控制在半周期的1/3范圍內(nèi)。而DC-AC半橋逆變器構(gòu)成中有自振蕩啟動(dòng)電路、功率晶體管、可飽和脈沖變壓器、電感器及串聯(lián)諧振電路。加電后，直流總線(xiàn)的電壓通過(guò)電阻對(duì)電容充電，到達(dá)一定

6、程度后就會(huì)沖破二極管，將電流注入Q1功率晶體管導(dǎo)通，這時(shí)形成的電流主要流向是：上燈絲下燈絲地，正在充電的是C9。當(dāng)Q1導(dǎo)通后，啟動(dòng)電路無(wú)法對(duì)其產(chǎn)生作用，主要通過(guò)T1繞組間耦合形成的反饋來(lái)維持，在電流升高后，變壓器將會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)，Q1基極電位降低，而Q2則升高，在系列連鎖反映后Q2也將處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，Q1截止，在C9開(kāi)始放電后就會(huì)改變?cè)瓉?lái)的電流路徑。而在T1磁芯飽和后，Q2就會(huì)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，而Q1重新進(jìn)入飽和，如此的循環(huán)往復(fù)產(chǎn)生的脈沖電流交替變化導(dǎo)致串聯(lián)電路出現(xiàn)諧振，將其電壓脈沖加在燈管兩端就能點(diǎn)亮熒光燈。而在這個(gè)過(guò)程中，還設(shè)置了電流為0的死區(qū)時(shí)間，不僅避免了晶體間的損壞，也大大提高了續(xù)流效

7、果。3.重新設(shè)計(jì)并測(cè)試電路，達(dá)到改良目的在對(duì)熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路原理進(jìn)行一定的了解分析后，就需要針對(duì)其存在的不足提出整改意見(jiàn)，并重新設(shè)計(jì)新的電路圖，最終進(jìn)行測(cè)試，以達(dá)到整改目的，這是在CDIO模式下電子電路實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)對(duì)電路原理的分析發(fā)現(xiàn)，可以改進(jìn)的在于eMI的電磁傳導(dǎo)干擾，打破原來(lái)的共模干擾與差模干擾單一的傳導(dǎo)干擾方式，形成一種新的復(fù)合型濾波器，具體如圖4所示4。這里有兩個(gè)電容器，即X（C1、C2）和Y（C3、C4），其中X主要用于減弱差模信號(hào)干擾，而Y則是用來(lái)抑制共模干擾信號(hào)的。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)電容器的共同配合下，降低了電磁干擾效果，對(duì)電子產(chǎn)品電路的正常運(yùn)行起到了一定的保護(hù)作用。 三結(jié)語(yǔ) 綜上所述，將CDIO用于電子電路實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，能達(dá)到良好的教學(xué)效果，利于提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐操作能力，應(yīng)當(dāng)予以重視5。 參考文獻(xiàn) 1鄧文婷，謝斌盛.基于CDIO的電子電路實(shí)踐教學(xué)方法初探J.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016,14（2）：92-94，102. 2毛興武，祝大衛(wèi).新型電子鎮(zhèn)流器電路原理與設(shè)計(jì)M.北京：人民郵電出版社，2008：41-66. 3鄧文婷，朱靜.電子電路實(shí)踐教學(xué)探索J.東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2014,21（3）：109-113. 4董海濱.熒光燈電子鎮(zhèn)流器的eMI濾波器設(shè)計(jì)J.照明工程學(xué)報(bào)，2012,32（5）：112-116.