电子电路实践教学探索
邓文婷 朱 静
【摘 要】摘要:基于多年的电类实验教学经验和培养应用型创新人才的理念,本文在教学方法上作了一些新的尝试,提出了一种将电工电子学理论与实验教学结合的新方法——“解剖”电子产品的实践教学方法,并通过一个电子镇流器的实例来说明了整个教学方法的实施过程。该方案已应用到实际教学中,取得了良好的教学效果。
【期刊名称】东莞理工学院学报 【年(卷),期】2014(000)003 【总页数】5
【关键词】创新;实践教学;镇流器;电子产品
电子电路课程是一门工程性和灵活性都很强的课程,随着自动化、计算机及电子信息技术的飞速发展,该课程不仅显得更加重要,同时它的教学内容也变得越来越丰富。其中,实践教学是巩固理论知识和加深对理论理解的有效途径,一个电路的开发设计,电路参数的设定,元器件选型,以及合理性、安全性等各方面都需要通过实践才能真正领会和掌握。
为了将理论课程中抽象的电子电路知识与实践相结合,实验室一般采用传统的实验方法,即采用成套的实验仪器和设备来对实验电路进行验证和测试,这种实验方法在帮助学生理解和掌握基本理论知识以及学生动手能力方面发挥了一定作用。但是这种实验手段的局限性在于,学生往往无法接触到真正的电子产品,大部分学生甚至不能把课程中所学的知识与实际的电子产品对接。
1 实践教学方案
根据我校的CDIO工程教育理念,即将理论课程中抽象的电子电路知识与实践相结合,并将工程实践项目贯穿实训的整个过程,打通教学的各个环节,本文提出了一种通过实际“解剖”电子产品的方法来实现电子课程的实践教学。实践过程如图1所示。
2 案例分析——荧光灯电子镇流器的电路剖析与改进
2.1 了解研究对象及基本组成电路
指导老师指定某一类电子产品作为当次的研究对象,由学生自行查阅图书资料,了解其电路原理及基本构造。
本次,我们的研究对象是荧光灯电子镇流器。荧光灯是一种气体放电灯,在灯管内的气体放电前,荧光灯呈现高阻特性,通常近似为开路,在起动时需要一定的时间对灯丝进行预热,然后用一个高电压触发,使得灯管内的气体放电并点燃灯。当灯点燃后灯管将稳定在一定的工作频率,这时灯电阻可用一个纯电阻来代替[1]。
荧光灯电子镇流器的主要功能是利用高频开关变换技术,将灯的电流限制到需要的值。荧光灯电子镇流器工作原理[2]:将220V 50Hz市电经EMI滤波后,再由AC-DC变换器将市电电源转换为平滑的直流电压,接着进行功率因数校正,再经DC-AC逆变器将直流电压转换为高频交流电,来为荧光灯供电。其特点是灯管点燃前高频高压,灯管点燃后高频低压(灯管工作电压)。目前,最广泛使用的是具有电压馈电半桥式逆变器类型的电子镇流器。 2.2 选型及购置产品
要求学生进行市场调查,通过调查和对比后,按照当次的实践要求来购买一款具体的电子产品,型号、规格由学生自己来定,难易程度由自己掌控,如果准
备工作较充足,且具有较好的基础,可以选择较为复杂的产品,如果能力一般,可选择较简易的产品。
本次,购入的是一款市面上常见的荧光灯电子整流器,如图,这是一款额定功率为30W的电子镇流器。
打开外盖之后,可以看到其内部电路。 2.3 绘制具体电路图
要求学生根据实物来绘制具体电路图。这一步往往考验学生的细心和耐心,往往一点点小疏忽就可能造成电路的“全盘”皆错,对下一步的分析造成极大阻碍。
下图是本次购买产品的内部电路原理图。 2.4 分析电路原理
要求学生根据之前查阅的相关资料,剖析产品电路的各部分功能电路原理,并形成文字说明。 a、EMI滤波器
L1、C1、F0构成了EMI滤波器,作用是对来自电网的电磁干扰进行充分衰减,同时阻挡电子镇流器产生的电磁干扰侵入电网。 b、桥式整流器
D1的四个整流二极管构成了桥式整流器,将50HZ的市电电源转换为平滑的直流电压。
c、无源功率因数校正(PFC)电路
由三个二极管D5、D6、D7和两个电容C2、C3组成部分滤波无源PFC电路。该电路利用电容的“不完全即部分平滑”来延长整流二极管的导通时间,使二
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