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1、河南理工大学电子设计竞赛河南理工大学电子设计竞赛辅导辅导在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n一、电子设计的流程一、电子设计的流程n二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作n三、开关电源三、开关电源n四、不间断直流工作电源设计四、不间断直流工作电源设计n五、智能家用电热水器控制系统五、智能家用电热水器控制系统在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确一、电子设计的流程一、电子设计的流程n1、审题、审题n明确题目的含义，确定总体方案；明确题目的含义，确定总体方
2、案；n总体方案既要考虑到题目的基本部分，总体方案既要考虑到题目的基本部分，又要考虑发挥部分的需要；又要考虑发挥部分的需要；n总体方案的最佳表达方式是系统功能总体方案的最佳表达方式是系统功能方框图！方框图！n提出的方案越多愈好提出的方案越多愈好在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1、审题、审题提出数个方案分析各方案的可行性和优缺点比较选择在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、总体方案中软、硬件的功能划分、总体方案中软、硬件的功能划分n如果系统中采用单片
3、机等控制器件，就如果系统中采用单片机等控制器件，就存在一个功能的实现可以采用软件编程存在一个功能的实现可以采用软件编程也可以采用硬件电路直接实现的情况。也可以采用硬件电路直接实现的情况。n通常，软件实现成本低廉，速度低、实通常，软件实现成本低廉，速度低、实时性差。时性差。n硬件实现速度快、实时性好，但系统复硬件实现速度快、实时性好，但系统复杂，成本高。杂，成本高。n在软件可能的情况下，尽可能采用软件在软件可能的情况下，尽可能采用软件实现。实现。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3、总体方案的实现、总体方案的实现n总体方案
4、是用总体方案是用总体电路图总体电路图来实现的！来实现的！n当总体方案确定后，便可画出较详细的当总体方案确定后，便可画出较详细的框图，设计各单元电路。并根据方案的框图，设计各单元电路。并根据方案的要求，明确对各单元功能和技术指标的要求，明确对各单元功能和技术指标的要求。要求。n此时要特别注意各单元电路的相互配合，此时要特别注意各单元电路的相互配合，少用接口电路。少用接口电路。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确4、方案的实现、方案的实现n在各单元电路功能及技术指标明确后，在各单元电路功能及技术指标明确后，就可分别对各单元电路
5、进行设计，选择就可分别对各单元电路进行设计，选择元器件及计算参数。元器件及计算参数。n此时，各种电路图集、手册及参考书上此时，各种电路图集、手册及参考书上的各种电路可供我们借鉴。但是，在大的各种电路可供我们借鉴。但是，在大多是情况下，这些现成的电路不能恰好多是情况下，这些现成的电路不能恰好满足我们的要求，我们这时的任务就是满足我们的要求，我们这时的任务就是对这些现成的电路进行选择、修正或补对这些现成的电路进行选择、修正或补充，以满足我们的具体要求充，以满足我们的具体要求。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确5、单元电路设计
6、、单元电路设计提出备选电路选择适合方案选择元器件计算参数确定电路在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确6、软件设计、软件设计n1）程序设计思想）程序设计思想n模块化程序设计模块化程序设计n2）模块化编程的优点）模块化编程的优点n易于理解、调试，提高效率易于理解、调试，提高效率n如：显示、如：显示、A/D、键盘等实际使用中只需修改，而不需重、键盘等实际使用中只需修改，而不需重新编写新编写n要解决问题与特定模块分离，易排错要解决问题与特定模块分离，易排错在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度
7、，由浅入深，所提出的问题也很明确7、系统调试、系统调试n模块化设计，边安装边调试。模块化设计，边安装边调试。n调试时应注意做好调试时应注意做好调试记录调试记录，便于，便于分析和运行时参考分析和运行时参考在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1）调试步骤：）调试步骤：n（1）通电前检查）通电前检查n电路安装完毕，首先直观检查电路电路安装完毕，首先直观检查电路各部分接线是否正确，检查电源、各部分接线是否正确，检查电源、地线、信号线、元器件引脚之间地线、信号线、元器件引脚之间有有无短路无短路，器件有无接错。，器件有无接错。n先查电
8、源，后查芯片安装的方向！先查电源，后查芯片安装的方向！在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n（2）通电检查）通电检查n接入电路所要求的电源电压，观接入电路所要求的电源电压，观察电路中各部分器件有无异常现象。察电路中各部分器件有无异常现象。如果出现异常现象，则应立即关断如果出现异常现象，则应立即关断电源电源，待排除故障后方可重新通电。，待排除故障后方可重新通电。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确（3）单元电路调试）单元电路调试n在调试单元电路时应在调试
9、单元电路时应明确本部分的调试明确本部分的调试要求，按调试要求测试性能指标和观察要求，按调试要求测试性能指标和观察波形波形。调试顺序按信号的流向进行，这。调试顺序按信号的流向进行，这样可以把前面调试过的输出信号作为后样可以把前面调试过的输出信号作为后一级的输入信号，为最后的整机联调创一级的输入信号，为最后的整机联调创造条件。电路调试包括静态和动态调试，造条件。电路调试包括静态和动态调试，通过调试掌握必要的数据、波形、现象，通过调试掌握必要的数据、波形、现象，然后对电路进行分析、判断、排除故障，然后对电路进行分析、判断、排除故障，完成调试要求。完成调试要求。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问
10、题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确（4）整机联调）整机联调n各单元电路调试完成后就为整机调各单元电路调试完成后就为整机调试打下了基础。整机联调时应观察试打下了基础。整机联调时应观察各单元电路连接后各级之间的信号各单元电路连接后各级之间的信号关系，主要观察动态结果，检查电关系，主要观察动态结果，检查电路的性能和参数，分析测量的数据路的性能和参数，分析测量的数据和波形是否符合设计要求，对发现和波形是否符合设计要求，对发现的故障和问题及时采取处理措施。的故障和问题及时采取处理措施。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深
11、，所提出的问题也很明确3）电路故障的排除）电路故障的排除n（1）信号寻迹法）信号寻迹法n寻找故障时，一般可按信号的流程逐级进寻找故障时，一般可按信号的流程逐级进行。从电路的输入端加入适当信号，用示波器行。从电路的输入端加入适当信号，用示波器或电压表等仪器逐级检查信号在电路内各部分或电压表等仪器逐级检查信号在电路内各部分传输的情况，根据电路的工作原理分析电路的传输的情况，根据电路的工作原理分析电路的功能是否正常，如果有问题，应及时处理。功能是否正常，如果有问题，应及时处理。n调试电路调试电路时也可以从输出级向输入级倒推进行，时也可以从输出级向输入级倒推进行，信号从最后一级电路的输入端加入，观察输
12、出信号从最后一级电路的输入端加入，观察输出端是否正常，然后逐级将适当信号加入前面一端是否正常，然后逐级将适当信号加入前面一级电路输入端，继续进行检查。级电路输入端，继续进行检查。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n（2）对分法）对分法n把有故障的电路分为两部分，先检查把有故障的电路分为两部分，先检查这两部分中究竟是哪部分有故障，然后这两部分中究竟是哪部分有故障，然后再对有故障的部分对分检测，一直到找再对有故障的部分对分检测，一直到找出故障为止。采用出故障为止。采用“对分法对分法”可减少调试可减少调试工作量。工作量。在整堂
13、课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n（3）替代法）替代法n把已调试好的单元电路代替有故障或有把已调试好的单元电路代替有故障或有疑问的相同的单元电路（注意共地），疑问的相同的单元电路（注意共地），这样可以很快判断故障部位。有时元器这样可以很快判断故障部位。有时元器件的故障不很明显，如电容器漏电、电件的故障不很明显，如电容器漏电、电阻器变质、晶体管和集成电路性能下降阻器变质、晶体管和集成电路性能下降等，这时用相同规格的优质元器件逐一等，这时用相同规格的优质元器件逐一替代实验，就可以具体地判断故障点，替代实验，就可以具体地判断故障点
14、，加快查找故障点的速度，提高调试效率。加快查找故障点的速度，提高调试效率。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n（4）静态测试法）静态测试法n静态测试是用万用表测试电阻值、电容静态测试是用万用表测试电阻值、电容器是否漏电、电路是否断或短路，晶体器是否漏电、电路是否断或短路，晶体管和集成电路的各引脚电压是否正常等。管和集成电路的各引脚电压是否正常等。这种测试是在电路不加信号时进行的，这种测试是在电路不加信号时进行的，所以叫静态测试。通过这种测试可发现所以叫静态测试。通过这种测试可发现元器件的故障元器件的故障在整堂课的教学中，
15、刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确n（5）动态测试法）动态测试法n当静态测试还不能发现故障时，当静态测试还不能发现故障时，可采用动态测试法。测试时在电路可采用动态测试法。测试时在电路输入端加上适当的信号再测试元器输入端加上适当的信号再测试元器件的工作情况，观察电路的工作状件的工作情况，观察电路的工作状况，分析、判别故障原因。况，分析、判别故障原因。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确（6）性能指标测试）性能指标测试n以设计任务与要求为依据，应用电以设计任务与要求为依据
16、，应用电子仪器进行各项指标测试，观察是子仪器进行各项指标测试，观察是否达到要求。否达到要求。n记录测试条件，测试方法，详细测记录测试条件，测试方法，详细测试数据及波形。试数据及波形。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确1、设计总结报告的评分标准设计总结报告的评分标准n设计总结报告的评分是一个独立环节，评分设计总结报告的评分是一个独立环节，评分过程是在专家测试后进行。专家参照全国
17、大过程是在专家测试后进行。专家参照全国大学生电子设计竞赛组委会提供的评分标准进学生电子设计竞赛组委会提供的评分标准进行评分。行评分。n设计总结报告的评分项目由设计总结报告的评分项目由方案设计与方案设计与论证论证、理论设计计算理论设计计算、电路图及设计文件电路图及设计文件、测试方法与数据、结果分析测试方法与数据、结果分析、设计总结报告设计总结报告的工整性的工整性等等6个方面个方面组成。组成。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n（1）摘要
18、）摘要n摘要是对设计总结报告的总结。摘要一摘要是对设计总结报告的总结。摘要一般在般在300字左右。摘要的内容应包括字左右。摘要的内容应包括目的、目的、方法、结果和结论方法、结果和结论。即应包含设计的评分内。即应包含设计的评分内容、设计的主要方法和设计的主要创新点。容、设计的主要方法和设计的主要创新点。n关键词：一般选关键词：一般选36个个二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n（2）目录）目录n目录包括设计总结报告的章节标题、附目录包括设
19、计总结报告的章节标题、附录的内容，以及章节标题、附录的内容所对录的内容，以及章节标题、附录的内容所对应的页码。应的页码。n章节标题的安排建议按如下格式进行：章节标题的安排建议按如下格式进行：二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n目录格式目录格式1.(第第1级级)1.1(第第2级级)1.1.1(第第3级级)(1)(第第4级级)(第第5级级)二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设
20、置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n（3）正文正文n正文是设计总结报告的正文是设计总结报告的核心核心。设计总结。设计总结报告正文的主要内容包含有：报告正文的主要内容包含有：系统设计、单元电路设计、软件设计、系统设计、单元电路设计、软件设计、系统测试、结论。系统测试、结论。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确（一）设计总结报告写作基本要求（一）设计总结报告写作基本要求n系统设计系统设计n主要介绍系统设计思路与总体方案的可主要
21、介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能模块的划分与组成，介绍行性论证，各功能模块的划分与组成，介绍系统的工作原理或工作过程。系统的工作原理或工作过程。n注意：注意：在总体方案的可行性论证中，应提出在总体方案的可行性论证中，应提出23种种总体设计方案进行分析与比较，总体总体设计方案进行分析与比较，总体设计方案的选择既要考虑它的先进性，又要设计方案的选择既要考虑它的先进性，又要考虑它实现的可能性。考虑它实现的可能性。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报
22、告基本内容及格式要求n单元电路设计单元电路设计n单元电路设计不需要进行多个方案的比单元电路设计不需要进行多个方案的比较与选择，只需要对已确定的各单元电路的较与选择，只需要对已确定的各单元电路的工作原理进行介绍，对各单元电路进行分析工作原理进行介绍，对各单元电路进行分析和设计，并对电路中的有关参数进行计算及和设计，并对电路中的有关参数进行计算及元器件的选择等。元器件的选择等。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n单元电路设计单元电路设计n
23、应注意：应注意：理论的分析计算是必不可少的。理论的分析计算是必不可少的。在理论计算时，要注意公式的完整性，参数在理论计算时，要注意公式的完整性，参数和单位的匹配，计算的正确性；注意计算值和单位的匹配，计算的正确性；注意计算值与实际选择的元器件参数值的差别。电路图与实际选择的元器件参数值的差别。电路图应注意元器件符号、参数标注、图纸页面的应注意元器件符号、参数标注、图纸页面的规范化。如果采用仿真工具进行分析，可以规范化。如果采用仿真工具进行分析，可以将仿真分析结果表示出来。将仿真分析结果表示出来。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设
24、置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n软件设计软件设计n应注意介绍软件设计的平台、开发工具应注意介绍软件设计的平台、开发工具和实现方法。应详细介绍程序的流程图，实和实现方法。应详细介绍程序的流程图，实现的功能以及程序清单等。如果程序很长，现的功能以及程序清单等。如果程序很长，可在附录中列出（程序需给出注释）。可在附录中列出（程序需给出注释）。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求
25、n系统测试系统测试n应详细介绍系统的性能指标或功能的测应详细介绍系统的性能指标或功能的测试方法、步骤，所用仪器设备名称、型号，试方法、步骤，所用仪器设备名称、型号，测试记录的数据和绘制图表曲线。测试记录的数据和绘制图表曲线。n应注意：应注意：要根据竞赛题目的技术要求和所制要根据竞赛题目的技术要求和所制作的作品，正确地选择测试仪器仪表和测试作的作品，正确地选择测试仪器仪表和测试方法。方法。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n结论结论n对
26、作品的测试结果和数据进行分析和计对作品的测试结果和数据进行分析和计算，也可以利用算，也可以利用MATLAB等软件工具制作一等软件工具制作一些图表，必须对整个作品进行一个完整的、些图表，必须对整个作品进行一个完整的、结论性的评价，也就是说要有一个结论性的结论性的评价，也就是说要有一个结论性的意见。意见。二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n（5）参考文献）参考文献n参考文献部分应列出在设计过程中参考参考文献部分应列出在设计过程中参考的主要
27、书籍、刊物、杂志等。的主要书籍、刊物、杂志等。n参考文献的格式如下参考文献的格式如下：二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n参考文献的格式如下参考文献的格式如下：n专著、论文集、学位论文、报告专著、论文集、学位论文、报告n序号序号主要责任者主要责任者.文献题名文献题名专著专著(M.);论文论文集集(C.);学位论文学位论文(D.);报告报告(R.)(.)出版地出版地(:)出版者出版者(,)出版年出版年(.)起止页码起止页码n期刊文章期刊
28、文章n序号序号主要责任者主要责任者.文献题名文献题名(J.)刊名刊名(,)年年(,)卷卷(期期)(:)起止页码起止页码二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n参考文献格式举例参考文献格式举例:n1余永权余永权.ATMEL89系列单片机应用技术系列单片机应用技术M.北京北京:北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社,2002n2周航慈周航慈.单片机应用程序设计技术单片机应用程序设计技术M.北北京京:北京航空航天大学出版社北京航空航天大学
29、出版社,1991n3程明程明,陈莹陈莹.一种基于一种基于DDS芯片芯片AD9835的信的信号源号源J.自动化与仪器仪表自动化与仪器仪表,2005,26:25-28二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n（6）附录）附录n附录包括元器件明细表、仪器设备清单、附录包括元器件明细表、仪器设备清单、电路图图纸、设计的程序清单（注释）、系电路图图纸、设计的程序清单（注释）、系统（作品）使用说明等。统（作品）使用说明等。二、设计总结报告写作二、设计总
30、结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确2、报告基本内容及格式要求报告基本内容及格式要求n（7）字体要求）字体要求n一级标题：小二号黑体，居中占五行，标题一级标题：小二号黑体，居中占五行，标题与题目之间空一个汉字的空。与题目之间空一个汉字的空。n二级标题：三号黑体，居中占三行，标题与二级标题：三号黑体，居中占三行，标题与题目之间空一个汉字的空。题目之间空一个汉字的空。n全国大学生电子设计竞赛训练教程全国大学生电子设计竞赛训练教程黄智伟黄智伟二、设计总结报告写作二、设计总结报告写作在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着
31、问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确参加电子竞赛注意点参加电子竞赛注意点在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确参加电子竞赛注意点参加电子竞赛注意点n1、设计电路板时，硬件原理图务必正确，、设计电路板时，硬件原理图务必正确，否则布线再漂亮也是枉然。否则布线再漂亮也是枉然。n2、调试硬件电路时，注意电源，不要短、调试硬件电路时，注意电源，不要短路、不要接反极性。路、不要接反极性。n3、不同板子之间的连线要规范牢靠，否、不同板子之间的连线要规范牢靠，否则自找麻烦。最好注明接口各脚定义则自找麻烦。最
32、好注明接口各脚定义n4、团结协作，分工明确，相互体谅、团结协作，分工明确，相互体谅在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、开关电源三、开关电源在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确三、三、开关稳压电源开关稳压电源1、线性稳压电源、线性稳压电源缺点：缺点：调整管调整管管耗大管耗大电源电源效率低效率低(40%60%)装散热器装散热器体积大体积大调整管工作在放大区调整管工作在放大区（线性区）（线性区）优点：优点：输出电压稳定度高输出电压稳定度高电压纹波小电压纹
33、波小线路简单，工作可靠线路简单，工作可靠 当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电当由于电源电压或负载电阻的变化使输出电压压U UO O 升高时，有如下稳压过程：升高时，有如下稳压过程：由电路图可知由电路图可知UO Uf UB UO IC UCE 由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路由于引入的是串联电压负反馈，故称串联型稳压电路UOUITR2UZRL+R3+UB+DZ+Uf+R1IB+-UCE线性稳压电源工作原理线性稳压电源工作原理在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确改进思路改进思路：使调整管使调整管截止截止(电流
34、小电流小)IC0饱和饱和(管压降小管压降小)UCES02、开关稳压电源、开关稳压电源调整管处于调整管处于开关开关状态状态（饱和饱和:UCES0，截止截止：IC0。）。）在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确开关稳压电开关稳压电源源的优点：的优点：效率高效率高(80%(80%90%)90%)体积小、重量轻体积小、重量轻稳压范围宽稳压范围宽开关稳压电开关稳压电源源的缺点：的缺点：电路电路复杂复杂对电网要求不高对电网要求不高对电子设备对电子设备干扰较大干扰较大输出电压含输出电压含较大纹波较大纹波晶体管串联式线性稳压电源晶体管串联式
35、线性稳压电源 晶体管串联式开关稳压电源晶体管串联式开关稳压电源在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确3、DC/DC变换的开关电源变换的开关电源 n直流直流-直流变换器直流变换器也称也称直流斩波器直流斩波器（DCChopper），或），或DC-DC变换器。变换器。nDC-DC变换器用于变换器用于调整直流电的电压调整直流电的电压。n对于输入与输出电压不需隔离只用一个工作开关和对于输入与输出电压不需隔离只用一个工作开关和L、D、C组成的变换器电路最基本的为如下三种：组成的变换器电路最基本的为如下三种：n（1）降压变换器（）降压变换
36、器（buckconverter）；）；n（2）升压变换器（）升压变换器（boostconverter）；）；n（3）降、升压变换器（）降、升压变换器（buck-boostconverter）。）。无隔离的无隔离的DCDCDCDC变换电路变换电路 buckconverterbuckconverterboostconverterboostconverterbuck-boostconverterbuck-boostconverter4 4、DC-DCDC-DC降压变换器降压变换器调整管调整管取样取样电路电路脉宽调制电路脉宽调制电路开关调整管控制开关调整管控制滤波滤波频率固定频率固定的三角波的三角波误
37、差放大误差放大续流续流iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uEACIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uTiLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uEACIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD开关型稳压电路原理开关型稳压电路原理脉宽调制电路脉宽调制电路基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uT1）取样环节：）取样环节：R1、R2分压提取分压提取取样电压取样电压uF（反馈电压）（反馈电压）2）基准电压环节：基准电压环节：提供稳压的基准电压提供稳压的基准电压UREF3）放大环节：放大环节：比较放大器比较放大器A，放大差值（
38、放大差值（UREFuF）4）调整环节：调整环节：调整管调整管T由开关信号控制通断，稳定输出电压由开关信号控制通断，稳定输出电压UO。iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uEACIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uT脉宽调制电路脉宽调制电路5）LC滤波器及续流二极管滤波器及续流二极管D：滤波和续流得到滤波和续流得到平稳平稳直流电压。直流电压。6）脉宽调制比较器脉宽调制比较器C：反相端接反相端接uT（三角波发生器的输出），三角波发生器的输出），同相端接同相端接uA（比较放大器输出），输出开关信号比较放大器输出），输出开关信号uB驱动调整
39、管。驱动调整管。三角波发生器与比较器组成的电路称为脉宽调制电路三角波发生器与比较器组成的电路称为脉宽调制电路(PWM)5.DC-DC降压变换器工作原理降压变换器工作原理1 1）分析）分析当当uB为高电平为高电平T饱和、饱和、D截止，截止，uE=UI,经经LC滤波到负载滤波到负载RL同时同时iLL和和C储存能量储存能量当当uB为低电平为低电平T截止、截止、D导通，导通，uEUD0，iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uEACIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uTeLD续流续流LC泄放能量给泄放能量给RL供电，供电，输出较平稳的输出较平
40、稳的直流电压直流电压ioio虽然虽然T处于开关状态，但由于处于开关状态，但由于D的续流和的续流和L、C的滤波作的滤波作用，输出电压用，输出电压UO是比较平稳的。是比较平稳的。2 2）输出平均电压及占空比输出平均电压及占空比调整管通断时调整管通断时uE的波形为矩形波的波形为矩形波touE(uD)tontoff-uDUIT输出平均电压（输出平均电压（忽略滤波电感忽略滤波电感L的直流压降）的直流压降）：占空比：占空比：可见，对于一定的可见，对于一定的UI值，通过调节占空比即可调节输出电压值，通过调节占空比即可调节输出电压UO。uE(uD)、iL、uO的波形的波形touOUO-uDtouE(uD)IO
41、toiLtontoffImaxIminUI3）开关电源的开关电源的稳压原理稳压原理iLUIuBT比较放大器比较放大器比较器比较器uEACIoR1uFLUOuAUREFuFCR2RLD基准电压基准电压三角波三角波发生器发生器uTUIUOuFuA占空比占空比 UOD=50%当当uF=UREF，uA=0，UO为预定标称值为预定标称值1）UO标准值（标准值（USET），），q50%时的情况时的情况运放运放A：uFUREF、其输出其输出UA=0运放运放C：为过零电压比较器，其输出：为过零电压比较器，其输出UB对称，对称，ton=toffUA=0-UDuTUIuB(a)uT,uBtuEottontoff2
42、.UO标准值（标准值（USET），），q50%时的情况时的情况运放运放A：uFUREF、其输出其输出UA0运放运放C：为负电压比较器，当：为负电压比较器，当uTUA时时UB0，UA-UDUI(b)otuT,uBuTuBotuEtontoffton toff，调整管时间，调整管时间ton占空比占空比q 输出电压输出电压UO3）UO标准值（标准值（USET），），q50%时的情况时的情况运放运放A：uFUREF、其输出其输出UA0运放运放C：为正电压比较器，当：为正电压比较器，当uTUA时时UB0，ton toff，调整管时间，调整管时间ton占空比占空比q 输出电压输出电压UOUA-UD(c)o
43、tuT,uBuTuBotuEtontoffUI总之，当总之，当UI或或RL变化使变化使UO变化时，可变化时，可自动调整脉冲自动调整脉冲波形的占空比波形的占空比使输出电压维使输出电压维持恒定。持恒定。最低开关频率最低开关频率fT一般在一般在10100kHz之间。之间。fT越高，所需的越高，所需的L、C越小。这样，系统的越小。这样，系统的尺寸和重量将会减小，成本将随之降低。尺寸和重量将会减小，成本将随之降低。另一方面，开关频率的增加将使开关另一方面，开关频率的增加将使开关调整管单位时间转换的次数增加，使开关调整管单位时间转换的次数增加，使开关调整管的管耗增加，而效率将降低。调整管的管耗增加，而效率
44、将降低。注意：注意：截止截止5、DC-DC升压变换器升压变换器+UI+Uo RLT1R1R2LC+UREFuFuB控控制制电电路路D2+UI+Uo RLT1LC+uBD2+UI+Uo RLT1LC+uBD2iL高电平高电平iO低电平低电平uBtofftonT 截止截止iL饱和饱和导通导通在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确6、集成、集成PWM控制器、开关稳压电源控制器、开关稳压电源控制器控制器n目目前前，常常见见的的单单片片集集成成PWM控控制制器器产产品品有有TL494、MC34060、CW1524、CW4960等等，功
45、功能能大大同同小小异异。由由于于型型号号很很多多，在在实实际际应应用用中中应应参参考考厂厂家家产产品品说说明明，以便以便选择选择适合的集成适合的集成PWM控制器。控制器。n下下面面介介绍绍集集成成PWM控控制制器器的的PWM信信号号产产生生电电路路组组成及原理。成及原理。PWM信号信号产产生生电电路及波形路及波形单片脉宽调制式单片脉宽调制式(外接开关功率管外接开关功率管)6、集成开关稳压器集成开关稳压器类型类型单片集成开关稳压器单片集成开关稳压器CW1524CW4960/49621）CW1524/2524/3524宽调制开关稳压电源宽调制开关稳压电源控制器控制器(区别在于温度范围区别在于温度范
46、围)组成：组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、基准电压源、误差放大器、脉宽调制器、振荡器、触发器、振荡器、触发器、2只输出功率管、过热保护只输出功率管、过热保护最大输入电压最大输入电压：40V最高工作频率最高工作频率：100kHz每路输出电流每路输出电流：100mA内部基准电压内部基准电压：5V(承受承受50mA电流电流)取样电压取样电压基准电压基准电压输出输出方波方波定时电容定时电容定时电阻定时电阻关闭关闭,控制脉宽控制脉宽接扩流晶体接扩流晶体管管C、E极极输入输入电压电压振荡振荡/同步同步12345678161514131211109IN+INUINUREF(+5V)EBCBCAEA
47、RTCTGND限流限流+限流限流断路断路补偿补偿CW1524系列引脚排列系列引脚排列防止寄生振荡防止寄生振荡外接复合管扩流外接复合管扩流产生产生振荡振荡12345678161514131211109。+R1R2R3R4R5R6R7R9R8RLC2C1C3C4D3T2T15k 3k 5k 5k 5k 2k 50k 180 68 0.1 UIUOR00.1 F0.02 F0.01 F500 F(28V)CW1524L0.9mHf0=1.15/R5C2=19.2kHz+5V2.5V2.5V+5V限流取样电阻限流取样电阻(1A)2）CW4960/4962脉宽调制型开关稳压集成电路脉宽调制型开关稳压集成
48、电路组成组成：基准电压源、误差放大器、脉宽调制器基准电压源、误差放大器、脉宽调制器 开关功率管开关功率管(内接内接)、软启动电路、软启动电路、过流限制、过热保护过流限制、过热保护功能功能：慢起动、过流保护、过热保护慢起动、过流保护、过热保护占空比可调占空比可调(0 100%)最大输入电压最大输入电压：50V输出电压输出电压：5.1 40V连续可调连续可调最高工作频率最高工作频率：100kHz额定输出电流额定输出电流：CW4960CW49602.5A(过流保护过流保护3.0 4.5A)CW4960CW49601.5A(过流保护过流保护2.5 3.5A)小散热片小散热片不用散热片不用散热片CW49
49、60/4962应用电路应用电路220 FR115k L150 H4962(4960)11(3)10(2)7(1)14(5)4(4)15(6)2(7)。R2RPRTCPCTC1UIUO4.7k+220 F220 F/40VC2C34.3k 33nF2.2 F2.2nFD取样电阻取样电阻500 10k 工作频率控制工作频率控制f =1/RTCT106kHz一般一般RT=1 27k CT=1 3.3nF频率补偿频率补偿防寄生振荡防寄生振荡续流二极管续流二极管采用肖特基管采用肖特基管软启动电容软启动电容1 4.7 F在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深
50、，所提出的问题也很明确3）MAX668/MAX669nMAX668/MAX669是固定频率的工作于是固定频率的工作于电流模式的电流模式的PWM控制器，功率可超出控制器，功率可超出20W且可调，效率可达且可调，效率可达90。宽范围的。宽范围的输入电压（输入电压（1.828V）使其可接受多种）使其可接受多种电源输入，具有可调节的频率范围（电源输入，具有可调节的频率范围（100500kHz）、可外同步运行等特点，使）、可外同步运行等特点，使其对外接元件的尺寸和成本的优化更为其对外接元件的尺寸和成本的优化更为方便，可以实现对于敏感频率和开关谐方便，可以实现对于敏感频率和开关谐波的隔离。波的隔离。.8L