項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用

陳海洋

摘要：《電源技術(shù)》是電子類一門重要的專業(yè)課程，本文主要闡述了項目教學(xué)法在課程中的應(yīng)用，并通過一個具體案例詳細(xì)分析和展示了項目教學(xué)法的操作步驟及其應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；電源技術(shù)；項目實施

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0071-02

一、引言

《電源技術(shù)》是高職高專電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它具有較完善的理論體系和較強的實踐性，其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握電源技術(shù)的基礎(chǔ)知識、熟悉幾種典型電源的工作原理、掌握DC/DC基本電路的設(shè)計方法，為今后的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式采用老師講解為主、學(xué)生聽課為輔的教學(xué)方法，使學(xué)生只能被動地、抽象地接受理論知識，不利于提高學(xué)生的實踐能力、自學(xué)能力和創(chuàng)造能力。為了提高學(xué)生的動手能力，提高教學(xué)效果，在《電源技術(shù)》教學(xué)中采用項目教學(xué)法，通過多個難度循序漸進(jìn)的項目，使學(xué)生更好地掌握理論知識的同時，提高實踐能力。

項目教學(xué)法的特點：

1.以項目為主線，重組知識體系，把電源技術(shù)的基礎(chǔ)知識和典型工作過程穿插到每個項目中，讓學(xué)生在實際操作中進(jìn)一步理解和掌握，提高他們的學(xué)習(xí)主動性。

2.加強職業(yè)規(guī)范性培養(yǎng)。在電路設(shè)計、畫原理圖、PCB圖、制版、焊接電路中加強規(guī)范性要求，達(dá)到與社會接軌。

3.加強職業(yè)能力培養(yǎng)。把電子類高職專業(yè)的職業(yè)技能要求穿插在每個項目中，進(jìn)一步提高學(xué)生的職業(yè)能力，為今后更好地適應(yīng)社會打下基礎(chǔ)。

項目教學(xué)法是通過實施一個完整的“項目”，由學(xué)生在一定的時間范圍內(nèi)獨立組織和實施工作的教學(xué)方法。這個過程是師生共同圍繞一個項目任務(wù)去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，整個過程分為幾個具體的步驟實施，其中分析問題、方案設(shè)計、項目實施及最終評價，都以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體協(xié)作完成。學(xué)生以項目任務(wù)為目標(biāo)，制定相關(guān)的實施計劃，通過該項目掌握電源技術(shù)知識，并通過實際動手操作提高分析和解決問題的能力，提升職業(yè)技能。

二、項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》課程中的實施

1.項目的制定。下面以“開關(guān)穩(wěn)壓電源”為例說明《電源技術(shù)》課程項目教學(xué)的實施過程。項目名稱：開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計。項目描述：設(shè)計并制作如圖1所示的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

在電阻負(fù)載條件下，使電源滿足下述要求：（1）輸出電壓U0可調(diào)范圍：30V～36V。（2）最大輸出電流I0max：1A。（3）U2從18V變到21V時，電壓調(diào)整率：Su≤2%。（4）I0從0變到1A時，負(fù)載調(diào)整率SL≤5%（U2=18V）。（5）輸出噪聲紋波電壓峰-峰值U0PP≤1V（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（6）DC-DC變換器的效率n>70%（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（7）具有過流保護(hù)功能，動作電流I0（th）=1.3+0.2A。教學(xué)目標(biāo)：要求學(xué)生掌握PWM控制模式、DC/DC升壓電路的工作原理、電源技術(shù)的主要指標(biāo)，掌握畫原理圖和PCB圖，制版、焊版、調(diào)試等職業(yè)技能能力。項目課時：24學(xué)時。學(xué)生分組：學(xué)生分組在項目教學(xué)法中是一件很重要的工作，組員的搭配、工作的分工等直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、性別等采用互補方式進(jìn)行搭配。每組一般為3～4人，每組設(shè)一名組長，全面負(fù)責(zé)項目的實施，并針對各個成員的能力不同進(jìn)行內(nèi)部分工，同時協(xié)調(diào)各成員的工作，從而培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

2.項目的實施過程。（1）項目設(shè)計。根據(jù)項目設(shè)計要求，結(jié)合電源技術(shù)內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析，共同得出開關(guān)穩(wěn)壓電源電路框圖，如圖2所示。電路主要由以下幾個部分組成：DC/DC主電路、驅(qū)動電路、控制電路、濾波電路、保護(hù)電路等組成。

主電路DC/DC模塊：根據(jù)項目設(shè)計要求，主電路采用BOOST型DC/DC升壓方式，如圖3所示，其使用單開關(guān)管，能降低開關(guān)管損耗，且控制容易，電路較為簡潔，但在功率較高的情況下，電感設(shè)計要求較高，經(jīng)驗成分多，設(shè)計不好會造成過大的沖擊電流，影響效率，也容易使開關(guān)管損壞。

驅(qū)動電路：根據(jù)項目設(shè)計要求，需要寬范圍調(diào)節(jié)BOOST升壓適合本項目的DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用UC3824芯片作為核心，該芯片抗電壓波動能力強，并可使負(fù)載調(diào)整率得到明顯改善，采用可調(diào)電平與可調(diào)三角波比較的方式產(chǎn)生PWM波作為驅(qū)動信號，模塊元件較多，但調(diào)節(jié)范圍寬，可移植性好，擴展能力強，而且其頻響特性好穩(wěn)定裕度大，過流限制特性好，具有過流保護(hù)和欠壓鎖定功能，對系統(tǒng)的控制更為方便。控制電路：本項目采用硬件反饋的方式實現(xiàn)電壓控制。輸出電壓的采樣信號通過電位器改變采樣回路的上下電阻比值來調(diào)整，采樣信號與基準(zhǔn)信號在誤差放大器中比較，產(chǎn)生直流電平改善輸出PWM波的占空比從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用。該電路簡單，容易實現(xiàn)項目要求，便于學(xué)生理解吸收。濾波電路：對于高職高專學(xué)生來說，濾波電路的設(shè)計要求太高，這里不做要求，只是根據(jù)經(jīng)驗采用電容濾波。保護(hù)電路：出于保證不減小電源輸出功率的目的，在加負(fù)載的條件下將原邊電流以電壓的形式準(zhǔn)確地反映在一個LM393比較器上，當(dāng)開關(guān)電源的輸出電流超過規(guī)定值時，感應(yīng)電壓通過遲滯比較器與預(yù)置的基準(zhǔn)電壓比較后翻轉(zhuǎn)，同時使uc3842內(nèi)部電路進(jìn)行脈寬調(diào)整，場效應(yīng)管接收到uc3842動作后就自動斷開負(fù)載，起到保護(hù)作用。提高電路工作效率設(shè)計：在DC/DC變換電路中，主要消耗功率的元件有主回路的開關(guān)管、快恢復(fù)二極管、儲能電感等部件。目前對電源的工作效率要求越來越高，根據(jù)本項目要求主要采用以下兩種措施：①采用低內(nèi)阻的高效率MOSFET作為主回路的開關(guān)元件，本項目中采用了IRF640。②采用高速低正相壓降的快恢復(fù)二極管降低其功耗，本項目中采用了FR157。（2）電路工作原理。在學(xué)生實施項目過程中，難免有些學(xué)生會因為對電路工作原理沒有完全掌握，在設(shè)計或者調(diào)試過程出現(xiàn)重大問題，導(dǎo)致項目失敗。因此，在學(xué)生設(shè)計好方案以后，可結(jié)合參考電路對整個項目的設(shè)計方案工作原理進(jìn)行一次講解。項目主要工作原理：本項目采用UC3842作為控制核心固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，通過對輸出電壓不斷地采樣，反饋輸出變化，調(diào)整負(fù)載電阻R1、R2的比例來改變占空比使輸出穩(wěn)定，并具有過流限制、過壓保護(hù)和欠壓鎖定功能。項目加入輸入過壓、輸入過流、輸出過流等保護(hù)電路，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。（3）項目的評估。對于項目教學(xué)法來說，一個項目的評估是一個至關(guān)重要的步驟。本項目最后采用的是學(xué)生自評、小組互評和教師評估三種結(jié)合模式。在學(xué)生自評過程中，學(xué)生能進(jìn)一步回顧整個項目設(shè)計實施過程，總結(jié)經(jīng)驗、加深知識和技能的掌握。在學(xué)生互評過程中，學(xué)生能通過對別人的項目設(shè)計實施過程了解，對比自己在整個過程的優(yōu)缺點，取長補短。在教師評估過程中，能全面了解在該項目實施過程中存在的問題，并得以解決，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

三、教學(xué)總結(jié)

通過教學(xué)實踐證明，項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用效果顯著。它大量減少了學(xué)生學(xué)習(xí)抽象的理論知識時間，把理論知識通過項目載體變得形象化，做到“學(xué)中做、做中學(xué)”，明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、獨立思考能力和動手能力，也提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。但在此過程中仍然會發(fā)現(xiàn)一些問題：

1.根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同，項目進(jìn)度會有所差異，尤其優(yōu)等生和差生之間。針對這一情況，在此項目的基礎(chǔ)上增加自主發(fā)揮部分，把項目要求進(jìn)一步提高。

2.提高教師素質(zhì)，教師應(yīng)具備一定的動手能力、解決問題能力。

3.提高教學(xué)設(shè)備，學(xué)校要具備一間較大的完整電路制作、調(diào)試實驗室以滿足教學(xué)需求。endprint

摘要：《電源技術(shù)》是電子類一門重要的專業(yè)課程，本文主要闡述了項目教學(xué)法在課程中的應(yīng)用，并通過一個具體案例詳細(xì)分析和展示了項目教學(xué)法的操作步驟及其應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；電源技術(shù)；項目實施

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0071-02

一、引言

《電源技術(shù)》是高職高專電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它具有較完善的理論體系和較強的實踐性，其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握電源技術(shù)的基礎(chǔ)知識、熟悉幾種典型電源的工作原理、掌握DC/DC基本電路的設(shè)計方法，為今后的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式采用老師講解為主、學(xué)生聽課為輔的教學(xué)方法，使學(xué)生只能被動地、抽象地接受理論知識，不利于提高學(xué)生的實踐能力、自學(xué)能力和創(chuàng)造能力。為了提高學(xué)生的動手能力，提高教學(xué)效果，在《電源技術(shù)》教學(xué)中采用項目教學(xué)法，通過多個難度循序漸進(jìn)的項目，使學(xué)生更好地掌握理論知識的同時，提高實踐能力。

項目教學(xué)法的特點：

1.以項目為主線，重組知識體系，把電源技術(shù)的基礎(chǔ)知識和典型工作過程穿插到每個項目中，讓學(xué)生在實際操作中進(jìn)一步理解和掌握，提高他們的學(xué)習(xí)主動性。

2.加強職業(yè)規(guī)范性培養(yǎng)。在電路設(shè)計、畫原理圖、PCB圖、制版、焊接電路中加強規(guī)范性要求，達(dá)到與社會接軌。

3.加強職業(yè)能力培養(yǎng)。把電子類高職專業(yè)的職業(yè)技能要求穿插在每個項目中，進(jìn)一步提高學(xué)生的職業(yè)能力，為今后更好地適應(yīng)社會打下基礎(chǔ)。

項目教學(xué)法是通過實施一個完整的“項目”，由學(xué)生在一定的時間范圍內(nèi)獨立組織和實施工作的教學(xué)方法。這個過程是師生共同圍繞一個項目任務(wù)去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，整個過程分為幾個具體的步驟實施，其中分析問題、方案設(shè)計、項目實施及最終評價，都以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體協(xié)作完成。學(xué)生以項目任務(wù)為目標(biāo)，制定相關(guān)的實施計劃，通過該項目掌握電源技術(shù)知識，并通過實際動手操作提高分析和解決問題的能力，提升職業(yè)技能。

二、項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》課程中的實施

1.項目的制定。下面以“開關(guān)穩(wěn)壓電源”為例說明《電源技術(shù)》課程項目教學(xué)的實施過程。項目名稱：開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計。項目描述：設(shè)計并制作如圖1所示的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

在電阻負(fù)載條件下，使電源滿足下述要求：（1）輸出電壓U0可調(diào)范圍：30V～36V。（2）最大輸出電流I0max：1A。（3）U2從18V變到21V時，電壓調(diào)整率：Su≤2%。（4）I0從0變到1A時，負(fù)載調(diào)整率SL≤5%（U2=18V）。（5）輸出噪聲紋波電壓峰-峰值U0PP≤1V（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（6）DC-DC變換器的效率n>70%（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（7）具有過流保護(hù)功能，動作電流I0（th）=1.3+0.2A。教學(xué)目標(biāo)：要求學(xué)生掌握PWM控制模式、DC/DC升壓電路的工作原理、電源技術(shù)的主要指標(biāo)，掌握畫原理圖和PCB圖，制版、焊版、調(diào)試等職業(yè)技能能力。項目課時：24學(xué)時。學(xué)生分組：學(xué)生分組在項目教學(xué)法中是一件很重要的工作，組員的搭配、工作的分工等直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、性別等采用互補方式進(jìn)行搭配。每組一般為3～4人，每組設(shè)一名組長，全面負(fù)責(zé)項目的實施，并針對各個成員的能力不同進(jìn)行內(nèi)部分工，同時協(xié)調(diào)各成員的工作，從而培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

2.項目的實施過程。（1）項目設(shè)計。根據(jù)項目設(shè)計要求，結(jié)合電源技術(shù)內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析，共同得出開關(guān)穩(wěn)壓電源電路框圖，如圖2所示。電路主要由以下幾個部分組成：DC/DC主電路、驅(qū)動電路、控制電路、濾波電路、保護(hù)電路等組成。

主電路DC/DC模塊：根據(jù)項目設(shè)計要求，主電路采用BOOST型DC/DC升壓方式，如圖3所示，其使用單開關(guān)管，能降低開關(guān)管損耗，且控制容易，電路較為簡潔，但在功率較高的情況下，電感設(shè)計要求較高，經(jīng)驗成分多，設(shè)計不好會造成過大的沖擊電流，影響效率，也容易使開關(guān)管損壞。

驅(qū)動電路：根據(jù)項目設(shè)計要求，需要寬范圍調(diào)節(jié)BOOST升壓適合本項目的DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用UC3824芯片作為核心，該芯片抗電壓波動能力強，并可使負(fù)載調(diào)整率得到明顯改善，采用可調(diào)電平與可調(diào)三角波比較的方式產(chǎn)生PWM波作為驅(qū)動信號，模塊元件較多，但調(diào)節(jié)范圍寬，可移植性好，擴展能力強，而且其頻響特性好穩(wěn)定裕度大，過流限制特性好，具有過流保護(hù)和欠壓鎖定功能，對系統(tǒng)的控制更為方便?？刂齐娐罚罕卷椖坎捎糜布答伒姆绞綄崿F(xiàn)電壓控制。輸出電壓的采樣信號通過電位器改變采樣回路的上下電阻比值來調(diào)整，采樣信號與基準(zhǔn)信號在誤差放大器中比較，產(chǎn)生直流電平改善輸出PWM波的占空比從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用。該電路簡單，容易實現(xiàn)項目要求，便于學(xué)生理解吸收。濾波電路：對于高職高專學(xué)生來說，濾波電路的設(shè)計要求太高，這里不做要求，只是根據(jù)經(jīng)驗采用電容濾波。保護(hù)電路：出于保證不減小電源輸出功率的目的，在加負(fù)載的條件下將原邊電流以電壓的形式準(zhǔn)確地反映在一個LM393比較器上，當(dāng)開關(guān)電源的輸出電流超過規(guī)定值時，感應(yīng)電壓通過遲滯比較器與預(yù)置的基準(zhǔn)電壓比較后翻轉(zhuǎn)，同時使uc3842內(nèi)部電路進(jìn)行脈寬調(diào)整，場效應(yīng)管接收到uc3842動作后就自動斷開負(fù)載，起到保護(hù)作用。提高電路工作效率設(shè)計：在DC/DC變換電路中，主要消耗功率的元件有主回路的開關(guān)管、快恢復(fù)二極管、儲能電感等部件。目前對電源的工作效率要求越來越高，根據(jù)本項目要求主要采用以下兩種措施：①采用低內(nèi)阻的高效率MOSFET作為主回路的開關(guān)元件，本項目中采用了IRF640。②采用高速低正相壓降的快恢復(fù)二極管降低其功耗，本項目中采用了FR157。（2）電路工作原理。在學(xué)生實施項目過程中，難免有些學(xué)生會因為對電路工作原理沒有完全掌握，在設(shè)計或者調(diào)試過程出現(xiàn)重大問題，導(dǎo)致項目失敗。因此，在學(xué)生設(shè)計好方案以后，可結(jié)合參考電路對整個項目的設(shè)計方案工作原理進(jìn)行一次講解。項目主要工作原理：本項目采用UC3842作為控制核心固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，通過對輸出電壓不斷地采樣，反饋輸出變化，調(diào)整負(fù)載電阻R1、R2的比例來改變占空比使輸出穩(wěn)定，并具有過流限制、過壓保護(hù)和欠壓鎖定功能。項目加入輸入過壓、輸入過流、輸出過流等保護(hù)電路，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。（3）項目的評估。對于項目教學(xué)法來說，一個項目的評估是一個至關(guān)重要的步驟。本項目最后采用的是學(xué)生自評、小組互評和教師評估三種結(jié)合模式。在學(xué)生自評過程中，學(xué)生能進(jìn)一步回顧整個項目設(shè)計實施過程，總結(jié)經(jīng)驗、加深知識和技能的掌握。在學(xué)生互評過程中，學(xué)生能通過對別人的項目設(shè)計實施過程了解，對比自己在整個過程的優(yōu)缺點，取長補短。在教師評估過程中，能全面了解在該項目實施過程中存在的問題，并得以解決，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

三、教學(xué)總結(jié)

通過教學(xué)實踐證明，項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用效果顯著。它大量減少了學(xué)生學(xué)習(xí)抽象的理論知識時間，把理論知識通過項目載體變得形象化，做到“學(xué)中做、做中學(xué)”，明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、獨立思考能力和動手能力，也提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。但在此過程中仍然會發(fā)現(xiàn)一些問題：

1.根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同，項目進(jìn)度會有所差異，尤其優(yōu)等生和差生之間。針對這一情況，在此項目的基礎(chǔ)上增加自主發(fā)揮部分，把項目要求進(jìn)一步提高。

2.提高教師素質(zhì)，教師應(yīng)具備一定的動手能力、解決問題能力。

3.提高教學(xué)設(shè)備，學(xué)校要具備一間較大的完整電路制作、調(diào)試實驗室以滿足教學(xué)需求。endprint

摘要：《電源技術(shù)》是電子類一門重要的專業(yè)課程，本文主要闡述了項目教學(xué)法在課程中的應(yīng)用，并通過一個具體案例詳細(xì)分析和展示了項目教學(xué)法的操作步驟及其應(yīng)用意義。

關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；電源技術(shù)；項目實施

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0071-02

一、引言

《電源技術(shù)》是高職高專電子類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，它具有較完善的理論體系和較強的實踐性，其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握電源技術(shù)的基礎(chǔ)知識、熟悉幾種典型電源的工作原理、掌握DC/DC基本電路的設(shè)計方法，為今后的學(xué)習(xí)和研究打下基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式采用老師講解為主、學(xué)生聽課為輔的教學(xué)方法，使學(xué)生只能被動地、抽象地接受理論知識，不利于提高學(xué)生的實踐能力、自學(xué)能力和創(chuàng)造能力。為了提高學(xué)生的動手能力，提高教學(xué)效果，在《電源技術(shù)》教學(xué)中采用項目教學(xué)法，通過多個難度循序漸進(jìn)的項目，使學(xué)生更好地掌握理論知識的同時，提高實踐能力。

項目教學(xué)法的特點：

1.以項目為主線，重組知識體系，把電源技術(shù)的基礎(chǔ)知識和典型工作過程穿插到每個項目中，讓學(xué)生在實際操作中進(jìn)一步理解和掌握，提高他們的學(xué)習(xí)主動性。

2.加強職業(yè)規(guī)范性培養(yǎng)。在電路設(shè)計、畫原理圖、PCB圖、制版、焊接電路中加強規(guī)范性要求，達(dá)到與社會接軌。

3.加強職業(yè)能力培養(yǎng)。把電子類高職專業(yè)的職業(yè)技能要求穿插在每個項目中，進(jìn)一步提高學(xué)生的職業(yè)能力，為今后更好地適應(yīng)社會打下基礎(chǔ)。

項目教學(xué)法是通過實施一個完整的“項目”，由學(xué)生在一定的時間范圍內(nèi)獨立組織和實施工作的教學(xué)方法。這個過程是師生共同圍繞一個項目任務(wù)去發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，整個過程分為幾個具體的步驟實施，其中分析問題、方案設(shè)計、項目實施及最終評價，都以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體協(xié)作完成。學(xué)生以項目任務(wù)為目標(biāo)，制定相關(guān)的實施計劃，通過該項目掌握電源技術(shù)知識，并通過實際動手操作提高分析和解決問題的能力，提升職業(yè)技能。

二、項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》課程中的實施

1.項目的制定。下面以“開關(guān)穩(wěn)壓電源”為例說明《電源技術(shù)》課程項目教學(xué)的實施過程。項目名稱：開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計。項目描述：設(shè)計并制作如圖1所示的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

在電阻負(fù)載條件下，使電源滿足下述要求：（1）輸出電壓U0可調(diào)范圍：30V～36V。（2）最大輸出電流I0max：1A。（3）U2從18V變到21V時，電壓調(diào)整率：Su≤2%。（4）I0從0變到1A時，負(fù)載調(diào)整率SL≤5%（U2=18V）。（5）輸出噪聲紋波電壓峰-峰值U0PP≤1V（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（6）DC-DC變換器的效率n>70%（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（7）具有過流保護(hù)功能，動作電流I0（th）=1.3+0.2A。教學(xué)目標(biāo)：要求學(xué)生掌握PWM控制模式、DC/DC升壓電路的工作原理、電源技術(shù)的主要指標(biāo)，掌握畫原理圖和PCB圖，制版、焊版、調(diào)試等職業(yè)技能能力。項目課時：24學(xué)時。學(xué)生分組：學(xué)生分組在項目教學(xué)法中是一件很重要的工作，組員的搭配、工作的分工等直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)的效果。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力、性別等采用互補方式進(jìn)行搭配。每組一般為3～4人，每組設(shè)一名組長，全面負(fù)責(zé)項目的實施，并針對各個成員的能力不同進(jìn)行內(nèi)部分工，同時協(xié)調(diào)各成員的工作，從而培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

2.項目的實施過程。（1）項目設(shè)計。根據(jù)項目設(shè)計要求，結(jié)合電源技術(shù)內(nèi)容，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分析，共同得出開關(guān)穩(wěn)壓電源電路框圖，如圖2所示。電路主要由以下幾個部分組成：DC/DC主電路、驅(qū)動電路、控制電路、濾波電路、保護(hù)電路等組成。

主電路DC/DC模塊：根據(jù)項目設(shè)計要求，主電路采用BOOST型DC/DC升壓方式，如圖3所示，其使用單開關(guān)管，能降低開關(guān)管損耗，且控制容易，電路較為簡潔，但在功率較高的情況下，電感設(shè)計要求較高，經(jīng)驗成分多，設(shè)計不好會造成過大的沖擊電流，影響效率，也容易使開關(guān)管損壞。

驅(qū)動電路：根據(jù)項目設(shè)計要求，需要寬范圍調(diào)節(jié)BOOST升壓適合本項目的DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用UC3824芯片作為核心，該芯片抗電壓波動能力強，并可使負(fù)載調(diào)整率得到明顯改善，采用可調(diào)電平與可調(diào)三角波比較的方式產(chǎn)生PWM波作為驅(qū)動信號，模塊元件較多，但調(diào)節(jié)范圍寬，可移植性好，擴展能力強，而且其頻響特性好穩(wěn)定裕度大，過流限制特性好，具有過流保護(hù)和欠壓鎖定功能，對系統(tǒng)的控制更為方便?？刂齐娐罚罕卷椖坎捎糜布答伒姆绞綄崿F(xiàn)電壓控制。輸出電壓的采樣信號通過電位器改變采樣回路的上下電阻比值來調(diào)整，采樣信號與基準(zhǔn)信號在誤差放大器中比較，產(chǎn)生直流電平改善輸出PWM波的占空比從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的作用。該電路簡單，容易實現(xiàn)項目要求，便于學(xué)生理解吸收。濾波電路：對于高職高專學(xué)生來說，濾波電路的設(shè)計要求太高，這里不做要求，只是根據(jù)經(jīng)驗采用電容濾波。保護(hù)電路：出于保證不減小電源輸出功率的目的，在加負(fù)載的條件下將原邊電流以電壓的形式準(zhǔn)確地反映在一個LM393比較器上，當(dāng)開關(guān)電源的輸出電流超過規(guī)定值時，感應(yīng)電壓通過遲滯比較器與預(yù)置的基準(zhǔn)電壓比較后翻轉(zhuǎn)，同時使uc3842內(nèi)部電路進(jìn)行脈寬調(diào)整，場效應(yīng)管接收到uc3842動作后就自動斷開負(fù)載，起到保護(hù)作用。提高電路工作效率設(shè)計：在DC/DC變換電路中，主要消耗功率的元件有主回路的開關(guān)管、快恢復(fù)二極管、儲能電感等部件。目前對電源的工作效率要求越來越高，根據(jù)本項目要求主要采用以下兩種措施：①采用低內(nèi)阻的高效率MOSFET作為主回路的開關(guān)元件，本項目中采用了IRF640。②采用高速低正相壓降的快恢復(fù)二極管降低其功耗，本項目中采用了FR157。（2）電路工作原理。在學(xué)生實施項目過程中，難免有些學(xué)生會因為對電路工作原理沒有完全掌握，在設(shè)計或者調(diào)試過程出現(xiàn)重大問題，導(dǎo)致項目失敗。因此，在學(xué)生設(shè)計好方案以后，可結(jié)合參考電路對整個項目的設(shè)計方案工作原理進(jìn)行一次講解。項目主要工作原理：本項目采用UC3842作為控制核心固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，通過對輸出電壓不斷地采樣，反饋輸出變化，調(diào)整負(fù)載電阻R1、R2的比例來改變占空比使輸出穩(wěn)定，并具有過流限制、過壓保護(hù)和欠壓鎖定功能。項目加入輸入過壓、輸入過流、輸出過流等保護(hù)電路，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作。（3）項目的評估。對于項目教學(xué)法來說，一個項目的評估是一個至關(guān)重要的步驟。本項目最后采用的是學(xué)生自評、小組互評和教師評估三種結(jié)合模式。在學(xué)生自評過程中，學(xué)生能進(jìn)一步回顧整個項目設(shè)計實施過程，總結(jié)經(jīng)驗、加深知識和技能的掌握。在學(xué)生互評過程中，學(xué)生能通過對別人的項目設(shè)計實施過程了解，對比自己在整個過程的優(yōu)缺點，取長補短。在教師評估過程中，能全面了解在該項目實施過程中存在的問題，并得以解決，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

三、教學(xué)總結(jié)

通過教學(xué)實踐證明，項目教學(xué)法在《電源技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用效果顯著。它大量減少了學(xué)生學(xué)習(xí)抽象的理論知識時間，把理論知識通過項目載體變得形象化，做到“學(xué)中做、做中學(xué)”，明顯提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生自學(xué)能力、獨立思考能力和動手能力，也提高了課堂的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。但在此過程中仍然會發(fā)現(xiàn)一些問題：

1.根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力不同，項目進(jìn)度會有所差異，尤其優(yōu)等生和差生之間。針對這一情況，在此項目的基礎(chǔ)上增加自主發(fā)揮部分，把項目要求進(jìn)一步提高。

2.提高教師素質(zhì)，教師應(yīng)具備一定的動手能力、解決問題能力。

3.提高教學(xué)設(shè)備，學(xué)校要具備一間較大的完整電路制作、調(diào)試實驗室以滿足教學(xué)需求。endprint