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1、情境一设计直流稳压电源课时16任务内容1、熟悉整流二极管的特性2、掌握集成稳压电路的应用特性3、了解电源的基本组成及其参数4、熟悉电源电路的设计及硬件的调试能力培养专业能力能够根据所学知识分析常见电源电路的工作原理，知道常见的 二极管的类型及区别；能够根据电源异常现象判断故障，并能 利用合理的知识加以解决；锻炼学生亲自动手、观察分析的能 力。社会能力培养学生的求知欲、合作能力、协调能力。方法能力让学生掌握职业教育学习方法、课外观察方法、引导学生提问， 启发学生提问及自学的能力。教学方法任务驱动法、分组讨论法、引导文法教学媒体课件演示、事物、现场观摩教学教学场所一体化教室教教学学学教学内容生活教
2、学目过方的程法动课1、清点学生人数-刖2、检查电源制作所需要的器件。组3、准备好多媒体设备、课件、展示的实物准备好。织4、其他教学用品等。1、提出学习任务：设计直流稳压电源。观1让学操2、任务要求：生明确(1)熟悉整流二极管的特性察学习目 的。2激发明确作(2)掌握集成稳压电路的应用特性思任务演(3) 了解电源的基本组成及其参数考示(4)熟悉电源电路的设计及硬件的调试记学生兴3、实习要求：录趣。(1) 遵守一体化教室规章制度(2) 分组观摩实践相关知识：一、认识电源可分为两大类，一类是化学电源，如各种各样的干电池、畜电 池、充电电池等电源；其优点是体积小、重量轻、携带方便等， 缺点是成本高，易
3、污染。另一类是稳压电源，它是把交流电网220V 的电压降为所需要的数值，然后通过整流、滤波和稳压电路，得 到稳定的直流电压，这是现实生活中应用比较广泛的一类。学T 生A k 整*滤.稳 1户认1引导虹甘虹均日加载真学生建学立分析工频交流豚动直流习问题的资讯，方法。小功率稳压电源的组成可以用上图表示。它是由电源变压器、记2对学整流、滤波和稳压电路。录生进行相知识储电源变压器电源变压器的作用是将较高的交流电网电压关备。变换为较低的、适用的交流电压(电子电路通常需要较低的电压)，内同时还可以起到与电网安全隔离的作用。容整流电路 整流电路的作用是将交流电压变换为单向脉动直 流电压，这种电压含有很大的脉
4、动成分，一般不适合电子电路应 用。滤波电路 滤波电路的作用是将单向脉动电压变得平滑些，但仍含有不少的脉动成分，还不能适应要求较高的电子电路。稳压电路稳压电路的作用是将含有脉动成分的直流电压变换 稳恒直流电压。二、认识二极管1、半导体半导体导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。 在电子器 件中，常用的半导体材料有：元素半导体，如硅（Si）、错（Ge） 等；化合物半导体，如砷化镓（GaAs）等；以及掺杂或制成其它 化合物半导体材料，如硼（B）、磷（P）、锢（In）和锑（Sb）等。 其中硅和错是最常用的一种半导体材料。半导体之所以应用广泛，正是由于它具有一些独特的导电特 性，这些特性主要表现在其导电能
5、力对一些因素的影响很敏感。（1）杂敏性 纯净的半导体掺入微量杂质后，电阻率变化很 大。例如在纯硅中掺入百分之一的硼后，电阻率从2X103*m变换为2 X10-3Qm，变化的数量级达到106之多。这种特性是半 导体所特有的。人们利用控制掺杂的方法，人为地精确得控制半导体的导电能 力，制造出各种不同性能、不同用途的半导体器件。如普通的半 导体二极管、三极管、可控硅。（2）热敏性 半导体在受热后，电阻率会显著减小，导电能 力明显增强。利用这种特性可制成自动控制系统中有用的热敏电 阻，热敏电阻可以感知万分之一摄氏度的温度变化。把热敏电阻 装在机器中各个重要的部位，就能集中控制和测量它们的温度。 在农业
6、上，热敏电阻能准确地测出植物叶面的温度和土壤的温度。（3）光敏性半导体在光照射时，它的电阻率会显著减小，导 电能力增强。利用这一特性可以制作光电二极管、光电三极管和光敏电阻 等。用这些光电器件可以实现路灯的自动控制，制成火灾报警器 等装置。在本征半导体中掺入某些微量的杂质原子，形成杂质半导体。 杂质半导体的导电性能将发生显著变化，其原因是掺杂半导体的 某种载流子浓度大大增加。根据掺入杂质的不同，杂质半导体可分为空穴（P）型半导体 和电子（N）型半导体两大类。N型半导体一一掺入五价杂质元素（如磷）的半导体。P型半导体一一掺入三价杂质元素（如硼）的半导体。2、PN结的形成及特点当P型半导体和N型半
7、导体刚结合在一起时，在交界面附 近存在着载流子的浓度差，这势必造成载流子从浓度高的一侧向 浓度低的一侧扩散。扩散过程中，电子和空穴由于带电性质不同 会复合，在交界面附近就出现了由不能导电的带电离子组成的空 间电荷区，这就是PN结。由于多子都耗尽了，故又称耗尽层， 形成了由N区指向P区的内电场。在电场作用下，自由电子将 逆着电场方向移动，而空穴将顺着电场方向移动，所以，电子从 N区到P区必须要有一定的能量才能越过空间电荷区，因此又把 空间电荷区称为势垒区。由于内电场阻碍多子扩散，故又将空间 电荷层叫阻挡层。少子在电场作用下的定向移动叫漂移运动。可 以发现，多子的扩散运动和少子的漂移运动方向正好相
8、反。当多 子的扩散运动和少子的漂移运动达到动态平衡时，空间电荷区的 宽度不变此时的PN结称为平衡PN结。当P区接电源正极，N区接电源负极时，PN结处于正向偏置 状态，其空间电荷区变薄，呈现较小的电阻，称之为导通。P区 接电源负极，N区接电源正极时，PN结处于反向偏置状态，其阻 挡层变厚，呈很大的电阻，故称之为截止。PN结的正向电阻很小， 而反向电阻很大，即PN结具有单向导电性。把所加的反向电压 增大到一定值后，其反向电流会突然增加，这个现象称为PN结 的反向击穿（电击穿）。若反向击穿电流过大，超出PN结允许的 最大功率，会导致PN结结温过高而烧坏，这种击穿称为热击穿， 热击穿是不可逆的。3、二
9、极管在PN结的两侧引出二个电极，并用密封的管壳封装，便成 了一个二极管。P区侧引出的电极叫阳极（正极），N区侧引出的 电极叫阴极（负极）。二极管可分为点接触和面接触。点接触型二 极管PN结结面积小，不允许有较大电流通过，但结电容小。面 接触型二极管PN结结面积较大，允许有较大电流流过，但结电 容也大。稳压二极管简称稳压管，使用时，它的阴极接外加电压的正 极，阳极接外加电压负极，管子反向偏置，工作在反向击穿状态， 利用它的方向击穿特性稳定直流电压。可用作光电传感器、测试 装置、遥测遥控设备，也可以做成显示器件等。发光二极管光电 二极管可用来作为光的测量。制成大面积光电二极管时，可作为 一种能源，
10、被称为光电池。变容二极管多用于电视机、录像机、 收录机的调谐电路和自动频率微调电路，另外，扫频仪中还常用 变容二极管获得。三、二极管整流电路小功率直流电源因功率比较小，通常采用单相交流供电，因 此，本节只讨论单相整流电路。利用二极管的单向导电作用，可 将交流电变为直流电，常用的二极管整流电路有单相半波整流电 路和单相桥式整流电路等。1、单相半波整流二极管最普遍的应用就是作为整流用二极管，利用其单向导电性，把交流电源变成直流电源，供有关设备作工作电源使用。结构简单，但输出电压脉动较大，且只有半波输出，电源利 用率较低；由于变压器副边有直流电流流过，故会引起变压器发 热而降低效率。为了克服单相半波
11、整流的缺点，常采用单相桥式整流电路。 它是由四个二极管结成电桥的形式构成。四、设计直流电源尽管整流后的电压为直流电压，但波动较大，仍然不能直接 作为电源使用，还需进一步滤波，将其中的交流成份滤掉。滤波 通常是采用电容或电感的能量存储作用来实现的常用的滤波电路 有电容滤波、电感滤波、倒L型滤波、型滤波等几种。在小功 率整流滤波电路中，电容滤波是最常用的一种，其特点是结构简 单，效果较好。适合负载电流较小且负载不常变化的场合。调整元 比较放 基准电取样电件 大 压 路串联型稳压电路输出的电压稳定可调，输出电流较大。扩大了运 放输出电流的变化范围。五、焊接工具1、外热式电烙铁由烙铁头、烙铁心、外壳、
12、手柄、电源线和插头等部分组成。 功率越大，烙铁的热量越大，烙铁头的温度越高。在焊接印制电 路板组件时，通常使用功率为25W的电烙铁。2、内热式电烙铁内热式电烙铁具有体积小、重量轻、发热快和耗电低等优点， 因而得到广泛应用。3、恒温电烙铁目前使用的外热式和内热式电烙铁的烙铁头温度都超过300r，这对焊接晶体管集成块等是不利的，一是焊锡容易被氧化 而造成虚焊；二是烙铁头的温度过高，若烙铁头与焊点接触时间 长，就会造成元器件损坏。在要求较高的场合，通常采用恒温电 烙铁。4、吸锡器5、尖嘴钳尖嘴钳主要用在焊点上网绕导线和元器件引线，以及元器件 引线成形、布线等。尖嘴钳一般都带有塑料套柄，使用方便，且
13、能绝缘。6、平嘴钳平嘴钳主要用于拉直裸导线，将较粗的导线及较粗的元器件 引线成形。在焊接晶体管及热敏元件时，可用平嘴钳夹住引线， 以便于散热。7、圆嘴钳圆嘴钳，由于钳子口呈圆锥形，可以方便地将导线端头、元 器件的引线弯绕成圆环形，安装在螺钉及其他部位上。8、镊子镊子有尖头镊子和圆头镊子两种，其主要作用是用来夹持物 体。端部较宽的医用镊子可夹持较大的物体，而头部尖细的普通镊子适合夹细小物体。在焊接时，用镊子夹持导线或兀器件，以 防止移动。对镊子的要求是弹性强，合拢时尖端要对正吻合。计划计划：在教师的指导下，分组讨论，根据直流电源电路图及所学知识写 出针对直流电源的分析报告，列出可行的实施方案。决
14、策决策：各小组根据分析结果进行实施方案的确定。实践与操作操作与实践：1、观察直流电源的电路接线图。2、通过模型了解其工作原理。3、针对常见电源故障分析原因。4、分组讨论完成实践报告。让学生掌握理解相关的知识检查检查：检查学生的学习笔记及分析报告，鼓励学生大胆思维，对有创意 的故障分析报告进行宣读集体讨论，发觉闪光点，指出误区。（学 生在讨论学习过程中，教师注意巡回指导，特别注意学生出现错 误时引导学生查找错误的原因）激发学 生解决 问题的 积极性 与执 情。评价与作 业评价：1、根据学生报告情况进行分析，从好与不足两方面实事求是的 进行评价；2、进行差异评价和鼓励评价；3、进行学习态度和主动学习的意识方面进行评价，多鼓励；4、提醒学生将笔记报告存档管理，以备后用。作业：根据所学知识分析对于电流较大且负载经常变化的大功率场合，应采用哪种滤波电路？
