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1、项目五（Project信号与控制电路项目描述占空比在汽车电子控制中是比较常用的控制方式，如电磁阀控制，电机转速控制，理 解占空比调制和控制原理对电路设计和维修都有很重要的帮助。本项目通过向同学们介绍 占空比的定义和控制特点，在实训中观测波形和控制负载的变化来理解和掌握占空比控制 技术。学习任务一占空比控制电磁阀。知识目标（1）理解占空比调制原理。（2）理解电磁阀控制原理和方式。技能目标（1）初步掌握占空比控制负载的电路连接特点（2）初步掌握占空比控制电磁阀的波形分析。素质目标（1）规范课堂6S管理。（2）养成团队协作的好习惯。（3）养成独立思考问题的好习惯。 建议完成本学习任务的时间为4课时。
2、/学习任务导入在维修厂一位老师傅搞不清楚占空比控制是怎么回事，你能够回答他吗?学习内容尊获取信息出|引导问题）什么是占空比？| T 1占空比=t:T图5-1占空比波形占空比，在一串理想的脉冲周期序列中（如方 波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值。如图 5-1所示，例如：脉冲宽度lus,信号周期4us的脉 冲序列占空比为0.25。在成语中有句话：三天打渔, 两天晒网，如果以五天为一个周期，“打渔“的占空比 则为0.6。引导问题2 占空比有何特点?在汽车电子电路中，通常要求控制的负载功率要变化，即是要改变加在负载两端的电 压和流经负载的电流要变化，以满足不同的工况。要实现这种控制方式有两种方法
3、，改变 电路电阻（在电路中串联电阻）或控制占空比的方法来实现。我们根据欧姆定律可知，在电路中串联入电阻可以改变负载的电压和电流，从而改变 了负载的功率，但此时电阻会产生分压，流过的电流肯定会有很大的功率损耗，早期汽车 空调鼓风机的控制方式就是采用这种串电阻的方式。通过控制占空比可在无功率损失的情况下对电流进行控制。占空比信号类似转向灯的 控制信号，转向灯每次点亮约半秒钟，然后熄灭约半秒钟，这称作一个周期。转向灯控制 信号和占空比信号的不同在于：信号频率，即电压切换的速率：占空比信号的频率比转向灯控制信号的频率高很多。电流通、断时间的比例：占空比信号的通、断（高、底）时间可变。占空比电路模型如图
4、5-2所示，占空比信号由电子电路快速控制电流而产生，分正极 端控制与负极端控制，两者只是控制波形相反。在实际应用中多采用负极端控制方式。图5-2占空比控制电路模型如果在一个周期为10ms的占空比信号内，通电时间为4ms,断点时间为6ms,那么该 信号的占空比就是40%o如果要增加灯泡的亮度可以将通电时间调整为8nis,断点时间调 整为2ms。此时灯泡的功率将是其全功率的80%。III |引导问题占空比在汽车上有何应用？现代汽车的控制精度越来越高，特别是在电控系统中，以前所采用的一些普通的开关 式的执行器件己经不能满足现代轿车的控制要求了，比如说EGR系统，怠速控制系统，燃 油蒸发控制系统等等。
5、准确地说，占空比控制应该称为电控脉宽调制技术，它是通过电子 控制装置对加在工作执行元件上一定频率的电压信号进行脉冲宽度的调制，以实现对所控 制的执行元件工作状态精确，连续的控制。& 制定计划各小组成员制定实施本次实训任务的具体步骤、操作方法，预期效果。步骤内容123做出决策教师根据学生提交的计划进行审核评价，如果不通过则由教师提出整改意见，通过之 后每小组根据本小组制定的计划实施任务。小组评价123续上表45I= 8实施计划一、任务准备叮引导问题完成本次学习任务需要准备哪些积木、器材?积木连线实训板万用表可调锂电池模块负载积木板灯溜示波表占空比可调信号板电磁阀板连接导线二、任务要求教学组织分组
6、实训:全班人,每人一组，分为组，套实训器材，每组小组长一 名。职责分工教师职责：课堂纪律与安全管理、实训器材管理、指导与巡查。学生职责：班长协助教师对班级全面管理与监控、学习委员负责器材管理和检查、团 委书记负责安全与纪律及素质评价、副班长负责收集和反馈学生意见，实训小组长负责指 导组内学习和交流。6S要求：安全整理整顿清洁清扫素养三、任务步骤步骤一实训积木板的认识及检查步骤图示任务内容完成情况11 11检查固定电压输出、可调电压输 出、电压显示是否正常。是否口27.检查灯泡有无破裂，灯税是否良 好；检查电机是否良好，有无卡死。是否口是否口,7打开示波表电源,检查液晶显示 是否正常。是否口观察
7、线圈外观是否完好,磁铁能 否正常回位。是否口波动万用表档位开关，检查功 能、液晶显示是否正常。续上表6 占*gm U-=00 $本占空比发生电路是由555芯 片构成，可以调节占空比，己带驱动， 读识各接线端子功能。是否口O O OIU P|步骤二占空比调光电路实训步骤工作页读识电路原理图，占空比信号发生器输 出一个占空比信号，相当于开关连续闭合、 断开频率很快，发生器输出己带驱动放大, 可直接接入负载。用连接导线按照枳木连接示意图连接 成完整电路，注意连接前先关闭电源开关。检查无误后接通电源，从左至右调节电 位器，观察灯泡亮度变化，同时观察示波 表波形，记录相关数据。调节示波表幅值和时基，占空
8、比波形的 特点:,输出电压 的变化情况是,占空比与灯泡亮度的关系是怎样的？ 你能计算出占空比是多少吗？画出波形并 列式计算。续上表描绘占空比波形计算波形占空比:步骤三模拟电磁阀工作原理续上表工作页知识链接：什么是电磁阀？电磁阀（valve）由两个基本功能单元组成：电磁线圈和磁芯。包含一个或几个孔的 阀体。当电线圈通电或断电时，磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断。电磁线圈被 直接安装在阀体上，磁芯被封闭在密封管中，构成一个简洁，紧凑的组合。电磁阀是用 来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，可用于液压、气动。汽车上有很多电磁阀, 比如EGR阀，ABS阀等。单电控直动式电磁阀的动作原理图完成模拟
9、电磁阀工作原理枳木的连接，填写工作页。连接好如图所示电路，检查无误后接通电源，此时磁铁，原因是 。从实训中我们可以知道用固定的直流电流控制电磁阀阀门的开度 是固定的，而很多时候我们要求阀门的开度是可变的，比如汽车发动机怠速阀，EGR阀, ABS阀等。步骤四占空比控制电磁阀读识电路原理图，占空比输出信号己经 带驱动放大，可以直接控制电磁阀升 程。用连接导线按照枳木连接示意图 连接成完整电路,注意连接前先关闭电 源开关。检查无误后接通电源，旋转占空比调节 电位器至最左端，观察电磁阀状态，同 时观察示波表波形，用万用表直流档测 量输出电压，记录相关数据。从左至右旋转占空比调节电位器，电磁 阀升程的变
10、化情况是 同时观察输出电压的变化, 通过这个实训我们可以知道占空比控 制电磁阀的工作原理是调节占空比信 号使输出电压产生变化驱动功率器件 控制电磁阀电流，从而使电磁阀升程产 生变化。V检查控制检查项目结果或数据检查项目结果或数据检查项目结果或数据连线是否规 范是否认真观 察实训现象是否单独完 成工作页是否出现异测量数据是是否严格执评价反馈常现象否准确行6S管理_、自我物在知识与技能方面的收获：掌握的程度牢固掌握基本掌握模糊不清能够说明什么是占空比能够分析占空比的特性能够连接积木占空比控制灯泡电路并分析 电路能够用示波表测量占空比信号并做分析相 关参量如占空比、频率能够说明电磁阀的结构和工作原理能够连接占空比控制电磁阀电路希望自 我改进 的地方希望老师改 进的地方实训小组学生:完成时间:年 月 口二、小组和教师对本学习任务进行评价考核项目评分标准分数学生自评（权重20%）小组互评 （权重60%）教师评价 （权重20%）小 计团队合作是否协调信任5活动参与是否积极主动5安全实训有无安全隐患10现场6S是否做到10任务方案是否正确、合 理5实训过程是否独立完成 实训工作页完成情况40任务完成 情况是否圆满完成5工具和设 备使用是否规范、标 准10问答是否能够回答 正确5实训设备是否完好5总分100教师签名：年 月 口得分
