一、教学设计
表1、直流稳压电路与测试
| 教师姓名 | 李军科、崔玫、陈立文、房曙光、曹钟林、程军武、童建华、冒莉 | 备注 |
| 章节名称 | 项目五 直流稳压电源 任务5-4 直流稳压电路与测试 | |
| 教学任务 | 直流稳压电路工作原理、串连负反馈直流稳压电路 | |
| 教学目标 |
1、 掌握直流稳压电源稳压电路工作原理；2、 串连负反馈直流稳压电路工作过程 | |
| 教学策略 | 以教师为主导，学生为主体开展教学。教师演示课程PPT,利用第二课堂引导学生独立设计整流电路并制作与测试； | |
教学过程 | 教师活动： 实例导入—提出问题（现场演示）—示波器演示整流前后波形并简单分析结果 | |
学生活动： 认真听课—做好笔记—回答问题—用示波器观察稳压前后信号波形 | ||
资源准备：multisim11软件、PC电脑、投影、PPT课件、USB接口数字示波器、万用表、面包电路板 | ||
教学评价 | 1、知识与技能：串联负反馈稳压电路制作 | |
2、过程与方法：在面包板上手工搭建功能电路、理论联系实际，仿真实践同时进行。 | ||
3、教学态度评价： | ||
说明：教学评价安排在课堂快要结束时候，以学生评价为主，讲师评价为辅 | ||
| 课程总结 | 串联负反馈电路在稳压电路中占有十分重要的地位，在每年的电子设计大赛中设计满足性能的直流稳压电路经常出现，直流稳压电路是一个经典的电路。 |
二、教学内容
根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源。
1、
这里说的线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。调整管工作在线性状态下，可这么来理解：RW（见下面的分析）是连续可变的，亦即是线性的。而在开关电源中则不一样，开关管（在开关电源中，我们一般把调整管叫做开关管）是工作在开、关两种状态下的：开——电阻很小;关——电阻很大。工作在开关状态下的管子显然不是线性状态。
线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低;反应速度快，输出纹波较小;工作产生的噪声低;效率较低（现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的）;发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。
Uo=UiRL/（RW+RL），因此通过调节RW的大小，即可改变输出电压的大小。请注意，在这个式子里，如果我们只看可调电阻RW的值变化，Uo的输出并不是线性的，但如果把RW和RL一起看，则是线性的。还要注意，我们这个图并没有将RW的引出端画成连到左边，而画在右边。虽然这从公式上看并没有什么区别，但画在右边，却正好反映了“采样”和“反馈”的概念----实际中的电源，绝大部分都是工作在采样和反馈的模式下的，使用前馈方法很少，或就是用了，也只是辅助方法而已。
让我们继续：如果我们用一个三极管或者场效应管，来代替图中的可变阻器，并通过检测输出电压的大小，来控制这个“变阻器”阻值的大小，使输出电压保持恒定，这样我们就实现了稳压的目的。这个三极管或者场效应管是用来调整电压输出大小的，所以叫做调整管。
像图1所示的那样，由于调整管串联在电源跟负载之间，所以叫做串联型稳压电源。相应的，还有并联型稳压电源，就是将调整管跟负载并联来调节输出电压，典型的基准稳压器TL431就是一种并联型稳压器。所谓并联的意思，就是象图2中的稳压管那样，通过分流来保证衰减放大管射极电压的“稳定”，也许这个图并不能让你一下子看出它是“并联”的，但细心一看，确实如此。不过，大家在此还要注意一下：此处的稳压管，是利用它的非线性区工作的，因此，如果认为它是一个电源，它也是一个非线性电源。为了便于大家理解，回头我们找一个理适合的图来看，直到可以简明地看懂为止。
由于调整管相当于一个电阻，电流流过电阻时会发热，所以工作在线性状态下的调整管，一般会产生大量的热，导致效率不高。这是线性稳压电源的一个最主要的一个缺点。想要更详细的了解线性稳压电源，请参看模拟电子线路教科书。这里我们主要是帮助大家理清这些概念以及它们之间的关系。
一般来说，线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如保护电路，启动电路等部分。下图是一个比较简单的线性稳压电源原理图（示意图，省略了滤波电容等元件），取样电阻通过取样输出电压，并与参考电压比较，比较结果由误差放大电路放大后，控制调整管的导通程度，使输出电压保持稳定。
常用的线性串联型稳压电源芯片有：78XX系列（正电压型），79XX系列（负电压型）（实际产品中，XX用数字表示，XX是多少，输出电压就是多少。例如7805，输出电压为5V）;LM317（可调正电压型），LM337（可调负电压型）;1117（低压差型，有多种型号，用尾数表示电压值。如1117-3.3为3.3V，1117-ADJ为可调型）。
三、教学课件
四、教学视频
五、教学案例—BOOST升压电源制作设计
1、问题提出
由于DC/DC开关电源具有高效率,高功率密度和高可靠性等优点,越来越广泛地应用于通讯、计算机、工业设备和家用电器等领域。开关电源的数字控制，可以很好的改善电路的瞬态响应，使之速度更快，更精确并提高了开关电源的稳定性、可靠性、可控性和抗干扰性等，易实现模块化管理，能够消除因离散元件引起的不稳定和电磁干扰等优点。在近几十年里,开关电源技术得到了长足的发展。很多场合下,需要从低压电源变换到高压电源。Boost变换器是最基本,也是最常用的一种变换器。
2、BOOST电路工作原理
Boost主电路由电感、开关管和滤波电容组成。其输入侧有储能电感可以减小输入电流纹波，对输入端呈现电流源负载特性；其输出侧有滤波电容可以减小输出电压纹波，对负载呈现电压源特性。图1给出了Boost变换器原理图。
在电感电流连续方式下，电路分开关导通和开关断开两个阶段，开关导通时，为电感储能阶段，此时电源不向负载提供能量，负载靠储于电容的能量维持工作，开关断开时，电源和电感共同向负载供电，此时还给电容充电。图2给出了在电感电流连续模式下的情况下IL的稳态波形。
3、Boost电路关键参数选取
输入电压DC 12~18V ，输出电压设定24-36V，输出电流50mA~2A，电路效率90%，输出纹波50mv。升压电感按照限制电流脉动最小原则设计。考虑最差情况，输出功率最大，输入电压最低。此时输入电流最大，纹波也最大。
二极管必须承受与输出电压相等的反向电压，并传导负载所需的最大电流。在此选用一款型号B20100G的肖特基二极管。反向电压100V，最大持续导通电流10A，反向恢复时间极短，正向导通压降只有0.2V。
采样电路中,电流采样电阻使用DALE公司0.04欧姆、3W、%1精度的低阻值电阻，流过1A电流可以产生40mV压降。用仪表放大器AD620做25倍放大，得到1V/1A电流取样关系。这样0~3A输出电流对应0~3V取样输出电压，满足了F2806片内AD转换器要求。电压取样采用电阻分压。分压比为1/15，电阻精度0.1%。
4、boost电路测试制作
调整输入电压在18~24V之间变化，记录不同输入电压与输出设定电压之间关系。表1给出了设定30 V输出时系统电压调整特性。由表5-1可以看出，随着输入电压增加，实际输出电压与设定电压误差逐步减小。当输入电压18V时，系统输出误差170mV；在21V电压输入时，系统输出在30V附近趋于稳定，误差在40mV以内。在整个允许输入电压范围内，电压调整率为0.5%，这里负载设定2A。表5-2给出了电压恒定输出30V，负载电流在0.2~2A之间变化时负载特性结果。采用250W-10欧姆瓷盘滑线变阻器测试，回路中串接电流表，毫伏表接负载两端。旋转瓷盘变阻器手柄，记录不同负载系统输出。由表5-2可以看出，负载电流在0.5~1.45A时，输出电压误差小于60mV，当负载接近满载2A时，误差加大约350mV。负载调整率1.1%。
4、教学反思
通过boost升压电源制作与测试，和直流稳压电源可以进行比较发现，直流稳压电源直接通过变压器，桥式整流、电容滤波及稳压电路实现。串联负反馈稳压电路通过采样电阻检测输出端电压，再经过误差放大器放大调整晶体管CE间电压从而稳定输出电压。晶体管直接工作在放大区。而开关稳压电源则通过控制开关管对电感与电容的充放电时间，来实现电压的稳压控制。目前在工业领域，开关电源越来越受到市场的关注与兴趣。
