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EWB在直流稳压电源教学中的应用
作者：钟海平
来源：《广东教学·教育综合》2017年第15期
[摘要]在电子技术相关课程的教学中，EWB是一种能够建立仿真电路的教学软件，并且在应用中具有交互性强，能够可视化的优势。在抽象晦涩的电子技术教学中，EWB能够使其变得生动、直观，有利于提高课堂教学效率。利用EWB仿真演示直流稳压电源，可以在这部分教学中强化学生对这部分知识的认识，培养学生对这部分知识的学习兴趣。本文将对EWB在直流稳压电源教学中的应用进行分析与探讨。 [关键词]EWB直流稳压电源教学 一、引言
在计算机与通信技术快速发展的带动下，虚拟仪器的发展也取得了一定的成效。虚拟仪器技术就是将计算机技术与数字处理技术结合在一起，对仪器功能进行自定义的技术。我们可以根据自己的实际需求来设计相应的仪器，使用不同的模块来调动与其对应的功能，形成不同功能的仪器。虚拟仪器不仅功能强大，而且操作简单，使用时比实体仪器更加灵活多变。这种技术的出现使每个用户都能够发挥自己丰富的想象力，根据自己的设计要求建立不同的仪器系统。
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二、EWB软件的特点
EWB（电子工作台）是一种专门进行电子线路计算机辅助分析与设计的仿真软件，可以通过图形的方式来创建电路，界面简单易懂且操作方便，软件的元件库中有近万个数字元件与模拟元件，可以对其进行使用与修改参数操作。这个软件可以提供交流与直流中的十多种分析方法，并且可以在仿真的电路中设置故障，以模拟电路中出现故障时的真实状态。 三、EWB软件在电子技术教学中的作用
在电子技术课程的教学过程中，通过对EWB软件的应用，我们可以得知，在教学中应用EWB软件可以改变原有的教师讲课、学生听课的课堂教学模式，增加课堂教学的趣味性与生动性，充分调动学生的学习积极性，增强学生对电子技术理论知识的理解，提高课堂教学效率。与此同时，用EWB软件来辅助课堂教学，还能够摆脱教学场地与设备的限制，以仿真的形式做出难以实现的实验，有效地减少实体设备使用率。此外，EWB软件中的电路分析功能还有助于学生掌握仪器的使用与测量方法，调动他们的兴趣，提高他们对电路的分析能力、故障排除能力以及创新能力，能够适应目前电子技术教学的发展现状。 四、利用EWB对串联直流电源电路进行测试与分析
在直流电源中，小功率直流稳压电源应用最为广泛，其主要结构是由220v电源输入到变压器中，从变压器输出后进入整流电路，再经过滤波电路的滤波，滤波后再使用稳压电路来稳定电压，最后进入负载段。在这个结构中，变压器的作用是将220V交流电源的电压转变为整流电路中适用的电压。整流电路中则应用二极管的单向导电性将交流电转换为单向直流电压，使用的方式通常为桥式整流。在滤波电路中，主要的操作是将直流电压中含有的交流分量通过滤波去除，保证直流电压更加接近理想状态，使用的方式通常为电容滤波。滤波后的直流电压在通过稳压电路时，电压可以被稳定到负载电压，如果出现交流电压波动以及负载发生变化时，能够保证负载电压的稳定性。稳压电路中经常采用的稳压方式有并联型稳压电路、串联型稳压电路以及开关型稳压电路三种。其中串联型稳压电路的优势在于输出电压可以灵活调节，并且能够输出大电流，且具有良好的稳压性能，应用范围最广。这种稳压电路主要由调整环节、比较放大电路、取样电路以及基准电压等部分组成，一旦交流电压或负载出现变化，稳压电路输出电压也会随之发生变化，这时取样电路就会将输出电压中的一部分反馈给比较放大器，比较放大器将其与基准电压进行对比，这时出现的误差电压将会被放大，用于控制调整管中的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，用于对输出电压进行补偿，保证输出电压的稳定性。
首先，在整流与滤波电路中，如果采用桥式整流电路与电容滤波电路，可以选择225CN0015，并选用120uF/30V的电容。其次，在电路的调整部分，使用的调整管必须保证一定的可靠性。根据相关的电压关系，可以选择NP5134。再次，在基准电压时，需要考虑到将取样电压尽量定得较高，以便能够更好地反映出输出电压的变化，因此，稳压管可以选择稳压值为10v的1N4740。最后，在确定放大电路与取样电路的参数时，需要保证在电网中的电压
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或负载电流出现变化的情况下，放大电路能够在放大区内运行，同时尽量增加放大倍数，以实现需要的稳压精度，根据这些原则，可以选择使用2N2222A。与此同时，为了保证取样电路的稳定运行，必须确保通过取样电阻R3、Rp、R4的电流远大于2N2222A基极中的电流，可以选用R3=1kΩ，R4=1kΩ，Rp=2kΩ。 （三）电路布置过程
在对设计的电路进行布置时，需要进行以下工作：首先，进XEWB的主界面，在界面中的电路工作區内根据电路的设计图从元器件库中将需要的元器件调入到指定区域。完成这些元器件的调入后，必须检查他们的摆放位置，保证布局的合理性与美观性。其次，根据电路的需求从仪器库中调入电压表与示波器等仪器。最后，在完成所有的元器件和仪器布置后，根据电路图的要求用导线将所用部件连接起来，完成电路布置。 （四）测试与分析
第一，在变压器的副边连接示波器与电压表，设定10：1的参数，可测得输出电压为22v，符合变压规律。这时使用示波器来演示输出的正弦波形。启动电路后再对示波器进行调整，保证波形能够正常显示。第二，测试经过整流后的电压，结果为19.8v，由于受到二极管正向压降的影响，电压表显示为19.75V，已变为单向脉动直流。第三，测试整流滤波后的电压值为19.9-30.5V，电压表则显示为28.23V。第四，测试模拟交流电网波动±5%，结果分别为230V，220V和210V，在交流电频率为50Hz的情况下，输出电压分别为20.45v、20.52v以及20.55v，波动范围小于±5%，符合相关要求。 （五）测试结论
根据以上测试分析结果，我们可以看出，在串联直流稳压电源电路中，测量值与理论计算值基本相符，实验过程有效。如果模拟电路的测试与分析结果不符合设计要求，可以适当地更改电路中元器件的参数，或者更换元器件，确保测试结果符合设计要求。此外，我们还可以更改电路的结构进行其他方面的分析，完成使用电路板无法实现的测试。 五、结束语
综上所述，应用EWB软件进行模拟电子实验具有良好的效果，能够模拟出电子技术课程教学中涉及的大部分电路。应用这种软件进行教学，可以拓展学生的思维方式，提高电子技术教学质量，锻炼学生的实践能力，培养具有综合能力的人才。