3.1 单电源可调稳压电源的线路分析（教案）《简单电子线路装接与维修》（劳保版）同步精品课堂

《简单电子线路装接与维修》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务3.1 单电源可调稳压电源的线路分析 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 中职学生已掌握基础电子元件识别与固定电源装接技能，但对可调稳压电路原理理解较抽象。在知识层面，能识别电位器和LM317外形，但对Uo=(1+R2/R1)×1.25公式应用不熟练，易忽略最小稳定电流对电路的影响。技能方面，焊接工艺较规范，但调试时缺乏系统性，如不会通过测量基准电压排查故障。安全意识上，可能忽视散热片安装和通电前短路检测。教学中需通过实物演示和分步骤调试，强化理论与实践结合，针对公式应用和故障排查设计专项练习。 背景分析 可调稳压电源是电子设备调试核心工具，LM317因输出范围宽（1.2-37V）、带载能力强（1.5A），广泛应用于家电维修、电路板开发等场景。教学内容对接电子装接工职业标准及1+X证书要求，强化仪器使用（万用表测电阻/电压）和工艺规范（元件布局、散热处理）。通过实际案例（如维修手机充电器电压不稳），提升学生解决实际问题的能力，为就业（如电子装配、维修岗位）奠定基础，培养适应工业标准的技能人才。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力(技能)目标 养成严谨的科学态度，如装接前核对原理图、记录测试数据；增强安全意识，规范使用电烙铁和万用表；通过小组协作装调电路，提升沟通与分工能力，能互评调试流程合理性。 解LM317调压原理及电位器分类；掌握电位器选用原则（如高频选玻璃釉电位器）和LM317引脚功能（输入/输出/调节）；熟记检测参数（如控制端与输出端正向电阻32-36kΩ）及公式Uo=(1+R2/R1)×1.25的应用条件。 能规范装接单电源可调电路，确保LM317引脚正确、电位器灵活可调；用万用表完成元件检测和电压调试，调节R2使输出电压符合理论值；能分析常见故障（如无输出、电压波动），排查元件极性、电阻虚焊等问题。 学习任务 描述 通过“LM317可调稳压电源装调”实训，完成：①用万用表检测电位器标称阻值、LM317引脚电阻；②按原理图插装元件，焊接并检查焊点；③接入20V输入电压，调节电位器使输出在1.25-30V范围内，记录空载/带载电压；④若输出异常，排查R1/R2连接或稳压器故障，撰写实训报告总结调试过程。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 元件检测：电位器动片与定片接触性能测试，LM317各引脚正反向电阻值判断（如控制端与输出端正向32-36kΩ）。 电路装接：LM317引脚顺序（输入-输出-调节）、R1阻值选择（＜240Ω）及散热片安装规范，确保布局紧凑、导线横平竖直。 调试要点：空载电压调节范围验证、带载测试（电流≥1.5mA）及纹波观察（用示波器检测平滑度）。 教学难点 理论应用：理解R1/R2阻值比例对输出电压的影响，避免因R1过大导致电流不足（＜1.5mA）。 故障排查：区分稳压器损坏、电阻虚焊、电位器接触不良等故障原因，如输出为0V时需逐段检测电源通路。 仪器操作：示波器参数设置（垂直灵敏度、扫描时间）及纹波波形分析，判断滤波电容是否失效。 教学难点突破方法 公式理解：通过仿真软件动态演示R2变化对输出电压的影响； 故障排查：分组模拟“R1虚焊”“电位器接触不良”等故障，引导学生用万用表分段检测； 示波器使用：对比标准波形图，实操练习调节旋钮读取纹波数据。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《简单电子线路装接与维修》，主编：朱彦齐；中国劳动社会保障出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾 (2分钟) [引入主题](2分钟) 任务引入：回顾固定三端稳压器（如7812）工作原理，提问“如何实现输出电压连续可调？” 展示7812与LM317对比图，强调LM317调节端功能；提问电位器在电路中的作用（分压/限流）。 回答固定稳压器输出固定电压，可调需通过电阻分压；回忆电位器通过滑动端改变电阻值。 通过对比旧知引出LM317可调原理，激活学生对电位器功能的认知，为新课铺垫。 新课导入 (3分钟) [新课引入](3分钟) 展示手机充电器拆解视频，指出故障点（稳压器损坏导致电压不稳），引入LM317可调电源。 演示LM317典型电路，提问“为何只需两个电阻就能调节电压？”引导观察电路结构（输入/输出/调节端）。 观察电路结构，猜想调节端作用；思考电阻比值与电压的关系，尝试推导公式。 通过生活案例激发兴趣，结合实物演示直观呈现知识点，引导学生主动思考可调原理，建立“元件电路功能”关联。 探索新知 (2分钟) 一、电位器的应用 电位器是一种可调电阻器,对外有三个引出端,其中两个为固定端,一个为滑动端(也称中心抽头)。滑动端在两个固定端之间的电阻体上做机械运动,使其与固定端之间的电阻发生变化。 电位器按接触方式及材料可分为接触式(线绕、实芯、膜式)和非接触式(光电、磁敏)电位器;按结构特点可分为单圈、多圈、单联、双联、带开关、锁紧和非锁紧电位器;按调节方式可分为旋转式和直滑式电位器。 1. 电位器的型号命名 电位器的型号命名与电阻器类似。第一部分为主称(用字母W表示电位器),第二部分为材料,第三部分为分类,第四部分为序号。 2. 电位器的主要技术参数 电位器除了和电阻器一样有标称电阻、额定功率、精度等级等技术参数外,还有阻值变化规律。带开关的电位器还有开关电压及载流量的限值。 3. 电位器的选用原则 (1)根据电路实际要求,选择合适的型号。在一般电路中或使用环境较好的场合,如在室内工作的收录机,VCD设备中的音量、音调控制用电位器,均可使用碳膜电位器,规格全、价格低。如需要做精密调节,且损耗功率较大,可选用线绕电位器。在工作频率较高的电路中,应选用玻璃釉电位器。 (2)根据用途选择电位器的阻值变化特性。 (3)选用电位器时,还应注意尺寸大小和旋转轴柄的长度、轴端样式和轴上是否需要锁紧装置等。经常需要调节的电位器,应选择轴端铣成平面的,以便安装旋钮;不需经常调节的,可选用轴端带有刻槽的,调整好后不再经常转动。收音机中的音量控制电位器,一般选用带开关的电位器。 (4)电位器的转轴应放置灵活,松紧适当,无机械噪声。 展示LM317封装图，标注引脚功能；板书公式Uo=(1+R2/R1)×1.25，强调1.25V为内部基准电压。 对照封装图识别引脚，分析R1/R2在电路中的连接方式；计算当R1=240Ω、R2=5kΩ时的输出电压（约27V）。 通过图文结合明确引脚功能，公式推导强化理论理解，为装接调试奠定基础。 学习新知(14分钟) 二、三端稳压器 可调三端集成稳压器LM317:集成三端稳压器LM317是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。 (1)LM317的输出电压范围是1.2~37V,负载电流最大为1.5A。它的使用非常简单,仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外,它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。 (2)LM317内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常LM317不需要外接电容,除非输入滤波电容到LM317输入端的连线超过6 in(约15cm)。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波电容能得到比标准三端稳压器高得多的纹波抑制比。 (3)LM317有许多特殊的用法,比如把调整端悬浮到一个较高的电压上,可以用来调节高达数百伏的电压,只要输入输出压差不超过LM317的极限即可。还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上,实现可编程的电源输出。 (4)特性简介 可调整输出电压低至1.2V;保证1.5A输出电流;典型线性调整率0.01%;典型负载调整率0.1%;80dB纹波抑制比;输出短路保护;过流、过热保护;调整管安全工作区保护;标准三端晶体管封装。 LM317的输人最高电压大于30V,输出电压为1.5~32V,电流1.5A。不过在使用时要注意功耗问题和散热问题。LM317有三个引脚,一个为输入,一个为输出,一个为电压调节。输入引脚输入正电压,输出引脚接负载,电压调节引脚分为两路,一个引脚接电阻(200Ω左右)到输出引脚,另一个接可调电阻(几千欧左右)到地。输入和输出引脚对地要接滤波电容。 示范用万用表Rx10k挡测LM317控制端与输出端电阻，对比标准值（正向3236kΩ，反向0.30.5MΩ）；演示电位器动片与定片阻值变化检测。 分组检测LM317和电位器，记录数据并对比标准值，判断元件好坏；观察电位器旋转时阻值是否连续变化。 通过实操掌握元件检测方法，培养数据对比和故障预判能力。 317系列稳压块的型号很多,如LM317HVH、W317L等。 作为稳压电源的输出电压计算公式,R1和R2的阻值是不能随意设定的。首先,317稳压块的输出电压变化范围是U。=1.25~37V(高输出电压的317稳压块如LM317HVA、LM317HVK等,其输出电压变化范围是U。=1.25~45V),所以R2/R1的比值范围只能是0~28.6。其次,317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。 最小稳定工作电流的值一般为1.5~5mA。当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,317稳压块就不能正常工作。当317稳压块的输出电流大于其最小稳定工作电流时,317稳压块就可以输出稳定的直流电压。如果用317稳压块制作稳压电源,但未注意317稳压块的最小稳定工作电流,那么稳压电源可能出现不正常现象,即稳压电源输出的有载电压和空载电压差别较大。 使317稳压块稳定工作的措施是保证 U/(R1+R2)=1.5~5mA,R2/R1的值为0~28.6。 演示装接流程：先插装电阻、电容，再固定LM317（注意引脚顺序），最后连接电位器；强调散热片与稳压器紧密接触。 按工艺规范装接电路，注意元件极性和导线走向；检查焊点是否光亮、无虚焊，剪脚留头＜1mm。 通过分步演示强化装接规范，培养严谨的工艺习惯，避免因装接错误导致故障。 三、任务实施--电子元器件的检测 1.实训目的 （1）能检测三端稳压器LM317的好坏和极性。 （2）能进行电位器测量与质量判别。 2.主要实训器材的认识 3.实训内容 （1）电位器的测量与质量判别 电位器的识别和检测 电位器的识别和检测 （2）三端稳压器LM317的检测 分别用万用表的欧姆挡中的Rx10k挡正、反向测量稳压器的控制端和输出端,用万用表的红表笔接控制端,黑表笔接输出端,则正向电阻应在32~36 kΩ范围内,而反向电阻应在0.3~0.5MΩ范围内。用万用表Rx1k挡的欧姆挡正、反向测量稳压器的输出端和输入端,用红表笔接输出端,黑表笔接输入端,则正向电阻应在15~19kΩ范围内,而反向电阻应在6~8kΩ范围内。用万用表R×10k挡的欧姆挡正、反向测量稳压器的控制端和输入端,用红表笔接控制端,黑表笔接输入端,则正向电阻应在98~101 kΩ范围内,而反向电阻应在40kΩ左右。 通电前强调检测输入输出对地电阻；演示调节R2观察电压变化，用示波器测纹波；模拟R1虚焊故障，引导排查。 通电后测空载电压，调节电位器记录范围；带载（100Ω电阻）测电压波动，若异常则检查元件连接。 通过实战调试掌握检测流程，学会用仪器分析故障，提升解决实际问题的能力。 学生再练习(6分钟) 4、分配任务：(6分钟)(思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力) 1)、以小组为单位回答问题：给定故障场景：①输出电压固定无变化；②带载时电压骤降。 2)、每组派出代表回答老师提问 4)、学生分组相互评价 5)、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂总结 (2分钟) 教师总结(2分钟) 今天学习了LM317可调电源的装调，重点掌握三点：①元件检测（电位器阻值变化、LM317电阻值）；②装接规范（引脚顺序、散热处理）；③调试方法（电压调节、纹波观察）。注意公式中R1需小于240Ω，避免电流不足。课后需复习检测步骤，思考如何进一步提高电压稳定性。 布置下节课任务(40分钟) 布置下节课任务(40分钟) 预习下节课内容 布置作业(13分钟) [完成作业](13分钟) (1)绘制LM317电路原理图，标注元件参数；​ (2)设计输出520V可调电源，计算R1/R2阻值组合，说明选型理由。 板书设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次教学以“装接检测调试”为主线，学生对元件检测和电路装接掌握较好，但公式应用和故障排查仍需加强。约40%学生在计算R2阻值时忽略最小稳定电流，导致理论值与实测不符。改进措施：①增加公式推导练习，结合实例计算临界阻值；②引入虚拟仿真软件，动态演示电流变化对稳压的影响；③下次课设置“故障排查竞赛”，提升逻辑思维。此外，部分学生示波器操作不熟练，需在课前增加仪器预习环节。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$