驱动电路设计研究论文

目前，许多高等院校开始对自己学校的办学层次理念进行重新的审视和定位。其中，为数不多的重点高校将培养目标定位于研究型人才的培养，而绝大多数普通高校则将培养目标主要定位于应用型人才的培养。以下是小编精心整理的《驱动电路设计研究论文 (精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

驱动电路设计研究论文 篇1：

具有有源电压钳位功能的电动汽车IGBT驱动电路设计与研究

摘要：由于电动汽车及混合动力机车的电池工作电压范围较大，在刹车能量回收、发电机发电、短路保护等工况下，防止IGBT产生过压失效成为一个必须深入研究的课题。有源电压钳位功能作为防止IGBT过压失效的有效手段开始有所应用，本文对几种有源电压钳位的具体方式和效果进行了分析，并提出在有源电压钳位在电动汽车IGBT驱动应用中的优化建议。

关键词：有源电压钳位;电动汽车;门极驱动电路;IGBT短路保护;电压尖峰抑制

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.11.015

要采用更大功率的电机和更大功率的IGBT模块。在同样功率情况下，母线电压越高，系统的额定电流越小，系统的损耗也越低，同时还可以减小导线截面积，从而减轻车重。因此，在系统承受的范围内采用较高的母线电压成为电动汽车开发的方向。

此外，在刹车能量回收、发电机发电工作等工况下，系统往往工作于超过额定母线电压的工况下。尤其是为了尽量回收下坡时电动汽车的重力势能，系统往往工作在允许的最高电压状态。然而IGBT关断时产生的Vce电压尖峰叠加在上述较高的母线电压上(见图1)，有超过IGBT耐压值导致IGBT过压失效的风险。这也是IGBT失效的最典型的原因之一。

因此，为满足电动汽车及混合动力汽车较高母线电压下工作的需要，在IGBT关断使Vce接近耐压值时对电压尖峰的抑制是非常必要的。

有源电压箝位方案的优势

IGBT关断电压尖峰是由系统寄生电感和关断电流变化率决定的，计算公式如下：

Vs=Ls * di/dt

Ls表示系统寄生电感，di/dt表示关断时流过IGBT的电流变化率，在系统设计方面通常采用叠层母排技术尽量减小寄生电感，增加并联在母线上的吸收电容等方式减小关断尖峰。在驱动电路方面抑制电压尖峰的方式也

复时间只有15ns，反向电压为200V的ES1D。为了凸显有源电压箝位电路的抑制电压尖峰能力，关断电阻选用了数据手册中的标称值0.8欧姆，实际电路考虑其他综合因素该值会更大一些，如2.2欧姆左右。源电压箝位的保护效果，如图8a和8b。紫色C3为门极电压波形Vge，绿色线C4为集电极电流波形Ic，蓝色线C2为电压波形Vce。

图8a是不使用有源电压箝位功能时的短路测试。由测试结果可见，母线在275V左右发生短路，关断电压尖峰为626V，已经接近HybridPACK2的650V耐压限值(blocking voltage)。

图8b是加上基本有源电压箝位电路后进行的短路测试。由测试结果可见，即使母线达到400V，短路电流比在275V下大45%，关断电压尖峰值仅为604V。可见到Vce被抑制成一个平台，同时门极电压Vge在5V形成一个电压平台，有效抑制了di/dt。

2)该设计仅使用基本有源电压箝位电路，无法适应更多变更复杂更高工作电压的环境，下一步会设计功能更加完善的有源电压箝位电路，不仅限于前文介绍的优化方法。还会考虑采用在泄放回路上串联电容的方法来控制能量的分配，以及应用更大功率IGBT时并联推挽输出级的泄放回路分配。

有源电压箝位作为一种负反馈闭环电路，在电动汽车及混合动力汽车的IGBT驱动电路中是非常必要的，拓展了可工作的母线电压、刹车能量回收、弱磁调速等高电压工况和短路保护等极限工况的可靠性提供了保障。多种优化的有源电压箝位电路进一步为系统设计的灵活性、平衡性提供了有效的支持。

作者：荣睿 何耀华

驱动电路设计研究论文 篇2：

项目驱动在“电子电路设计与仿真”课堂教学中的应用研究

目前，许多高等院校开始对自己学校的办学层次理念进行重新的审视和定位。其中，为数不多的重点高校将培养目标定位于研究型人才的培养，而绝大多数普通高校则将培养目标主要定位于应用型人才的培养。在确定了办学理念后，目标为培养应用型人才的绝大多数高等院校普遍压缩理论教学课时、增加实践实训教学课时，同时对人才培养目标和人才培养计划进行了相应的调整，形成了形式多样、风格各异的教学模式。但大部分普通高校都存在一个普遍的问题，没有从培养目标入手，建立与之相适应的课程体系，而是过分强调和注重专业知识结构的完整性。对此，本论文提出了目标项目驱动的专业课程体系设计方法，并在此基础上形成了计算机电子工程类专业的课程体系，最大限度的提高学生的综合素质和实践动手能力，真正提高教学的效果。

【关键词】项目驱动;实训教学;课程开发与建设;团队合作

1 引言

在错综复杂的高校教学活动中，仅有一个好的课程体系未必能够真正提高教学的效果，达到我们培养应用型人才的目的。在信息高速发展的今天，社会信息更替的节奏越来越快，理论教学为主、实训教学为辅的传统教学方法，已经很难调动当代大学生的学习积极性，不利于培养他们的综合素质和实践能力，尤其是工程项目的研发和设计创新能力。那么，接下来需要进一步研究和解决的问题就是如何提高学生的学习兴趣，使学生的综合素质和各种能力得到最大限度的提高，使得“要我学”转变成“我要学”，真正提高教学的效果。对此，迫切需要更新传统的教学观念，深入研究并逐步采纳国际公认的行之有效的教学方法—— 项目驱动教学，高效地组织和开展课程教学，同时提高团队合作的能力和摸索创新的能力。

2 主要研究内容

2.1 研究基础和条件

计算机电子应用技术是一个伴随信息技术的高速发展和社会对计算机电子人才需求的不断增加而急需的一类专业，对于应用型计算机电子类本专科专业的大学生来讲，绝大多数学生毕业后要从事各种计算机工程项目的开发与研究工作，比较注重学生的实践动手能力和项目开发能力。如果缺少实际工程项目的开发经验或缺少必要的创新精神、团队合作精神等综合素质，将会直接影响大学生的就业、成长乃至可持续发展的能力。

为此，我们选取了计算机电子类专业的《电子电路设计与仿真》课程进行应用实践。将类似课程的理论教学与实践教学打通，并将两门课程的课堂从教室搬到实验室，从而为项目驱动教学，提供方便，扫清障碍。

2.2 研究思路及工作方案

项目驱动教学之前，需要教师从工程实践中精选出适合的工程项目，找出重点难点，并提出课堂的目标和要求。然后，将学生分成若干个项目组，建议在项目的不同阶段，组内同学轮流担任项目经理，以培养每一名同学的沟通能力和领导才能。要明确由各项目组的同学为主进行项目的设计和实施，教师只是给出必要的提示和建议，同时提供咨询和答疑，满足不同层次学生的学习要求。

在项目的设计实施过程中，对于不在学生知识和能力范围之内的问题，以及解决起来有困难的内容，教师要进行要点讲授和知识点拨，并提示他们充分利用搜索工具，进一步在网上搜索解决问题的方法和不懂得问题，或者查阅教材和相关书籍。由被动地接受知识转变为主动地寻求知识，由告诉我方法到我自主寻求思路，这样就可以通过每个有针对性的项目，激发学生获取知识的欲望和掌握知识的能力，充分调动学生学习的积极性和主动性，同时有效培养他们的自学能力和团队合作意识。

教師应该时刻注意自己应该扮演的角色和学生应该扮演的角色，对于项目学习中出现的问题，教师只要给出必要的提示和建议，不可直接帮助学生设计。在各项目组完成设计任务后，要求每组同学首先对本组所做出的设计成果进行自我评价，对照目标和要求找出项目中所存在的问题，以及项目实施过程中每个环节所出现的问题。然后，每个项目组向全体同学们介绍和展示本组的设计成果，其他组的同学对其进行客观公正的评价，指出他们的优点和缺点。最后，由教师进行工作总结，点评学生的项目成果，并现场打分。课堂的最后，要求各组同学提出改正各自问题的方法。

项目驱动教学模式流程图如图1。

2.3 研究内容及目标

将学生的学习活动与实际的工程项目相结合是项目驱动教学模式的基本思想，师生通过共同实施一个完整的“项目”而逐步深入、全面展开教学活动。学生的学习兴趣和信心也是通过通过探究问题和解决问题来提高的。与任务驱动式教学及问题驱动式学习法的方法类似，都是以实践为导向的。项目驱动教学模式比较适用于计算机电子通信类专业的课程。

项目驱动教学模式成功实施的前提是选取适合学生的项目。项目驱动教学的关键，是在整个教学过程中随着项目的不断推进和层层深入来引领学生的学习，带动课堂教学的开展。在教师的引导下，学生通过不断探索和自主解决需要解决的问题，自然而然地进入到新知识点的学习，最终学生的发现问题和解决问题能力得到了训练。

3 总结

与传统教学方式不同，项目驱动教学模式要求以学生为中心，把学生置身于探索知识的情境之中。教师在整个教学过程中只是起组织和指导的作用。从根本上将传统课堂上的老师 “填鸭式教学”的教学方式转变为以学生为主体，教师为主导的教学方式，在很大程度上增强了学生的自信心，有效地实现知识和能力的统一，并形成可持续发展能力，为他们今后就业和走向工作单位后能够较快地担当实际项目的开发和设计奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]朱红英，赖蘋华，宫晓曼.基于项目驱动的DACUM模型Java课程开发建设研究[J]. 科技通报，2014(11).

[2]杨雪荣，成思源，郭钟宁.基于自主式项目驱动的逆向工程技术教学改革与实践[J].实验技术与管理，2016(01).

[3]俞国燕，王贵，刘焕牢，安芬菊，赵娟. 机械类专业项目驱动式实践教学模式的探索与实践[J].中国大学教学，2014(12).

[4] 蔡琴，张凯.项目驱动教学模式在软件工程教学中的应用[J].实验科学与技术，2014(04).

[5]李利，陈刚，田雪莲. 项目驱动在“数字信号处理”课程教学中的应用[J].实验室研究与探索，2015(12).

作者单位

南昌工学院 江西省南昌市 330108

作者：李金凤

驱动电路设计研究论文 篇3：

电子电路设计实训课程微任务驱动教学法探索与研究

摘要：以应用型人才培养的教学管理为研究对象，立足电类专业电子电路设计课程建设，探索科学有效的微任务驱动教学方法，以提高教学质量，培养具有较强实践能力和创新精神的高素质应用人才。

关键词：任务驱动法;微任务;电子电路;实训教学

文献标识码：A

1电子电路设计实训课程教学现状

电子电路设计是电类专业为绘制电子电路图所必需掌握的一门计算机综合性设计课程。然而，随着课程改革在各高校逐渐开展，一些课程的课时量也相应递减，比如笔者所在学校电气自动化专业的《电子电路设计》课程已由原36学时减至24学时。如何在减少的课时的课程中让学生掌握同样程度的技能水平以适应社会的需求，考验着每一位专业教师。

以往传统的电路设计教学的方式大多是由教师先讲授知识点，然后将知识点所涉及到的图例向学生绘制演示，最后让学生依样画葫芦。在整个教学过程中，教师为主导，而学生仅限于单纯的模仿与记忆，并没有主动学习，导致学习效率低下。因此在教学中应该有意识到加入兴趣式教学，调动他们的求知欲，激发学生更积极主动的思考，学习甚至创新，打造优质课堂，全面提高教学质量与学习效率。

2任务驱动法

2.1任务驱动法原理

任务驱动法是近年来被广为应用的一种教学手法，它一改传统的灌输式教学，尝试采用任务驱动式的教学方法。需要教师将课程学习内容划分为多个特定任务，每个任务包含一定知识点，只要学生完成了课程中设定的任务，就可以掌握课程学习的内容。

任务驱动法的核心内容就是由教师在教学过程中创设任务情境，教学任务必须融合学生所需要掌握的技能点和相关的知识点，同时又具有一定的生活性、探究性和创造性，让学生带着解决问题完成任务，激发他们的学习兴趣，让学生自主或协作性学习，使他们真正了解知识点在实际工程中的应用，学以致用。

2.2任务驱动法在电路设计实训中的应用

电路设计实训课程的教学目的为电子电路图形绘制，电路图形仅为简单的二维制版，因此在绘制电路原理图时较为简单易学。但无论多简单的图形，在绘制的过程中都要利用到基本绘图工具、图形编辑和图层管理各知识点综合才能完成。因而课程教授过程中不能简单的按书本章节顺序来讲，而是应该由教师将所有知识融会贯通后重新组织，将它们融入到一个个工程任务中再向学生展示，如向学生展示电动小车电路设计图纸，将其作为一个工程任务，让学生尝试用学过的知识来绘制，或让学生在绘制过程中遇到难题再提出并讲解。这样就更能增添学生的学习兴趣和在完成任务后的成就感，形成良性循环。因此电路设计实训课程非常适合采用任务驱动式教学法。

3微任务驱动法

3.1微任务驱动法原理

采用任务驱动法教学所提供的任务由于综合性较强所以工程量较大且难度较高，学生在一节课中难以完成，即使有些基础好，动手能力强的学生完成了任务，也会因为知识点过多过杂而难以消化。因此需要由教师把握学生素质和能力，将大任务进行科学性的分解，将之细化为中任务，小任务甚至微任务。让具有不同层次知识能力的学生都能被激发兴趣，在任务量合适的微任务环境中尝试和实践。

以上所述即为微任务驱动教学法，它就是以任务驱动法为基础，将总任务依靠知识的内在逻辑或采取分类的方式进行具体化，以微任务的形呈现。较之任务驱动法，其目标更为明确，导向性更强，教师使用这种方法教学也更容易控制课堂教学的节奏，保证能在规定时间内完成教学进度。

3.2微任务教学设计

微任务驱动法的实施过程是：教师先依据教学目标设计一个总任务，引起学生的学习兴趣。再引导学生分析总任务的解决方法并将总任务拆分为一个个的微任务，各微任务之间可以是从属或并列关系。拆分出来的微任务不能太难或任务量太大，应设计为学生较易完成的程度，以便于将学生的理解逐步引向深入。通过一个个的微任务引导和推动学生一步步上升，一层层提高，不断接近并最终达到复杂的学习任务的顶点。

微任务法的核心是如何科学合理的设计微任务。首先，任务必须要有明确的目的性，教师提出的每一个微任务，原则上都是为了完成总任务而设计的，尽量不设置多余任务，不能本末倒置。其次，教师选择微任务时应考虑到大多数学生的水平，注意难易适度。并且在教学过程中，根据学生的反应与掌握程度以及课程进度随时调整微任务，不能任务教条化僵化。第三，微任务还应遵循完整性原则。教师所设计的微任务必须连贯，不能有断续感，让学生知道自己要做什么，可以解决什么问题，使他们获取的知识完整且有条理。最后，微任务的设计要适当增添趣味性，可以在教学过程中加上图片插画，视频音频等数字教学资源，让学生在完成任务的同时体会到学习的乐趣。

3.3微任务驱动法在电路设计实训课程中的应用

Altium Designer软件的工具栏较多，常用工具栏中的各命令参数也较杂，若逐个讲解，则显得各知识点杂乱无章，学生记的多忘得快，但在实际绘图时还是束手无策，不知该用哪个工具来绘制。

例如，在介绍AD软件常用绘图工具栏中的直线、多边形、椭圆弧线、文字和文本框等，若单纯讲述这些知识点，难免枯燥乏味，且容易与布线工具栏的功能弄混。围绕这些教学内容，可设计对应电路制图微任务，围绕一个小目标，教师可以设计多个由简单到复杂的小任务，布置学生循序渐进地完成任务，在练习中熟悉各种命令的操作。例如，基本绘图训练可将学生已在模拟电路和数字电路课程中学过的常用电子元件符号如：变压器、运算放大器(如图1(a)、(b)所示)融入其中，将它们设计为一个个需要完成的微任务。每个任务都考虑到学习课程的前后连贯和趣味性，让学生绘制自己所熟悉的事物。随着学习的深入，可以布置学生完成如图1(c)所示的七段数码管等稍复杂的绘制任务。完成任务后的喜悦感和成就感会更加强烈，也为以后的学习增添了动力。

微任务驱动法在教学过程中将知识点分解到一些小任务中进行，学生头脑中的知识是零散的，有时会降低知识的系统性和完整性。因此，这样的设计任务和完成过程是十分必要的，教师可以通过一个较为完整的任务引导学生将已完成的微任务中的知识点进行归纳总结，加深对所学知识和技能的记忆和理解，完成真正意义上的知识建构。

例如，上完第三次课后，教师即可布置学生完成如图2所示“八路彩灯控制电路图”大任务。从创建元器件、调用常用元件开始，直至综合运用各种绘图指令及编辑工具完成绘图。让学生在本次课中复习巩固了前面微任务中所学的小知识并将其融合，初步完成了一张简单的电子电路设计原理图样，并总体上掌握了一张较完整电子电路工程图的绘制过程，具有综合应用性。

3.4电路设计课程与其余课程的前后融合

电路设计课程在介绍一般电路绘图技巧与制版规则时，还会涉及到数字电路、模拟电路、单片机技术应用等课程的接续关系。将本课程绘制图中所涉及到的器件类原理基础前移到数字电路和模拟电路等课程中解决，诸如实际译码电路、三态电路与缓冲器芯片等知识点不再占用本课程学时。本课程把握好衔接关系，主讲等电路板制版规范、电路设计的仿真方法等要点主题，把以往重复性内容节省的学时用于应用层面。

在重点讲述电子电路图绘制方式的时候，还应适当向学生加强常用接口电路的连接方法知识点，并向学生扩展对嵌入式处理器及新技术的了解，为后续单片机原理课以及传感与检测技术中各种传感器与微处理器的连接使用，智能传感器、数字式一体传感器等内容的讲授打下基础。

4总结

本文提出在电路设计实训课程中提出微任务驱动教学的思路，该方式以“微任务为主线，教师为主导，学生为主题”崭新教学模式，改变了往常的以教定学到被动教学模式，让学生学会在解决任务中学习知识点与解决问题的方法，通过这种方法，既能激发学生勤于思考的热情，有加深了对知识点理解，提高了创新思维的能力。在教学中始终贯穿“应用入手，学中建，建中学;分解项目，逐步深入与完善”的理念，对人才培育重点落在实际操作能力的培养上，提升整体教学水平。

参考文献

[1]苏秋慧.微任务驱动法在中职CAD教学中的实验研究[J].长春：东北师范大学，2013.

[2]周红丽.《电子线路》任务型课堂教学过程和实施步骤的探讨[J].新课程学习，2009，(2)：105108.

[3]杨瑞萍.基于工作过程的项目化课程教学改革实践——以“计算机辅助电子线路设计”课程改革为例[J].吉林省教育学院学报，2015，31(7).

[4]吴天凤.基于任务驱动的CAD教学方法探讨[J].安徽理工大学学报，2013，9(15)：105108.

[5]许燕，李想.基于《电子线路制图与制版》课程在教学过程中若干问题的探讨[J].轻工科技，2014，(09).

作者：徐陶祎　童小琴　徐根达