前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了大學生電子設計競賽應用探討范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

電路原理是我校電氣工程及其自動化的一門重要的基礎課，教材中所講述的電路模型和基本定律比較抽象，學生在學習的過程中往往只會利用理論知識分析電路圖，本文以大學生電子設計競賽為導向，對電路原理課程進行教學改革，通過競賽中的一個具體任務提高學生的創新能力和實踐能力，不僅有利于教學和科研的相互促進，同時也讓學生充分了解電氣工程專業發展的最新動態。

1引言

全國大學生電子設計競賽（趙妮娜，競賽式教學在電工電子技術課程設計中的應用[J].電子設計工程，2013(15)：44-46）作為四大競賽之一，是教育部和工業和信息化部共同發起的大學生學科競賽之一，競賽的主要特點是與高等學校相關專業的課程體系和課程內容改革密切結合，從而推動課程教學、教學改革和實驗室建設等相關工作。蘇州大學建校歷史悠久，機電工程學院自2003年以來組隊參加了歷年的大學生電子設計競賽，經過長期的積累和沉淀，近年來取得了質的突破，取得了多個江蘇省一、二等獎的好成績，該比賽有助于電氣工程及其自動化學科教學內容的改革以及相關實驗室的建設，對專任教師提出了更高的要求，同時也提高了學生的創新能力和實踐能力。

2大學生電子設計大賽任務和要求

全國大學生電子設計大賽每年8月份舉辦，賽期四天三夜，早上8點在網站統一公布題目，主要分為7大類，涉及電源類、信號源類、高頻無線電類、放大器類、儀器儀表類、數據采集與處理類以及控制類。為了更好的說明電子競賽（陳東，謝發琴，電子設計競賽與深化實踐教學改革[J].實驗技術與管理，2005：86-88）對電路理論教學的促進作用，我們經過仔細對比，選取了一道典型的無線電腦傳輸裝置題目。該題目的任務是設計并制作一個磁耦合諧振式無線電能傳輸裝置（趙爭鳴，張藝明，陳凱楠，磁耦合諧振無線電能傳輸技術新進展[J].中國電機工程學報，2013，33(3)：1-13），具體要求分為四部分，一二部分為基本要求。第三部分為自主發揮，第四部分為最終的設計報告。該競賽題目和電路知識密切聯系，同時也是當下的一個熱點，無線電能傳輸將進一步得到普及。

3以競賽任務為驅動的課程設計教學的實施

3.1系統方案。根據所學電路理論知識，我們選擇了電磁感應方案，諧振式強磁耦合方案以及電磁波輻射方案。就題目來說，電磁感應方案最大的缺點是它的傳輸效率低，而電磁波輻射方案對設備的要求很高。因此綜合來說，諧振式強磁耦合方案（吳嘉迅，吳俊勇，張寧，等.基于磁耦合諧振的無線能量傳輸的實驗研究[J].現代電力，2012，29(1)：24-28）最合理。在此方案中有三大難點需要解決：（1）傳輸效率很難提高。距離越大，傳輸功率越低。（2）系統諧振頻率難達到期望值。（3）諧振頻率和RC振蕩電路的固有頻率難匹配。3.2系統總體框圖。在對題目要求進行理論分析與計算后，我們將學生分成八個小組，提出各自的方案，其中具有代表性的系統總體框圖如圖1所示。為了充分體現學生的創新能力，我們采取了兩種方案去完成。一個典型方案是由MSP430F149單片機輸出3.3V高頻PWM方波信號，控制驅動電路，產生15V高頻方波信號。經LC振蕩電路，將電能傳輸出去。在諧振點，能量效率最高。經過橋式整流穩壓，得到8V穩定的直流電壓。另外一個方案由純電路來完成，主要分為發射端電路、接收端電路以及測試用的LED燈，由于我們的課程應用對象是電路原理，因此我們重點介紹這個方案。3.3發射端電路原理圖。發射端是Royer振蕩器回路，具有自啟動功能，取決于輸入的直流電壓，接通電源后，考慮到兩個晶體管的特性的差異性，我們做如下分析，如果Q1先導通，此時電感線圈產生感應電動勢，通過一組線圈產生反饋，從而Q1處于導通狀態，Q2處于截止狀態，當電感磁芯達到飽和時，電動勢為零，Q1變成截止狀態，于是電動勢反向，從而導致Q2導通。由于逆變震蕩器產生正弦信號，通過線圈將能量發送出去。高頻輸出級用大功率場效應管時需加上面積足夠大的散熱器。輸入端采用場效應管Rover高頻逆變元件，逆變震蕩器產生正弦信號，并用線圈將能量發送出去，雙管推挽電流饋電，當發射和接收線圈處于同一頻率時會產生共振現象，從而實現無線電能的傳輸。電容組成的并聯諧振回路輻射出去．發射機是一級振蕩一對推挽輸出的電磁波感應發射器,將直流電變成脈沖交流用電感線圈幅射出去，為接收部分提供能量。具體電路如圖2所示。3.4接收端電路原理圖。LA為發射線圈、LB為接收線圈、fr是電容調諧后達到一致的固有頻率，其中需要注意的問題是高頻傳輸（1～20M）。具體電路圖如圖3所示：圖3接收端電路原理圖其中的輸出整流濾波電路選用了全波整流電路，全波整流變壓器輸出功率的利用率為100%，輸出直流電壓中的紋波較低。具體選擇輸出整流二極管時和電容要充分考慮其特性值，其中重點需要留意的是耐壓值。3.5系統測試。利用可變電源作為輸入端的輸入電源，從9V電源開始增加一直到15V，在增加電壓的過程中首先保證兩個串聯的1W的LED燈能夠保持一定的亮度，然后在增加距離的時候找一個大概超過十厘米的位置進行測試，在輸入直流電壓為15V時，測量接收端的直流電流I的大小。再測量直流電壓。然后在輸入直流電壓15V的條件下，不斷加大LED燈與發射端的距離，然后測量燈直到不亮時的距離。測試結果，我們初步測得最大的距離為50厘米左右，此時燈都是亮的，輸出的電流可達到505毫安，電壓超過8V。

4結束語

通過從競賽的選題到理論分析，再到具體的電路設計以及元器件選購，直到完成最終的調試，并寫成相應的競賽式課程設計報告（徐振方，孟艷花，王艷，從電子設計競賽看電子信息類專業的教學改革[J]．安徽工業大學學報(社會科學版)，2010，27(I)：35-36），為后續的畢業設計提供了很好的素材。同時我們將抽象的書本知識應用于具體的任務，為后續的專業課的學習打下了堅實的基礎，電路原理課程的教學改革還需要不斷的探索和研究，與大學生電子設計競賽相結合提供了一條切實可行的思路，在此基礎上我們可以進一步改革相關課程（王越，韓力，大學生電子設計競賽的開展與學生創新能力的培養[J].中國大學教學，2005，10：4-6）的教學，讓學生學以致用，更好的適應社會的需要。

作者:呂勇 余雷 羅力恒 葉萍 單位:蘇州大學機電工程學院