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動(dòng)力電池基礎電氣原理教具箱
一、功能特點(diǎn)
具體設備及參數：
1.永磁交流發(fā)電機原理實(shí)訓板:采用5V三相交流發(fā)電機，輸入電源采用12V鋰電池模塊，鋁合金固定件固定5V三相發(fā)電機，電位計調節占空比控制電動(dòng)機轉速，電動(dòng)機驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，面板上安裝內徑為2mm銅質(zhì)端子，用于連接電源端子和示波器檢測端子。
2.ECU電源供電原理實(shí)訓板:實(shí)訓板面板打印電路工作原理，具有整流模塊，π型濾波模塊，穩壓模塊，通過(guò)2mm銅質(zhì)端子引出整流后電壓，濾波后電壓，穩壓后電壓，通過(guò)連接電壓表或示波器進(jìn)行電壓或波形紋波測量。輸入電源為單相12伏交流電。
3.霍爾電流傳感器實(shí)訓板:使用滿(mǎn)量程6安培的霍爾電流傳感器，4位數碼管輸出電流顯示，內置DCDC轉換器可產(chǎn)生0~6A可調的直流電流，此電流通過(guò)銅線(xiàn)穿過(guò)霍爾傳感器來(lái)測量其數值。通過(guò)電位器可調節被測電流的大小，通過(guò)一個(gè)雙刀開(kāi)關(guān)可使被測電流反向，通過(guò)另一個(gè)雙刀開(kāi)關(guān)可將外部電流表串入來(lái)驗證實(shí)際的被測電流的大小，其-6a電流時(shí)，霍爾傳感器輸出0.5伏，+6A電流時(shí)，霍爾傳感器輸出4.5伏，沒(méi)電流時(shí)，霍爾傳感器輸出2.5伏�；魻杺鞲衅鳒y量電流并反饋給單片機，經(jīng)過(guò)單片機計算輸出給數碼管顯示電流，配備霍爾電流傳感器測量2mm銅質(zhì)端子，LED發(fā)光二極管電流檢測2mm銅質(zhì)端子，電源輸入2mm銅質(zhì)端子。
4.鋰電池充放電控制實(shí)訓板:使用3串200mah鋰電池作為被監測電池，實(shí)訓板內置3串鋰電池保護電路，使用12伏電源對其進(jìn)行充電，充滿(mǎn)電自停，過(guò)充時(shí)保護停充，使用一個(gè)NTC熱敏電阻及一個(gè)加熱電阻，可模擬鋰電池充電過(guò)熱保護，使用4位數碼管顯示其電池的實(shí)時(shí)電壓和實(shí)時(shí)溫度。3串鋰電池經(jīng)過(guò)放保護電路后，由輸出端子輸出12伏對外供電，當任何一節電池電壓低于2.8伏時(shí)，過(guò)放保護電路動(dòng)作，停止對外供電。
5.歐姆定律特性實(shí)訓板:采用歐姆電路特性研發(fā)，輸入電源采用DC12V，電路由正極串連一個(gè)水泥電阻和一個(gè)可調電阻，調節水泥電阻的工作電流，面板含絲印電路圖，配備電流測量2mm銅質(zhì)端子，電壓測量2mm銅質(zhì)端子，電源輸入2mm銅質(zhì)端子；增加短路保護 ，由于模塊在測試過(guò)程中短路導致模塊內部三極管損壞，沒(méi)有短路保護措施。
6.場(chǎng)效應管原理實(shí)訓板:實(shí)訓板內置200V/16A大功率場(chǎng)效應管，具有G極電壓調節電路，預留2mm銅質(zhì)IG電流測量端子，ID電流測量端子，VDS電壓測量端子，面板含絲印電路圖，采用燈泡作為漏極負載。
7.IGBT功率管特性實(shí)訓板:實(shí)訓板內置1200V/20A大功率IGBT管，引出繼電器電流測試端子，集電極電壓測試端子，發(fā)射機電流測量端子，柵極電流測量端子，柵極電壓測量端子。集電極采用燈泡作為負載。柵極采用可調電阻調節柵極電壓，可調節使IGBT進(jìn)入導通和截止狀態(tài)。
8.高壓電上電控制實(shí)訓板:由智能微處理器產(chǎn)生上電時(shí)序，控制3個(gè)透明繼電器完成上電過(guò)程�？赡M直流母線(xiàn)大電容充電的電壓緩慢上升過(guò)程，及上升末端時(shí)，繼電器投切狀態(tài)；使用直流電機作為母線(xiàn)負載，用電位器調節其轉速。
9.磁電位置傳感器實(shí)訓板:由微處理器產(chǎn)生脈沖調制波（受電位器控制）驅動(dòng)電動(dòng)機，電機轉盤(pán)上安裝4mm強磁鐵，強磁鐵每圈靠近1次磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈。使用磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈檢測磁場(chǎng)信號，經(jīng)內部放大電路，整形電路處理該磁場(chǎng)信號，送到微處理器計算相應的輪速。并顯示到數碼管。微處理器受車(chē)速/轉速切換按鈕控制，可以車(chē)速/轉速模式顯示到數碼管，面板采用2mm銅質(zhì)端子輸出磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈信號，及經(jīng)過(guò)內部放大整形電路處理后的磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈信號。
10.DC/DC升壓控制實(shí)訓板:采用高壓包線(xiàn)圈升高電壓，輸入電源采用DC12V，電路經(jīng)過(guò)NE555電路震蕩，變壓器升壓，大電容儲能，觸發(fā)高壓包線(xiàn)圈產(chǎn)生高壓，可調電阻調節觸發(fā)的頻率，面板含白色絲印電路圖，配備震蕩信號檢測2mm銅質(zhì)端子，高壓脈沖檢測2mm銅質(zhì)端子，電源輸入2mm銅質(zhì)端子。
安全保護：積木板底盒采用95*95mm模具加工注塑成型，底盒保護防止控制電路短路，并安裝有6個(gè)強磁鐵。
11.DC/DC降壓控制實(shí)訓板:實(shí)訓板內置3.3伏線(xiàn)性穩壓模塊，5伏線(xiàn)性穩壓模塊，面板含白色絲印電路圖。配備電源輸入輸出2mm銅質(zhì)端子。
12.直流電機轉速控制實(shí)訓板:內置智能微處理器受電位器控制，產(chǎn)生脈沖寬度調制波控制電機以不同轉速運轉。電機轉盤(pán)上有透光缺口。該透光缺口經(jīng)過(guò)光信號耦合器時(shí)，產(chǎn)生隨轉速變化的轉速電信號。轉速電信號輸出到面板2mm銅制檢測端子供外部測量用，同時(shí)送回到微處理器中運算并將轉速顯示到數碼管。微處理器同時(shí)受車(chē)速/轉速切換按鈕控制，可以車(chē)速/轉速模式顯示到數碼管。
13.三通道示波表及信號源:（1）功能概述：具有3路硬件通道，可同時(shí)觀(guān)察三路模擬信號和數字信號波形，例如三相交流電壓，電流信號、脈動(dòng)波形等（2）性能參數：采用2.8英寸全彩液晶屏，采樣率是0.8SPS到1MSPS，每通道存儲深度具有3940點(diǎn)波形緩存，水平采樣率從500S/div到1uS/格按照1、2、5間隔可調節，垂直靈敏度從20mV到20V/div按照1、2、5間隔可調節，每通道均可獨立設置交直流耦合方式，每通道可獨立設置其垂直位移，可從-5格到+5格之間任意設置；（3）觸發(fā)模式：支持正常觸發(fā)、自動(dòng)觸發(fā)、單次觸發(fā)；觸發(fā)電平-10格到正10格可調節；（4）波形回放：使用單次觸發(fā)，將波形采集好，可放大或縮小可觀(guān)察其波形全貌，可觀(guān)察其波形細節；（5）信號發(fā)生：可以產(chǎn)生從0.1Hz到10KHz之間的三角波、正弦波、矩形波，占空比0%到100%可調，幅度從0.1伏到3伏可調；（6）頻率測量：測量通道1信號，從5Hz到1MHz硬件頻率計，基于周期測量和時(shí)間閥計數，并測量波形占空比；（7）數值分析：自動(dòng)測量并顯示三個(gè)通道被測波形的電壓谷值、峰值、峰峰值，有效值；（8）便捷操作：所有界面設置用一個(gè)旋轉數字編碼開(kāi)關(guān)來(lái)完成，通過(guò)左右轉旋轉旋鈕來(lái)選定菜單，按下確認后進(jìn)入下級菜單功能調整；（9）方便使用：儀器自帶1H可充電鋰電池，工作時(shí)顯示屏可以顯示電池電量及電壓，內置電池具有8小時(shí)續航能力，通過(guò)Micro-USB接口進(jìn)行充電，可以使用市面通用手機充電器充電；（10）工藝說(shuō)明：外殼底座采用專(zhuān)用模具注塑成型，保護蓋采用專(zhuān)用模具注塑成型透明外殼，尺寸95*95mm，底盒內置強磁，示波器可以直接吸附在黑板或實(shí)訓臺上。
14.可調電壓鋰電池模塊:顯示信息部分：分采用3位數碼管顯示電池電壓，微處理器經(jīng)過(guò)檢測后控制紅、綠、紅三種貼片發(fā)光二極管顯示電池狀態(tài)，綠色二極管燈亮表示充電充滿(mǎn)、紅色表示使用電壓達到報警狀態(tài)需要充電才能使用，另外一個(gè)紅色的表示電池處于短路保護狀態(tài)；
充放電控制：電池充電采用微處理器控制開(kāi)關(guān)電源芯片把12V外接直流電源經(jīng)過(guò)高頻振蕩而產(chǎn)生18V以上的充電電壓， 同時(shí)微處理器監控鋰電池內部3塊鋰電池單體之間的電壓是否平衡，充電溫度是否過(guò)高；輸出電壓控制：5V/12V直接采用7805或7812穩壓電源芯片，0-12V采用LM317穩壓電源芯片，使用電位計調節輸出電壓變化，使用點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)切換輸出電壓模式，微處理器根據點(diǎn)觸開(kāi)關(guān)后切換至電壓可調模式，可調電位計輸入信號到微處理器后，微處理器控制電源穩壓芯片輸出0-12V直流電；
省電控制模式：當使用電源時(shí)間超過(guò)2分鐘后，單片機自動(dòng)控制顯示電壓的數碼管小數點(diǎn)閃亮，其余字段發(fā)光部分熄滅，以自大限度的節約電源消耗；自動(dòng)保護功能：本電池對外使用輸出最大電流為4000毫安時(shí)，當超過(guò)4000毫安時(shí)，微處理器會(huì )自動(dòng)控制切斷對外輸出，同時(shí)點(diǎn)亮紅色保護二極管，當電源總開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后才會(huì )再恢復對外輸出，技術(shù)方案：電路板上也有4000毫安時(shí)的自恢復保險絲；
外殼保護：底盒保護和上蓋透明保護模具經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設計并用ABS材料注塑成型，內部安防了強磁用于固定，該模塊可以吸附于黑板或配套的鐵質(zhì)實(shí)訓模板上，磁性設計便于快速固定。
15.直流電機控制實(shí)訓板:面板具有加速、減速、啟動(dòng)、停止四個(gè)按鈕及正轉/反轉開(kāi)關(guān)控制微處理器，微處理器可產(chǎn)生4個(gè)不同的脈沖調制波，驅動(dòng)橋式電機驅動(dòng)功率電路，由橋式電機功率驅動(dòng)電路驅動(dòng)電機正轉、反轉、加/減速運行；面板采用白色字體打印工作電路圖，并有4個(gè)信號端子，用于測量微處理器輸出信號，及電機引腳電壓信號波形。
16.太陽(yáng)能電池特性實(shí)訓板:實(shí)訓板內置一個(gè)亮度可調的強光源，其光線(xiàn)直射到硅光電池板上。硅光電池板將光能轉換為電能，經(jīng)過(guò)儲能后，由微處理器驅動(dòng)數碼管顯示其輸出電壓。
實(shí)訓板面板配備太陽(yáng)能光伏電池板電壓輸出檢測2mm銅質(zhì)端子，電源輸入2mm銅質(zhì)端子。
17.超級電容充放電原理實(shí)訓板:實(shí)訓板面板打印電路工作原理圖。具有2mm外接電流表端子用于測量超級電容的電流。具有2mm外接電壓表端子用于測量超級電容的電壓；充電：開(kāi)關(guān)投切到充電檔，通過(guò)恒流恒壓電路對超級電容充電�？捎猛饨与妷罕黼娏鞅頊y量超級電容的充電電壓和充電電流；
放電：開(kāi)關(guān)切換到放電檔，超級電容通過(guò)調速電路給電動(dòng)機供電。電動(dòng)機運轉�？捎猛饨与妷罕砗碗娏鞅頊y量超級電容的電壓和放電電流；安全保護：積木板底盒采用95*95mm模具加工注塑成型，底盒保護防止控制電路短路，并安裝有6個(gè)強磁鐵。
18.AC/AC三相變單相實(shí)訓板:實(shí)訓板面板打印電路工作原理圖，左側3個(gè)2mm銅質(zhì)端子輸入三相交流電，經(jīng)電路處理，右側兩個(gè)2mm銅質(zhì)端子輸出脈動(dòng)饅頭波電壓。
19.霍爾油門(mén)位置傳感器實(shí)訓板:實(shí)訓板面板打印電路工作原理圖，油門(mén)轉盤(pán)上安裝了正負極性強磁鐵，并設置線(xiàn)性霍爾傳感器來(lái)檢測油門(mén)轉盤(pán)位置。將線(xiàn)性霍爾傳感器輸出到微處理器經(jīng)過(guò)計算顯示出電壓數值；實(shí)訓板提供2mm銅質(zhì)端子以供測量霍爾傳感器輸出電壓。
20.單相變三相電壓實(shí)訓板:實(shí)訓板面板打印電路工作原理圖，輸入直流12伏電源或單相交流12伏電源。輸出三相星型正弦波電壓。輸出電壓的頻率，幅度可通過(guò)設置按鈕調節。輸出三相電壓采用2mm銅質(zhì)端子引出，每相電壓用兩個(gè)發(fā)光二極管指示瞬間極性。
21.三相電機驅動(dòng)實(shí)訓板:采用智能BLDC專(zhuān)用驅動(dòng)芯片產(chǎn)生3個(gè)互差120°的正弦波，驅動(dòng)三相電機運轉。通過(guò)電位器無(wú)極調節其波形頻率進(jìn)而控制三相電機的轉速。電機的運行端子電壓波形通過(guò)Uca,Ubc,Uab3個(gè)端子輸出。轉速脈沖引出可外接示波器查看轉速波形。轉速脈沖同時(shí)連接到微處理器測量電機的轉速并顯示。
22.直流電流表:可測量-500mA~+500mA范圍的電流，內置可充電鋰電池供電，4位數碼管顯示。帶過(guò)電流自恢復保護。內置鋰電池可用MicroUSB口進(jìn)行充電；充滿(mǎn)電可連續使用20小時(shí)，長(cháng)時(shí)間數值不變動(dòng)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節約電能。
23.直流電流表:可測量-500mA~+500mA范圍的電流，內置可充電鋰電池供電，4位數碼管顯示。帶過(guò)電流自恢復保護。內置鋰電池可用MicroUSB口進(jìn)行充電；
充滿(mǎn)電可連續使用20小時(shí)。長(cháng)時(shí)間數值不變動(dòng)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節約電能。
24.直流電壓表:可測量-20V~+20V范圍的電壓，內置可充電鋰電池供電，4位數碼管顯示。內置鋰電池可用MicroUSB口進(jìn)行充電；充滿(mǎn)電可連續使用20小時(shí)。長(cháng)時(shí)間數值不變動(dòng)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節約電能。
25.直流電壓表:可測量-20V~+20V范圍的電壓，內置可充電鋰電池供電，4位數碼管顯示。內置鋰電池可用MicroUSB口進(jìn)行充電；充滿(mǎn)電可連續使用20小時(shí)。長(cháng)時(shí)間數值不變動(dòng)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)以節約電能。
26. 電流對人體的作用實(shí)訓板:內置升壓電路將12伏升壓到250伏直流電，當人體觸摸于兩個(gè)電極上時(shí)，產(chǎn)生一定的直流電流經(jīng)人體，模擬人體被直流電觸電時(shí)產(chǎn)生生理反應。使用高速保護電路自動(dòng)控制流經(jīng)人體的電流大小處于安全范圍（0.1mA~2mA），同時(shí)內置微處理器自動(dòng)計算，通過(guò)3個(gè)4位數碼管實(shí)時(shí)顯示當前輸出電壓，人體電流和人體的電阻。
27. PTC加熱溫度控制實(shí)訓板:PTC元件采用12V/75度PTC元件，緊貼一個(gè)數字溫度傳感器實(shí)時(shí)測量其溫度。使用一個(gè)加熱開(kāi)關(guān)控制PTC元件的工作，實(shí)訓板內置微處理器實(shí)時(shí)測量PTC元件的工作溫度并計算等效電阻，以數碼管顯示出來(lái)。
28.二極管整流器實(shí)訓板:實(shí)訓板以2mm銅質(zhì)端子引出單個(gè)二極管構成的半波整流器的輸入輸出端子；
實(shí)訓板以2mm銅質(zhì)端子引出全波橋式整流器的輸入輸出端子。
29.汽車(chē)電磁閥實(shí)訓板:實(shí)訓板內置大功率驅動(dòng)電路和續流保護電流驅動(dòng)電磁閥工作。引出2mm銅質(zhì)端子作為控制信號輸入端，可兼容3~8伏信號輸入。
30.交流變壓器原理實(shí)訓板:實(shí)訓板內置一個(gè)頻率可調的低壓交流電產(chǎn)生電路，可產(chǎn)生1.5伏低壓交流電（不足以驅動(dòng)LED指示燈發(fā)光）。及一個(gè)347/32的升壓變壓器，以2mm銅質(zhì)端子引出初次級端子。通過(guò)跨接線(xiàn)連接升壓變壓器的初級線(xiàn)圈到低壓交流電源上，其次級可輸出12伏交流電。（次級通過(guò)跨接線(xiàn)連接到LED指示燈可點(diǎn)亮LED），以演示變壓器的升壓作用。
31.微處理器最小系統:實(shí)訓板內置51內核微處理器，將P1口8個(gè)端子引出，可做單片機擴展控制實(shí)驗。處理器包含10位ADC，3路CCP/PWM/PCA,1路UART,1路SPI口等資源，通過(guò)Micro USB線(xiàn)直接下載程序到實(shí)訓板；實(shí)訓板引出2mm銅質(zhì)5伏端子（具有過(guò)電流保護），可用外部電源對最小系統進(jìn)行供電，在使用USB供電時(shí)，實(shí)訓板也可對外輸出5伏給其它模塊供電。
32.NTC測溫控制實(shí)訓板:實(shí)訓板內置一個(gè)NTC熱敏電阻帶上拉電阻構成溫度測量電路，內置一個(gè)三極管帶金膜電阻構成加熱電路，內置一個(gè)三極管驅動(dòng)直流電機作為風(fēng)機電路；
將實(shí)訓板連接到 微處理器最小系統實(shí)訓板，配合編寫(xiě)好的控制程序，可模擬汽車(chē)熱風(fēng)空調系統的工作過(guò)程。
33.CAN總線(xiàn)車(chē)窗控制實(shí)訓板:實(shí)訓板內置四個(gè)獨立的CAN通信節點(diǎn)，每個(gè)CAN節點(diǎn)帶一個(gè)雙色LED（指示車(chē)窗電機工作狀態(tài)），每個(gè)CAN節點(diǎn)帶一小型電動(dòng)機模擬車(chē)窗電機，主節點(diǎn)（駕駛位開(kāi)關(guān)）可控制另外3個(gè)節點(diǎn)的車(chē)窗升降和自身的車(chē)窗升降。每個(gè)節點(diǎn)通過(guò)2位撥碼開(kāi)關(guān)控制其接入總線(xiàn)（模擬總線(xiàn)斷路故障）。副節點(diǎn)可控制自身的車(chē)窗升降；
實(shí)訓板將CANH和CANL線(xiàn)引出，可使用跨接線(xiàn)將CAN線(xiàn)接地及短接來(lái)模擬CAN總線(xiàn)故障情況，使用示波器或邏輯分析儀來(lái)觀(guān)察CAN總線(xiàn)波形。
34.無(wú)線(xiàn)充電實(shí)訓板:采用上下兩個(gè)板子構成無(wú)線(xiàn)充電，下板是無(wú)線(xiàn)發(fā)射板，上板是無(wú)線(xiàn)接收板，上下板之間采用銅柱固定（可拆開(kāi)調整耦合距離），通過(guò)35mm的銅線(xiàn)圈耦合無(wú)線(xiàn)能量；無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊可檢測接收板是否存在，充電是否完成；無(wú)線(xiàn)接收板內置3.7伏鋰電池，充電電流200mA，過(guò)充過(guò)放保護�？赏ㄟ^(guò)電阻對鋰電池放電，通過(guò)2mm銅質(zhì)端子引出鋰電池電壓，對其它負載供電。
35.霍爾轉速傳感器實(shí)訓板:實(shí)訓板將圓形的多級磁環(huán)轉盤(pán)固定在電機上由電機帶動(dòng)旋轉，多級磁環(huán)磁極附近有霍爾感應元件，將霍爾元件信號輸出到2mm銅質(zhì)端子，可連接示波器測量波形。并內置微處理器實(shí)時(shí)顯示轉速和車(chē)速；工作濕度：90%; 輔助配件：配置三通道示波器及信號源及可調電壓鋰電池模塊的充電器、實(shí)訓板連接導線(xiàn)。共35件。
二、技術(shù)參數
分為積木元件模塊部分、元件特性模塊部分和專(zhuān)用儀器部分。
1.元件測量模塊：把電子元件固定在電路板上，標明相關(guān)腳位英文名稱(chēng)，相關(guān)腳位連接內徑為2mm銅質(zhì)檢測端子，可以檢測元件各種參數或連接成工作電路；
2.傳感器特性模塊：可以完整模擬傳感器或執行器工作過(guò)程過(guò)程，單片機自動(dòng)控制顯示聲光電變化，數碼二極管顯示傳感器參數，發(fā)光二極管同步顯示傳感器或執行器狀態(tài)變化；
3.配套的示波器和萬(wàn)用表檢測波形或傳感器元件模塊電信號，在電路板上絲印白色電路原理圖、波形圖等。
4.外觀(guān)尺寸約900mm(L)*560mm（W）*1400mm（H）；
5.下放殼體支架使用聚氨酯靜音輪，方便移動(dòng)。
三、可完成實(shí)訓任務(wù)
1.新能源典型電路測量
2.新能源典型電路搭建
3.電阻測量
4.電壓測量
5.電流測量
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