Circuit Wizard仿真软件在汽车电工电子技术教学中的应用

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2024年4月6日发(作者：)

Circuit Wizard仿真软件在汽车电工

电子技术教学中的应用

东莞市电子商贸学校　姜奉荣

《汽车电工电子技术》是中职汽修专业的一门基

础课程，该课程内容较为抽象，加之中职学生文化基础

薄弱，课堂学习效率较低，教师如果采用纯理论教学

会使课堂气氛沉闷。因此有必要改革教学手段，笔者采

用了电路仿真软件教学，激发了学生的学习热情，提高

了教学质量。

R1

（100 Ω）模拟用电器，与

R1

并联的是一个容量为1F

的电容。

开关SW1打开时，交流电源输出的交流电经过整

关闭开

流桥整流，变成脉动直流电，给负载

R1

供电。

变为平滑的直流

关SW1后，流过电阻

R1

的脉动直流电，

电，电路中的电容滤波就是去除输出电路中的交流成

分，保留直流成分。改善了直流电的质量，减小了电路

脉动系数。该电路类似于汽车发电机电路，最后使负载

两端得到一个比较平稳的脉动直流电压，滤波效果如

图2所示。

1　仿真软件介绍

Circuit Wizard仿真软件（以下简称“仿真软件”）

主要用于电路工作情况的模拟仿真，在电路工作过程

中，可以看到电流的流动方向、电路元件的电压降及波

形，还可以通过改变电路中元件的参数，达到做试验目

的，对学生掌握电路的概念并理解电路定律起到很大

的帮助作用。该软件界面为英文版，但使用很简单。元

件库中包含供电电源库、连接器库、输入类元件库、被

动元件库、各种半导体元件库、逻辑元件库、集成电路

库、输出类元件库、虚拟仪器库等上千种元器件，元器

件符号为国际通用，搭建的电路可以完成电路瞬态、稳

态等常规电路分析，有助于学生对理论知识的理解。

图1　电容器未参与滤波的仿真教学（截屏）

2　仿真软件在教学中的具体应用

（1）对电容器的仿真教学。电容是中职学生必

须掌握的元器件，在汽车控制元件的电路板中经常出

现电容，电容器在电路中具备多种功能，如充电、放

电、滤波、耦合等，下面利用Circuit Wizard仿真软件直

观解释滤波功能。

如图1所示，为了直观表现电容的滤波功能，电路

电源采用交流电源，整流桥为BR1，开关为SW1，电阻

图2　电容器参与滤波的仿真教学（截屏）

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（2）对电感器的仿真教学。汽车中电感器应用广

泛，如电磁阀、继电器、喷油器、电磁式传感器及点火

线圈等。电感器最大的特点是将电源的电能转换成磁

能储存于磁场中，当移去电源时，电感器又将存储的磁

能释放出来转变成电能。笔者利用仿真软件搭建一个

焦耳小偷电路（自激振荡升压电路），如图3所示，直观

地解释了自感与互感现象，并帮助学生理解汽车点火

系统为何会产生20 kV以上的次级电压。

光灯、雾灯等；另一类为信号灯，如示廓灯、转向灯

等。笔者利用仿真软件搭建一个汽车转向灯控制电

路，如图4所示。

图4　汽车转向灯工作原理的仿真教学（截屏）

该电路采用了555定时器，模拟车身电脑，两个发

光二极管D1、D2模拟汽车左右转向灯，开关SW1模拟

室内灯手控开关。为了使555定时器发出连续、精确的

图3　焦耳小偷电路的仿真教学（截屏）

该电路由2 V的直流电源、点火线圈T2（初级次级

）、NPN三极管Q1、4个

匝数比为10∶24）、电阻

R1

（1 kΩ

发光二极管和开关SW1等元件组成。正常情况下2 V的

电源只能点亮一个红色的发光二极管，如果要点亮4个

发光二极管，至少需要6 V以上的电源。该电路属于自激

振荡升压电路，通过这个电路可以把低压电压升高，通

过波形可以看出瞬间电压高达100 V以上，如果调整

点火线圈T2的匝数比可以得到更高的次级电压。通过

Circuit Wizard仿真软件，学生可以看到发光二极管瞬间

被点亮，然后熄灭，接着再次被点亮的工作过程，通过

电压表探针可以测量电路中的任意点的瞬时电压，以波

形的形式呈现出来，这是传统教学无法比拟的，通过模

拟仿真就把抽象枯燥的理论知识形象化直观化地展示

出来，学生更容易理解与掌握。

（3）利用555定时器模拟汽车转向灯工作原理。汽

车灯光从功能上共分两类，一类为照明，如近光灯、远

脉冲信号，该电路使用了不同参数的电子电器元件，电

路仿真了右转向灯工作情况，D1发光二极管闪烁频率

为2 s一次，占空比为40%~50%。如果能够熟练使用该

软件，还可以进行小型设计试验。利用该软件教学可以

提高学生的学习效率，并大大节约实验成本。

3　结语

实验教学是汽车电工电子技术课程的重要环

节，由于教学场所及器材的限制，学生很少有机会利用

烙铁焊丝在面包板上焊接元器件搭建电路，即使有这

样的机会，失败的概率也很大，因为元器件参数的选择

至关重要，如果不同参数的元器件混在一起，就可能

遭遇非常复杂的错误情况，Circuit Wizard仿真软件可

以减少失败的概率，是必要的教学辅助手段，利用该软

件可以深入浅出、循序渐进地讲解电路知识，并建立高

效的实践培训平台，培养学生分析解决问题的能力，培

养创新能力。

（收稿日期：2020-04-29）

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