《开关电源技术》课程教学大纲（本科）.docx

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1、开关电源技术(Technology of Switch Mode Power Supply )课程编号：05410163学分：L5学 时：24 （其中：讲课学时：20实验学时：4上机学时：0）先修课程：电路原理、数字电子技术、电力电子与功率变换技术适用专业：生物医学工程教 材：新型智能开关电源技术，刘贤兴，机械工业出版社，2004年9月一、课程的性质与任务（-）课程性质开关电源技术是生物医学工程专业的一门理论性与实践性很强的专业选修课，建立在电路 原理、数字电子技术、电力电子与功率变换技术等课程知识的基础上。开关电源技术是现代电子技 术中一个重要分支，以其高效、小巧等优良特性广泛应用于计算机、

2、电子设备、通信设备等领域中。（二）课程目标通过本课程的学习，使学生在新型开关电源技术方面具有一定的基本知识和技能，掌握新型智 能通信开关电源的基本原理、类型、工作方式、特性和典型的高频开关电源，具有分析设计开关电 源产品的基本技能。通过实验提高学生分析问题、解决问题的能力。课程的具体目标如下：课程目标1:掌握开关电源的控制和驱动电路、功率因数校正技术和负载均分技术；课程目标2：熟练使用开关电源仿真软件设计开关电源；课程目标3：能设计简单的小功率开关稳压器电路；课程目标4：能正确认识和评价开关电源技术新产品、新技术、新工艺、新材料的开发和应用 对于通信、工业等各领域发展的影响。本课程支持的毕业要

3、求如下：毕业要求5.能够熟练掌握并应用各种电子仪器与设备，具备对医学电子设备进行分析、研发和 使用维护的能力毕业要求6.能够基于生物医学工程领域的相关背景知识，进行合理分析，评价医学电子设备与 装置的设计方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任毕业要求8.具备一定的国际视野和国际交流能力，能够就专业领域问题与同行及公众进行合理 的沟通与交流。毕业要求9.具有自主学习的意识，树立终身学习的决心，可以通过各种现代化的工具与手段, 不断学习，以提高自身适应社会的能力。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系业要求指 点课程目标毕业要求5毕业要求6毕业要求8毕业要求9课程目标

4、1q课程目标2课程目标3课程目标4q二、课程内容及要求第一章现代通信开关电源技术概论（一）教学内容.通信电源的发展；1 .集中、分散、混合供电方式的组成；.开关电源的设计指标和标准；2 .开关电源的使用和操作性能；.开关电源的电气性能要求。（二）教学要求了解通信电源对电源系统的要求；2 .掌握通信电源系统的组成；.熟悉通信电源的主要性能。（三）重点与难点.重点开关电源的设计指标和标准；开关电源整流模块的电气性能要求。1 .难点混合供电方式电源系统的组成。第二章 智能开关电源基础电路（二）教学内容.开关整流器的基本构成原理和特点；1 .单端正激式、单端反激式、全桥式、半桥式变换电路的工作原理和特

5、点；3,零电流、零电压开关式准谐振技术、零电压式多谐振开关技术；4 .脉宽调制电路功能、驱动电路原理图；5 .电流型PWM集成控制器UC3842、有源功率因数校正器UC3854、负载均流集成控制器 UC3907的基本组成、原理、端口、实际应用；（二）教学要求.熟练掌握开关电源的功率变换电路；1 . 了解软开关技术和谐振开关电源；2 .掌握开关电源的控制和驱动电路;3 .掌握开关电源的功率因数校正技术和负载均分技术。（三）重点与难点.重点几种功率变换电路的原理、特点和应用；软开关技术；脉宽调制电路功能；UC3842. UC3854和UC3907的组成、原理和应用。1 .难点电流型PWM控制器的原

6、理和应用；功率因数的校正方法。第三章 通信用智能开关电源的整流模块（一）教学内容.整流模块的设计注意点、功率变换方式的选择：负载谐振变换技术、硬开关定频变换技术、谐振开关变换技术、双零转换变换技术；1 .DMA10的功能框图、主要构成、主要电路；2 . DMA 10的工作流程和均流的实现。（二）教学要求.掌握智能开关电源的整流模块的功能和原理；1 .熟悉整流模块DMA10、DMA14的特点、技术指标、原理。（三）重点与难点1 .重点整流模块的功率变换方式的选择；双零转换变换技术的原理；DMA10的主要电路和工作原理。2 .难点整流模块中谐振开关变换技术和双零转换技术。第四章通信用智能开关电源的

7、监控系统（一）教学内容1 .监控系统的基本功能、监控内容、系统构成、监控系统的管理；（讲授+自学）.DK04监控模块的组成、主要技术性能、系统硬件和工作原理；（讲授+自学）2 . DK04监控模块的软件系统。（讲授）（二）教学要求了解开关电源的监控原理和监控系统的构成；2.了解DK04监控模块的原理和硬件。（三）重点与难点.重点监控系统的功能和监控内容。1 .难点DK04监控模块的工作原理。第五章通信用智能高频开关电源系统（一）教学内容1 .智能高频开关电源系统的基本组成、性能指标；.PS48600型智能高频开关电源系统的型号说明、交直流配电系统、整流系统、监控单元；2 .SWICHTEC谐振

8、开关电源的系统特点、构成：交流、直流配电模块、开关整流模块、监控 模块、管理系统；4 . UPS的作用和常见的4种结构：后备式、互动式、双变换式、Delta变换式的工作原理和特 占/、95 .DUM23系列高频组合开关电源系统组成、工作原理、整流模块。（二）知识、能力与素质等方面的基本要求.掌握所讲4种不同类型开关电源系统：1 .熟练使用开关电源仿真的方法。（三）重点与难点1 .重点4种不同系列开关电源的系统组成、工作原理和特点。2 .难点开关电源仿真的方法。三、本课程开设的实验项目（一）实验项目编号实验项目名称学时类型要求备注1开关电源基本电路的设计2设计性必做报告2MATLAB在开关电源仿

9、真中的应用2综合性必做报告实验一、开关电源基本电路的设计1、实验目的1）使学生更加熟练地掌握开关电源的硬件电路、控制原理分析等基本知识；2）掌握UC3842的基本参数以及应用和性能；3）掌握开关电源基本电路设计的方法。2、实验主要内容1）自行设计出小功率离线式开关电源的电路；2）根据以上设计，连接实验电路，并反复检查是否接线有误；3）测量开关稳压电源的电压、电流等参数。3、重难点正确分析开关稳压电源的特性。实验二、MATLAB在开关电源仿真中的应用1、实验目的1）熟练掌握MATLAB/SIMULINK仿真软件的用法；2）利用仿真手段和实验方法使得学生充分理解开关电源工作原理、各个电路参数对开关

10、电 源性能的影响。2、实验主要内容1）建立闭环降压式变换器SIMULINK仿真模型；2）仿真得出输出电压波形、电感电流波形和占空比。3、重难点通过仿真得出输出电压波形、电感电流波形和占空比。四、学时分配及教学方法章（按序填写）学时分配教学方法支撑课程 目标课 堂 教 学实验上 机课 程 实 践小 计第一章现代通信开关电源技术 概论22讲授、自学、对比1、 2、 3、 4第二章智能开关电源基础电路729讲授、案例、自学、 实验、对比1、 2、 3、 4第三章 通信用智能开关电源的 整流模块44讲授、对比、自学1、2第四章通信用智能开关电源的 监控系统11讲授、自学1、2第五章通信用智能高频开关电

11、 源系统628讲授、对比、讨论、 自学、实验1、2、3合计20424注：本课程为专业选修课，授课对象为大四学生，实验类型主要包括综合性实验和 设计性实验，均需要提交实验报告，实验报告主要包括实验目的，要求和内容，波形或 者数据的分析。实验评价内容和评分细则参见附录1。（-）其它教学活动主要章节会有写小报告的平时作业，每次按照100分记。五、课程考核1.课程考核方式包括期末考试、平时及作业情况考核（其中包括笔记、大作业等）和实验情 况考核。期末考试采用写大报告的方式考核。考核形式考核要求考核权重备注平时作业和 阶段测试主要章节课后会有写小报告的作业，主要 巩固课堂知识点，扩充课外知识，计算全 部

12、作业的平均成绩再按15%计入总成绩； 也可让学生查阅资料，了解本课程相关技 术发展情况，以及新技术、新工艺、新方 法的应用对社会可持续发展的影响。15%根据平时作业得 分取平均值实验完成2个实验，主要考核学生应用开关电 源知识构建实验系统，并进行实验的能力， 最后按15%计入课程总成绩。15%实验评分细则见 附录1期末考试根据给定题目和要求，以与方艮告的形式 进行考核，以报告成绩的70%计入课程总 成绩。70%六 参考书目及学习资料1 .新型智能开关电源技术，刘贤兴，机械工业出版社，2004。2 .开关电源优化设计沙占友，中国电力出版社，2009。3 .开关电源设计指南Marty Brown,

13、徐德鸿翻译，机械工业出版社，2004。4 .开关稳压电源原理设计与实用电路，王水平，西安电子科技大学出版社, 1997七、大纲说明1 .本课程学时数少，鼓励并要求学生以自学为主，课堂上主要任务是讲解重点应该 掌握的内容；2 .采用多媒体教学手段，讲授、讨论等多种教学手段综合运用。3 .课后需完成写小报告的作业，让同学对所学内容进行总结和扩充，以加深对所学 知识的理解和掌握。2017年9月14日附录1考核方式;本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的 能力）、实验报告的质量等。分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。 实验成绩中出勤、预习占10%,实验过

14、程表现占60%、实验报告及思考题占30%。成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则对应的毕业 要求指标点出勤、预 习10%出勤状况，预习 评价10能按时到勤，遵守实验规定，不损坏实验设备 （占5%）;能够预习，并理解实验原理及目的（占5%） o4-3实验过程60%实验中的表现40按照预设方案操作实验设备、仪表，正确完成 实验（占25%）;实验结果的准确性（占20%）; 利用所学知识分析解决问题的能力（占15%） o 各个实验在总分中所占权重系数以课时数为 标准。4-3实验报告 30%实验报告评价50主要考察学生对实验结果进行分析和实验数 据进行处理的能力。要求报告字迹工整、格式 规范（占10%）;数据准确（占10%）;并按 要求完成相应思考题（10%） O4-3