开关电源技术教学大纲.docx

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1、开关电源技术教学大纲课程中文名称：开关电源技术课程英文名称：Switched Mode Power Supply Technology课程编号：204T0599学分：1学时：16 （其中：讲课学时：16实验学时：0实践学时：0 ）先修课程：电路原理（一）/ （二）、电力电子技术II、单片机原理及应用、自动控制理 论II适用专业：电气工程及其自动化课程类别：专业拓展课/选修使用教材：张占松，张心益.开关电源技术教程.北京：机械工业出版社2012开课单位：电气与新能源学院一、课程性质开关电源技术是电气工程及其自动化专业的一门选修课。本课程系统地讲述高频开 关电源的工作原理、理论计算过程、各种实际应

2、用及设计方法，让学生能够掌握基本的设计 与计算。内容包括反馈控制设计、小信号分析方面的内容，以及集成控制电路的运用；功率 器件的选型与热设计；有源功率因数校正、软开关技术等。二、课程目标课程目标1:通过本课程学习，强化学生的“四个自信”，帮助学生初步掌握科学的方法 论和认识论，塑造学生正确的世界观、人生观和价值观。课程目标2：能将开关电源技术的专业知识用于自动化系统专业工程问题，进行典型拓 扑、软开关电路、控制电路等设计方案的比较与综合。课程目标3：能认识到解决与开关电源技术相关的自动化系统复杂工程问题有多种方案 可选择，通过专业文献阅读、课题研讨、仿真、实验等手段，寻求电力电子装置及控制系统

3、 等可替代的解决方案。课程目标4：能够针对与开关电源技术相关的自动化系统工程设计与产品开发的特定需 求，通过开关电源系统的模型构建，对工艺设计、系统参数和设备指标进行计算，并在设计 中体现创新意识。三、课程目标对毕业要求的支撑关系四、教学内容及要求毕业要求毕业要求指标点课程目标对 毕业要求的 支撑关系1 .工程知识1.4能够将数学、自然科学、工程科学的知识和数学模型方法用于 电力系统专业工程问题解决方案的比较与综合。课程目标1课程目标22 .问题分析2.3能认识到解决电力系统工程问题有多种方案可选择，会通过文 献研究寻求可替代的解决方案。课程目标1课程目标33 .设计/开发解决方案3.1掌握电

4、力系统工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/ 开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标1课程目标4绪论教学内容开关稳压电源概述开关电源的发展史开关电源的应用重难点：开关电源中变换器的特点考核要点：开关电源中变换器特性课程思政融入点：开发高效电能转换装置，助力实现“双碳”目标，开关电源技术起着重要 的技术支撑作用。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟频域建模方法教学内容开关电路的建模：理想开关模型、状态空间平均模型、小信号模型系统的传递函数：开关电路、PWM比较器、调节器基于小信号模型的分析方法：系统的稳定性、动态指标重难点：典型DC-DC变换器的频域建模方法考核要点：典

5、型DC-DC变换器的频域建模方法课程思政融入点：介绍我国主要新能源电源设备企业，培养学生科研自信和爱国情怀，了 解大国重器、工匠精神；介绍光伏发电中直流变换器的应用，树立能源危机意识，培养学生的 科学探索精神、工程意识、国际视野。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟控制电路设计教学内容电压模式控制电路的设计：电压调节器的结构形式、参数峰值电流模式控制电路的设计平均电流模式控制电路的设计控制电路结构和主要组成部分的原理典型集成电源管理芯片应用实例重难点：典型控制电路的设计方法考核要点：电压模式、峰值电流模式、平均电流模式电路的设计课程思政融入点：介绍新能源电动汽车行业的发展状况及其在我国双碳战略中的

6、作用，引 入双向直流-直流变换电路在上述领域的应用案例，树立学生的能源危机意识，培养学生的科学 探索精神、专业素养和创新精神。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟功率器件选型与热设计教学内容开关电源的主要技术指标及分析：输入参数、输出参数、电磁兼容性能指标、其他指标主电路设计：主电路的选型、硬开关与软开关电路的选择、正激、推挽、半桥和全桥型电路的主电路元器件参数的计算反激型电路的主电路元器件参数的确定热设计和结构设计开关元件的热设计变压器和电抗器的热设计重难点：开关电源的主要技术指标的确定考核要点：开关电源主电路元器件参数的计算、热设计课程思政融入点：从我国主要电力电子器件生产厂商及电力电子器件产

7、业在国际上的地 位，与发达国家相关产业对比，培养学生的爱国情怀和求真务实精神。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟功率因数校正技术教学内容谐波和功率因数的定义开关电源的功率因数校正技术单相功率因数校正电路：基本原理、主电路参数计算、单相功率因数校正的控制电路三相功率因数校正电路单级功率因数校正技术：单相单级、三相单级功率因数变换器重难点：开关电源的功率因数校正技术特点考核要点：单相功率因数校正电路课程思政融入点：介绍我国高校在功率因数校正技术领域的主要研究团队及研究成果，与 发达国家相关高校团队对比，培养学生的爱国情怀和求真务实精神。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟软开关技术教学内容软开关的基本概

8、念：硬开关与软开关、零电压开关与零电流开关软开关电路的分类：准谐振电路、零电压开关、零电压转换PWM电路典型的软开关电路零电压准谐振电路移相全桥型零电压开关PWM电路有源箝位正激型电路零电压转换PWM电路谐振变换电路的原理及分类重难点：典型软开关电路的特点与工作模态分析考核要点：典型软开关电路的特点与工作模态分析课程思政融入点：介绍我国高校在软开关技术领域的主要研究团队及研究成果，与发达国 家相关高校团队对比，培养学生的爱国情怀和求真务实精神。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟开关电源设计实例教学内容90W反激型电源适配器设计：技术指标、输入PFC电路的设计、反激型电路的设计同步Buck型电路的

9、设计：技术指标、电感的设计、MOSFET的计算、控制芯片的选择重难点：开关电源设计技术指标考核要点：开关电源设计技术指标介绍我国UPS、开关电源设备企业，培养学生科研自信和爱国情怀，了解大国重器、工匠 精神。教学方法：课堂讲授作业安排：自拟五、教学内容对课程目标的支撑关系早TJ教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践第一章绪论11、2第一早频域建模方法41、2、3第二早控制电路设计41、 2、 3、 4第四章功率器件选型与热设计21、 2、 3、 4第五章功率因数校正技术21、 2、 3、 4第八早软开关技术11、 2、 3、 4第七章开关电源设计实例21、 2、 3、 4六、考核方式及成绩

10、评定标准1.课程考核方式：开卷考试占60%,平时成绩占40%o平时成绩包括课程出勤10%、课堂讨论10%、课程作业10%、阶段测试10%,成绩的具体构成如下:支撑 毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩（40%）期末考试（60%）课堂 出勤 10%课堂 讨论 10%课程 作业 10%阶段 测试 10%开卷考试课程目标155指标点1.4课程目标2153045指标点2.3课程目标3102030指标点3.1课程目标4101020总分占比40601002.课程考核评分标准课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格1 ,通过本课程学习，强化学生的四个自 信，帮助学生初步掌握科

11、学的方法论和 认识论，塑造学生正确的世界观、人生 观和价值观。（5分）平时表现 课堂讨论54332.能将电力电子技术的专业知识用于电 力系统专业工程问题，进行整流、逆变、 直流-直流、交流-交流等四种基本电力电 子变换电路、控制电路、驱动电路等设 计方案的比较与综合。（45分）平时表现 课堂讨论 课程作业 阶段测试 课程考试41-4536-4027-35273.能认识到解决与电力电子技术相关的 电力系统复杂工程问题有多种方案可选 择，通过专业文献阅读、课题研讨、仿 真、实验等手段，寻求电力电子装置及 控制系统等可替代的解决方案。（30分）平时表现 课堂讨论 课程作业 阶段测试 课程考试27-3024-2618-23184 ,能够针对与电力电子技术相关的电力 系统工程设计与产品开发的特定需求， 通过电力电子变流电路的模型构建，对 工艺设计、系统参数和设备指标进行计 算，并在设计中体现创新意识。（20分）平时表现 课堂讨论 课程作业 阶段测试 课程考试18-2016-1712-1512七、参考书目:张卫平.开关变换器的建模与控制.北京：电子工业出版社,2020.杨旭，裴云庆，王兆安.开关电源技术.北京：机械工业出版社,2016.徐德鸿.电力电子系统建模及控制.北京：机械工业出版社,2015.陈坚：电力电子学-电力电子变换和控制技术，高等教育出版社,2002.