电力电子技术电子教案编写安排表
电力电子技术教案
第 1 次课 3 学时授课时间06.2.22 教案完成时间06.2.15 第一章电力电子器件 1.1 1.2 1.3 (包括绪论)课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么？通过前三节的学习，学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用场合等。
教学重点、难点：器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。
教学方法及师生互动设计：启发式，帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关知识，进而更好地理解“电力电子技术”知识，使学生建立知识的联想链。
课堂练习、作业：1、电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面？2、试述在变频空调器中，哪些属于自动化技术，哪些属于电力电子技术？本次课堂教学内容小结介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。
介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、基本特性和主要参数。
本次课堂教学达到预期目的，不少学生通过听讲表现出对电力电子技术课程的兴趣，课堂提问效果较好。
学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的基础知识。
第 1 页第 2 次课 3 学时授课时间06.3.1 教案完成时间06.2.23 第一章电力电子器件 1.4 1.5 1.6课题（章节）教学目的与要求：通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数工程应用情况。
充分了解电力电子器件的驱动方式。
对其它新型器件也有所了解。
教学重点、难点：重点介绍晶闸管、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件的工作原理及其主要参数和工程应用。
教学方法及师生互动设计：以实际生活中见到的的实例，启发学生对于晶闸管、IGBT、电力MOSFET等器件的应用的理解。
如：调光台灯、风扇无极调速、电磁炉等。
课堂练习、作业：1、P42. 1.22、说出所知道的电力电子器件的名称及其应用场合、工作原理。
电工电子教学工作计划表
电工电子教学工作计划表一、教学目标本电工电子教学工作计划表旨在通过系统的教学安排和科学的教学方法，帮助学生全面理解电工电子知识，掌握相关技能，培养学生的创新意识和实践能力，让学生在课堂上获取知识，发挥想象力，提高学习兴趣，掌握一定的技能，为将来的学习和工作打下坚实的基础。
二、教学内容1. 电工电子基础知识包括电路分析、数字电路、模拟电路、半导体器件、电源与变换器、电子元器件等内容。
2. 电工电子技术应用包括电子系统设计、嵌入式系统开发、电子制造技术、自动控制技术等内容。
3. 电工电子维修与保养包括电气安装、电器设备维修、电气设备保养等内容。
三、教学方法1. 理论与实践相结合在教学设计中，要注重理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
2. 多媒体教学利用多媒体教学手段，结合图片、视频等资料，直观形象地将知识传授给学生。
3. 任务驱动将教学内容与实际任务相结合，通过情景模拟、应用案例等方式，引导学生主动学习，培养学生的问题解决能力。
四、教学安排1. 安排每周固定的理论课程时间，重点讲解电工电子的基础知识和技术应用。
2. 安排每周一定的实践课程时间，组织学生进行电路实验、电子产品拆装维修等实际操作练习。
3. 安排不定期的专题讲座，邀请电工电子行业的专业人士，介绍行业最新动态和技术发展趋势。
五、教学评估1.平时考核采用课后作业、实验报告、小测验等方式对学生的学习情况进行评估，引导学生定期复习，巩固所学知识。
2. 实践评估结合学生的实际表现，通过实验操作、设计实践和模拟维修等实际任务，评估学生的技能掌握情况，发现问题，及时进行纠正。
3. 终期考核每学期末进行综合性考试，全面评估学生的学习成绩和综合能力，为学生的学习进一步提供指导性意见。
六、教学改进1. 不断完善教学资料，更新教学内容，根据行业发展趋势，及时调整教学大纲，提高教学质量。
2. 加强课程建设，增加实践操作课程，引导学生深入了解电工电子行业的实际工作流程和技术要求。
《电力电子技术》教案
教案2017～2018学年第二学期学院(系、部)教研室(实验室) 电气工程教研室课程名称电力电子技术授课班级主讲教师职称使用教材《电力电子技术》王兆安主编xxxxxxx二○一七年一月电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案AKA Ka)IKAP NJb)c)电力电子技术课程教案AA GG KK b)c)a)AGK KGAP N P N J J J电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案导入：复习回顾：新授：2.1 单相可控整流电路2.1.1 单相半波可控整流电路（电阻负载）ωωωωtTVT R0a)u1u2uVTudi dωt1π2πtttu2ugud uVTαθ0b)c)d)e)00➢变压器T 起变换电压和电气隔离的作用；➢电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同； ➢基本数量关系：⎰+=+==παααπωωπ2cos 145.0)cos 1(22)(sin 221222U U t td U U d VT 的移相范围为180︒，通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。
ωttωωtωtωu 0ωtπ2πtu 0u0i 0uθαb)c)d)e)f)++（1）特点：➢电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变； ➢VT 的移相范围为180︒；➢简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。
（2）讨论负载阻抗角ϕ、触发角a 、晶闸管导通角θ的关系。
u O u 2di du VTi VTI d I dωt 1ωtωtωtωtωtωtO O OO O π-απ+αb)c)d)e)f)g)i VDRa)➢当u 2过零变负时，VD R 导通，ud 为零，VT 承受反压关断；➢L 储存的能量保证了电流i d 在L-R-VDR 回路中流通，此过程通常称为续流，数量关系（i d 近似恒为I d ）：d dVT 2I I παπ-=O 2O ωtO ωtOωt u d i di 2b)OωtOωtu VT1,4ωt Oωt I dI dI d I dI di VT2,3i VT 1,4（1）工作原理及波形分析➢假设电路已工作于稳态，id 的平均值不变；➢假设负载电感很大，负载电流id 连续且波形近似为一水平线；d 2221222sin d()cos 0.9cos U U t t U U πααωωααππ+===⎰（2）数量关系➢晶闸管移相范围为90︒。
电工电子教案
阐述PWM控制技术的 基本原理、实现方法及 在整流与逆变电路中的 应用，包括SPWM和 SVPWM等调制方式。
直流-直流变换电路
降压变换器（Buck变换器）
讲解Buck变换器的工作原理、电路结构、设计方法及性能分析。
升压变换器（Boost变换器）
阐述Boost变换器的工作原理、电路结构、设计方法及性能分析。
等。
06 安全用电与防护
安全用电常识
认识安全电压
了解人体安全电压范围，避免使用超出安全范围的电压。
安全用电原则
掌握不接触低压带电体、不靠近高压带电体的基本原则。
安全色标
熟悉安全色标，如红色指禁止、停止和消防，黄色指注意危险，蓝色 指强制执行等。
触电的危害与防护
触电类型
了解电击和电伤两种触电类型及其危害。
旋转运动。
能量转换原理
03
电机将电能转换为机械能，或者将机械能转换为电能，实现能
量的转换和传递。
直流电机与交流电机
1 2
直流电机
直流电机是将直流电能转换为机械能的旋转电机 ，主要由定子、转子、换向器和电刷等组成。
交流电机
交流电机是将交流电能转换为机械能的旋转电机 ，主要包括异步电机和同步电机两种类型。
3
直流电机与交流电机的比较
直流电机和交流电机在结构、工作原理、性能特 点和应用范围等方面存在显著的差异。
变压器的原理与结构
变压器的原理
变压器是利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备，主要由铁 芯和线圈组成。
变压器的结构
变压器的主要结构包括铁芯、线圈、绝缘材料、油箱和冷却系统 等部分。
变压器的分类
根据用途和特点，变压器可分为电力变压器、自耦变压器、互感 器等多种类型。
电力电子技术教案
电力电子技术教案一、课程概述本课程主要介绍电力电子技术的基本概念、原理和应用。
通过学习该课程，学生将了解到电力电子技术在电力系统中的重要性以及电力电子器件、电力电子变换器的工作原理和特性。
同时，学生将学会电力电子技术的设计与应用，并通过实践掌握电力电子设备的故障诊断与维修。
二、教学目标1.掌握电力电子技术的基本概念和原理；2.了解电力电子器件的工作原理和特性；3.学会电力电子变换器的设计与应用；4.具备电力电子设备的故障诊断与维修能力。
三、教学内容1.电力电子技术的基本概念与原理（4课时）1.1电力电子技术的发展历程1.2电力电子技术在电力系统中的应用1.3电力电子技术的基本原理2.电力电子器件的工作原理与特性（8课时）2.1二极管与可控硅的特点与应用2.2晶闸管与场效应管的工作原理与应用2.3双向晶闸管和功率管的工作原理与应用3.电力电子变换器的设计与应用（12课时）3.1单相桥式整流电路设计与应用3.2单相交流调压器设计与应用3.3单相变频器设计与应用3.4三相桥式整流电路设计与应用3.5三相交流调压器设计与应用3.6三相变频器设计与应用4.电力电子设备的故障诊断与维修（8课时）4.1故障诊断的基本方法与步骤4.2故障诊断与维修案例分析4.3维修实践操作指导四、教学方法1.理论讲授：通过PPT讲解电力电子技术的基本概念、原理和应用。
2.课堂讨论：引导学生积极参与课堂讨论，深入理解电力电子技术的应用问题。
3.实验实践：组织学生进行电力电子实验和故障诊断实践，培养学生的实践能力和创新思维。
五、教学评价1.考试评价：设置闭卷考试，测试学生对电力电子技术的理论知识的掌握程度。
2.实验报告：要求学生完成电力电子实验和故障诊断实践，并撰写实验报告。
3.课堂表现：评价学生在课堂讨论、实践操作中的参与度与表现。
4.作业评价：布置电力电子技术的应用题目，评价学生的解题能力和应用能力。
六、教材与参考书目主教材：《电力电子技术》，高级教育出版社。
电力电子技术课程设计
电力电子技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力电子器件的基本原理、分类及功能，理解不同器件在电力转换中的应用。
2. 使学生了解电力电子电路的基本拓扑结构，掌握常见电力电子电路的原理及分析方法。
3. 帮助学生掌握电力电子装置的控制策略，了解电力电子技术在节能、环保等方面的应用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、设计简单电力电子电路的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能正确搭建、调试和优化电力电子实验装置。
3. 培养学生运用电力电子技术解决实际问题的思维方法和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力电子技术学科的兴趣，培养其探索精神和求知欲。
2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会在团队中沟通交流，共同解决问题。
3. 增强学生的节能环保意识，使其认识到电力电子技术在未来可持续发展中的重要性。
课程性质：本课程为专业核心课程，旨在让学生掌握电力电子技术的基本理论和实践技能，培养学生具备分析和解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和实践操作能力，对新技术和新事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，鼓励学生主动参与、积极思考，提高其分析问题和解决问题的能力。
通过课程学习，使学生达到预定的学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及分类：包括半导体器件、二极管、晶体管、晶闸管等基本原理、特性及应用。
教材章节：第一章《电力电子器件》2. 电力电子电路拓扑结构：分析常见电力电子电路如整流电路、斩波电路、逆变电路的原理及性能。
教材章节：第二章《电力电子电路拓扑》3. 电力电子装置控制策略：学习PID控制、PWM控制等在电力电子装置中的应用。
教材章节：第三章《电力电子装置的控制》4. 电力电子技术应用：介绍电力电子技术在工业、家电、新能源等领域的应用案例。
教材章节：第四章《电力电子技术的应用》5. 实践教学：组织学生进行电力电子电路搭建、调试和优化实验，提高学生动手能力。
《电力电子技术》教案
《电力电子技术》教案授课人:郝培华南京工业大学自动化学院电气工程系2008年９月2２日~１２月12日《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案时间0８／09学年第1学期第6周星期四08年１0月９日）节次3．4班级电气060１-2 授课学时2学时地点厚学２0６教学章节Ch6．Ｐhaｓe-coｎtroｌleｄrecｔifiers——Singｌe-Pｈase Controllｅd Rectiｆｉer＆Threｅ-phaｓe ｃonvertｅrs教学目的通过学习,使学生掌握单相桥式全控整流电路在不同负载条件下的工作原理以及单相桥式半控整流电路的工作过程;以及三相半波电路在阻性负载时的工作情况。
教学手段Mｕlti-mediａ教学形式Lｅcｔurｅ教学内容1) ｓinglｅ-ｐhase fully-conｔｒolled ｒectiｆier—ｉnduｃtｉve loａd;2) sｉｎｇｌe-phａｓe fully－coｎtｒolled ｒｅcｔifiｅr—RE load；3）siｎｇlｅ-ｐhase bｒidｇｅｈalｆ-cｏｎｔroｌled reｃtifｉer；４) sumｍary of somｅimpoｒtaｎｔｐｏints in analyｓｉｓ5)ｔhｒee-pｈase haｌf –ｗave contrｏｌled reｃｔifier——resistiｖe loaｄ教学要点1)asｓumptioｎ: L is larｇeｅnougｈ;2)commuｔaｔion procesｓ;3)the cｉrcｕit cｏndition of RE load;4)thｅfuｎctiｏn of aｄdiｔioｎal ｆreｅwheeｌiｎｇdiode5)the ｃircuiｔanaｌysiｓand wavｅfoｒms;6)quａｎtitative anaｌｙsis ofＵd, Ｉd,I dVT, ＩVT,I２anｄtrｉggiｎg angle.布置作业1. Ｉn ｔhe cｉrcuiｔ, assuｍｅthat L ｉs lａrｇe enough. Analyze thｅworｋing procｅss ，calｃｕlate the aveｒａgｅＵｄａnd ploｔall the coｒrｅspondｉng cuｒｖes.2. P1５５6-3, 6-５, 6-６教学后记《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案《电力电子技术》教案。
电力电子技术(电子教案)
信号处理系统与功率处理系统
电力电子器件与一般电子器件
¾ 电子技术的基础是一般电子器件（晶体管、集 成电路）。
¾ 电力电子技术的基础是电力电子器件。
电力电子器件的不同之处：
¾ 能处理电功率的能力一般远大于处理信息的电子器件； ¾ 自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散
热器； ¾ 一般都工作在开关状态； ¾ 往往需要由信息电子电路来控制。
•20世纪70年代，出现了既可以控制其导通又可控制 关断的全控型电力电子器件（亦称自关断型器件）。 如以门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR、电力 双极型晶体管BJT、电力场效应管Power-MOSFET 为代表。 •20世纪80年代后期，出现绝缘栅极双极型晶体管 IGBT（复合型器件）。
2.电力电子技术的发展（续）
补充材料：功率二极管（电力二极管）
按照器件能够被控制的程度，分为3类： ¾不可控器件
不能用控制信号来控制其通断
¾半控型器件
通过控制信号可以控制其导通，但不能控制其关断
¾全控型器件
通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断
8
功率二极管（Power Diaode）
¾功率二极管结构和原理简单， 工作可靠，自20世纪50年代初 期就获得应用。 ¾在中高频整流和逆变，以及低 压高频整流的场合，具有不可替 代的地位。
• 电力装置电源 为信息电子装置提供动力
• 家用电器 “节能灯”、变频空调
• 其他 UPS、航天飞行器、新能源、发电装置
3.电力电子技术的重要作用-一般工业
轧钢机
数控机床
冶金工业
电解铝
3.电力电子技术的重要作用-交通运输
3.电力电子技术的重要作用-电力系统
《电力电子技术》课程设计任务书B5[1].
![《电力电子技术》课程设计任务书B5[1].](https://img.taocdn.com/s3/m/11543134cfc789eb172dc876.png)
《电力电子技术基础》课程设计任务书课程名称电力电子技术基础学生姓名专业班级设计题目1三相相控直流电源硬件电路设计一、课程设计目的1、培养学生文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养学生运用知识的能力和工程设计能力。
二、设计内容、技术条件和要求1、技术要求1三相交流电源:线电压380V。
2直流输出电压U d:0~210V范围内连续可调。
3最大负载电流输出:20A。
4负载为阻感负载,且电感值较大(工作时可认为负载电流是连续平滑的直流。
2、主要设计内容1整流变压器额定参数的计算(选择变压器次级额定电压,确定变比、初次级绕组的导线直径。
计算时取导线电流密度为5A/mm2。
2晶闸管器件的电流、电压定额等参数的计算和选型。
3集成触发电路的设计(包括触发电路的定向【参教材】;触发电路推荐采用集成触发控制电路,注意需有触发脉冲输出电路。
4撰写课程设计说明书。
三、时间进度安排按教学计划规定,《电力电子技术基础》课程设计总学时为1周,进度安排如下:1、周一:布置设计任务;查阅资料,确定设计方案。
2、周二~周三:电路设计。
3、周四~周五:总结设计过程,撰写和提交课程设计说明书。
四、主要参考文献1、《电力电子技术》(第5版,王兆安,机械工业出版社2、《电力电子学——电力变换和控制技术》,陈坚,高等教育出版社3、《现代功率电子技术》苏开才毛宗源,中国电力出版社指导教师:卜文绍,张松灿,袁澜2011 年6 月18 日II。
电力电子技术电子教案
第一次课内容 绪 论▪ 1.电力电子技术的发展概况 ▪ （1）电力电子技术的定义 ▪ （2）电力半导体器件▪ 第一阶段是以整流管、晶闸管为代表的发展阶段; ▪ 第二阶段是以GTO 、GTR 等全控型器件为代表的发展阶段; ▪ 第三阶段是以功率MOSFET 、IGBT 等电压型全控器件为代表的发展阶段;▪ 第四阶段是以SPIC 、HVIC 等功率集成电路为代表的发展阶段，目前正处在发展初期。
▪ （3）电力半导体变流技术▪ 第一阶段是电子管、离子管（闸流管、汞弧整流器、高压汞弧阀）的发展与应用阶段，此时的变流技术属于整流变换，只是变流技术的一小部分。
▪ 第二阶段是硅整流管、晶闸管的发展与应用阶段，主要指晶闸管的应用阶段。
这一时期，随着整流管特别是晶闸管制造水平的不断提高，半导体变流技术所涉及的应用领域不断扩展. ▪ 第三阶段是全控型电力半导体器件的发展与应用阶段，是半导体电力变流器向高频化发展的阶段，也是变流装置的控制方式由移相控制向时间比率控制发展的阶段。
▪ 第三阶段的发展是随着全控型器件的发展而逐渐展开的。
时至µçÁ¦µç×Ó¼Êõµç×ÓѧµçÁ¦Ñ§¿ØÖÆÀíÂÛÁ¬Ðø¡¢ÀëÉ¢µç·¡¢Æ÷¼þ¾²Ö¹Æ÷¡¢Ðýתµç»ú今日，晶闸管应用领域的绝大部分已经或即将被功率集成器件所取代。
电子行业《电力电子技术》教案
电子行业《电力电子技术》教案一、教学目标本教案旨在使学生掌握电力电子技术的基本原理和应用技能，培养学生的工程实践能力和解决问题的能力，为学生未来在电子行业的工作和研究奠定基础。
二、教学内容1.电力电子技术的基本概念2.电力电子器件的分类和特点3.电力电子电路的分析与设计4.电力电子应用案例分析5.电力电子系统的设计原则与方法三、教学方法1.讲授：通过理论课讲解电力电子技术的基本概念、原理和应用案例，引导学生掌握相关知识。
2.实验：通过实验操作，让学生亲自动手搭建电力电子电路，感受电力电子技术在实际应用中的重要性。
3.案例分析：通过分析典型的电力电子应用案例，引导学生从实际问题出发，探索解决方案。
四、教学资源1.课本：《电力电子技术导论》2.实验设备：电力电子实验箱、示波器、信号发生器等3.实验指导书：详细描述实验步骤和操作要点五、教学评估1.课堂小测：每节课结束时进行小测验，检查学生对当天所学内容的掌握情况。
2.实验报告：要求学生进行实验并撰写实验报告，评估学生对实验操作和结果的理解和分析能力。
3.期末考试：包括理论和实践两部分内容，考查学生对整个学期所学内容的综合掌握情况。
课时教学内容教学方法1 电力电子技术的概述讲授2 电力电子器件讲授3 电力电子电路分析讲授、实验4 电力电子电路设计讲授、实验5 电力电子应用案例讲授、案例分析6 电力电子系统设计讲授、案例分析1.课后作业和讨论：布置辅导性问题，鼓励学生在课后进行讨论，激发学生的学习兴趣。
2.学生反馈：定期收集学生对教学内容和教学方法的反馈意见，及时做出调整和优化。
八、教学总结通过本课程的学习，学生将掌握电力电子技术的基本原理和应用技能，培养工程实践能力，并具备解决相关问题的能力。
同时，通过实验和案例分析的训练，学生将能够把理论知识应用到实际工作中，为将来在电子行业的工作和研究打下基础。
(完整word版)《电力电子技术》教案
教案2017～2018学年第二学期学院(系、部)教研室(实验室) 电气工程教研室课程名称电力电子技术授课班级主讲教师职称使用教材《电力电子技术》王兆安主编xxxxxxx二○一七年一月电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案AKA Ka)IKAP NJb)c)电力电子技术课程教案AA GG KK b)c)a)AGK KGAP 1N 1P 2N 2J 1J 2J 3电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案导入：复习回顾：新授：2.1 单相可控整流电路2.1.1 单相半波可控整流电路（电阻负载）ωωωωtTVT R0a)u1u2uVTudi dωt1π2πtttu2ugud uVTαθ0b)c)d)e)00变压器T 起变换电压和电气隔离的作用；电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同； 基本数量关系：⎰+=+==παααπωωπ2cos 145.0)cos 1(22)(sin 221222U U t td U U d VT 的移相范围为180︒，通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。
电力电子技术课程教案变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起—共阴极接法。
电力电子技术课程教案．带电阻负载时的工作情况波形均连续，对于电阻负载，id波形与电力电子技术课程教案udOiiiiiIuaubucα电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案电力电子技术课程教案a)U ttO OONom -U mi ot 1t 2t 3t 4t 5t 6V V V V180°导电方式，同一相上下两臂交替导电，各相开始导电的角度差任一瞬间有三个桥臂同时导通；每次换流都是在同一相上下两臂之间进行，也称为纵向换流。
电力电子技术课程教案导通，电源E向负载供电，负载电压u o=E，负载电流关断，二极管VD续流，负载电压u o近似为零，负载电流呈指数曲线通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。
2021年 《电力电子技术》课程教学日历(授课进度计划)
日期
课时
章节名称及教学内容
教学重点难点及要求
教ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ形式及手段
作业布置
1
2
工程一：调光灯电路的设计及制作
重点：掌握器件的根本参数，初步具备本钱核算意识
1．案例教学法2．问题启发式教学法
3．任务驱动法
控制电路的根本构成和原理。
1．案例教学法2．问题启发式教学法
3．任务驱动法
〕型逆变电路工作原理。
在小组合作实施工程过程中培养与人合作的精神。
电力电子技术
编著
黄冬梅
王海涛
批准单位
哈尔滨职业技术学院
本学期授课内容起止章节
模块一~模块六
考试/考查
考查
总课时
本学期方案
课时
本学期实际
课时
周学时
教学
周数
讲授
实验
实践
习题
测验
56
56
56
4
14
46
10
教研室
年月日
院
年月日
教务处
年月日
电力电子技术课程
2021 ~2021 学年度第 二 学期进度方案
课程名称：电力电子技术 主讲教师：黄冬梅 本学期实际课时：56 班级：16级风力发电工程技术、16级电气自动化技术
电力电子技术课程
2021 ~2021 学年度第 二 学期
学期授课进度方案
任课教师
黄冬梅董爱娟王海涛
任课专业
风力发电工程技术专业、新能源应用技术、电气自动化技术
任课班级
16级风力发电工程技术、16级电气自动化技术
课程名称
电力电子技术
教材名称
电力电子应用技术
《电力电子技术》课程设计任务书
《电力电子技术》课程设计任务书电气工程及其自动化专业一、课程设计的目的1、培养文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、培养运用知识的能力和工程设计的能力。
4、提高课程设计报告撰写水平。
二、课程设计的要求1. 自立题目题目方向1：单相、三相可控整流技术的工程应用题目方向2：降压斩波变换技术的工程应用题目方向3：升压斩波变换技术的工程应用题目方向4：交流调压或交流调功技术的工程应用题目方向5：变频技术的工程应用题目方向6：有源、无源逆变技术的工程应用2、固定课题（1）单相半控桥式晶闸管整流电路的设计设计要求：1、电源电压：交流220V/50Hz2、输出电压范围：20V~50V3、最大输出电流：10A4、具有过流保护功能，动作电流：12A5、具有稳压功能6、电源效率不低于70%（2）三相桥式晶闸管整流电路的设计设计要求：1、电源电压：交流220V/50Hz2、输出电压范围50V~100V3、最大输出电流：10A4、具有过流保护功能，动作电流：12A5、具有稳压功能6、效率不低于70%（3）降压斩波电路设计设计要求：1、输入直流电压：U d=100V2、开关频率40KHz3、输出电压范围50V~80V4、输出电压纹波：小于1%5、最大输出电流：5A6、具有过流保护功能，动作电流：6A7、具有稳压功能8、效率不低于70%（4）升压斩波电路设计设计要求：1、输入直流电压：U d=40V2、开关频率100KHz3、输出电压范围80V~120V4、输出电压纹波：小于1%5、最大输出电流：5A6、具有过流保护功能，动作电流：6A7、具有稳压功能8、效率不低于70%（5）单相桥式变频电路设计设计要求：1、输入电压：单相交流300v/100Hz2、输出电压波形：交流方波220v/50Hz3、最大输出电流：5A4、具有过流保护功能，动作电流：6A5、具有稳压功能6、效率不低于70%（6）单相桥式变频电路设计设计要求：1、输入电压：单相交流300v/100Hz2、输出电压波形：交流正弦波220v/50Hz3、最大输出电流：5A4、具有过流保护功能，动作电流：6A5、具有稳压功能6、效率不低于70%三、设计任务1、进行设计方案的比较，并选定设计方案；2、完成控制电路设计、原理分析和主要元器件、参数选择；3、完成主电路的设计、原理分析，各主要元器件、参数选择；4、保护电路的设计；四、设计工作内容1、按要求完成设计任务，写出设计说明书；2、计算机绘制主电路、控制电路、保护电路原理图，印刷电路版图；五、时间安排工作项系统设计PROTEL制图整理说明书目4天2天1天预计时间注：答辩时间另行安排六、提交文件1．设计说明书一份（统一纸张——图文并茂，0.8万字左右）； 2．电路图、PCB图（A4纸张）3．元器件清单一份七、课程设计报告基本格式1、封面2、目录3、正文：1）设计的基本要求（给出所要设计的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求（包括性能指标），最好简述所设计装置的主要用途）2）总体方案的确定；3）主电路、控制电路原理说明（绘出主电路典型波形、触发信号（驱动信号）波形）；4）电路参数计算和元件选取；5）保护电路工作原理；4、元器件清单5、参考文献6、附图注意：课程设计用纸和格式统一①A4纸打印（页边距：上下左右各留2cm）；②大标题：3号字，宋体加粗；③小标题：4号字，宋体加粗；④正文：小4号字，宋体，固定间距20磅；⑤页眉：电力电子技术课程设计，5号宋体；⑥页脚：页码居中；⑦要求图表规范，文字通顺，逻辑性强；⑧报告字数不少于8000字。
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第1章电力电子器件主要内容：各种二极管、半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数,器件的选取原则，典型全控型器件：ＧTO、电力ＭOＳFET、IGBＴ,功率集成电路和智能功率模块,电力电子器件的串并联、电力电子器件的保护,电力电子器件的驱动电路。
重点:晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，器件的选取原则,典型全控型器件。
难点：晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数。
基本要求:掌握半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数，熟练掌握器件的选取原则，掌握典型全控型器件,了解电力电子器件的串并联，了解电力电子器件的保护。
１电力电子器件概述(1）电力电子器件的概念和特征主电路(maｉn pｏｗer circｕit）-－电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控制任务的电路;电力电子器件（poｗer electronｉc deｖｉce)－－可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件;广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类。
两类中,自２0世纪５0年代以来,真空管仅在频率很高(如微波）的大功率高频电源中还在使用,而电力半导体器件已取代了汞弧整流器(Ｍerｃuｒy Arｃ Rectifier）、闸流管（Tｈyratron）等电真空器件，成为绝对主力。
因此，电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。
电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅。
同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的一般特征：a．能处理电功率的大小,即承受电压和电流的能力,是最重要的参数;其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，大多都远大于处理信息的电子器件。
b．电力电子器件一般都工作在开关状态；导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,管压降接近于零，而电流由外电路决定；阻断时（断态）阻抗很大,接近于断路,电流几乎为零,而管子两端电压由外电路决定；电力电子器件的动态特性(也就是开关特性）和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面,有些时候甚至上升为第一位的重要问题。
作电路分析时，为简单起见往往用理想开关来代替c．实用中，电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。
在主电路和控制电路之间,需要一定的中间电路对控制电路的信号进行放大，这就是电力电子器件的驱动电路。
ｄ. 为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏,不仅在器件封装上讲究散热设计,在其工作时一般都要安装散热器。
导通时器件上有一定的通态压降，形成通态损耗阻断时器件上有微小的断态漏电流流过，形成断态损耗在器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关断损耗，总称开关损耗对某些器件来讲,驱动电路向其注入的功率也是造成器件发热的原因之一通常电力电子器件的断态漏电流极小，因而通态损耗是器件功率损耗的主要成因器件开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素(2) 应用电力电子器件的系统组成电力电子系统:由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。
控制电路按系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的通或断,来完成整个系统的功能。
有的电力电子系统中,还需要有检测电路。
广义上往往其和驱动电路等主电路之外的电路都归为控制电路，从而粗略地说电力电子系统是由主电路和控制电路组成的。
主电路中的电压和电流一般都较大,而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流,因此在主电路和控制电路连接的路径上，如驱动电路与主电路的连接处，或者驱动电路与控制信号的连接处，以及主电路与检测电路的连接处，一般需要进行电气隔离,而通过其它手段如光、磁等来传递信号。
由于主电路中往往有电压和电流的过冲,而电力电子器件一般比主电路中普通的元器件要昂贵，但承受过电压和过电流的能力却要差一些,因此，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证电力电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行,也往往是非常必要的。
器件一般有三个端子(或称极),其中两个联结在主电路中,而第三端被称为控制端(或控制极）。
器件通断是通过在其控制端和一个主电路端子之间加一定的信号来控制的，这个主电路端子是驱动电路和主电路的公共端,一般是主电路电流流出器件的端子。
(3) 电力电子器件的分类按照器件能够被控制电路信号所控制的程度,分为以下三类:a．半控型器件--通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断晶闸管（Ｔhyｒistor)及其大部分派生器件器件的关断由其在主电路中承受的电压和电流决定ｂ. 全控型器件－-通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，又称自关断器件是绝缘栅双极晶体管(Inｓulated-Gａte BiｐoｌａｒＴransisｔｏr-－IGBT)电力场效应晶体管(PoｗｅｒMOＳFＥT,简称为电力ＭOSFEＴ）门极可关断晶闸管(Gａte-Turn-OfｆThyriｓtor--GTO)ｃ．不可控器件--不能用控制信号来控制其通断,因此也就不需要驱动电路电力二极管（Ｐowｅr Ｄiode)只有两个端子，器件的通和断是由其在主电路中承受的电压和电流决定的按照驱动电路加在器件控制端和公共端之间信号的性质,分为两类:电流驱动型--通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制电压驱动型--仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制电压驱动型器件实际上是通过加在控制端上的电压在器件的两个主电路端子之间产生可控的电场来改变流过器件的电流大小和通断状态,所以又称为场控器件，或场效应器件按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类：单极型器件－-由一种载流子参与导电的器件双极型器件－-由电子和空穴两种载流子参与导电的器件复合型器件--由单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件2 不可控器件-－电力二极管Power Diode结构和原理简单,工作可靠，自20世纪５0年代初期就获得应用快恢复二极管和肖特基二极管，分别在中、高频整流和逆变,以及低压高频整流的场合，具有不可替代的地位(1）ＰN结与电力二极管的工作原理基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管一样以半导体PN结为基础由一个面积较大的ＰN结和两端引线以及封装组成的从外形上看,主要有螺栓型和平板型两种封装图1-１电力二极管的外形、结构和电气图形符号a) 外形ｂ)结构c)电气图形符号PN结的反向截止状态,PN结的单向导电性；PN结的反向击穿:有雪崩击穿和齐纳击穿两种形式,可能导致热击穿。
PN结的电容效应：PN结的电荷量随外加电压而变化,呈现电容效应，称为结电容ＣJ,又称为微分电容。
结电容按其产生机制和作用的差别分为势垒电容CB和扩散电容CD势垒电容只在外加电压变化时才起作用，外加电压频率越高,势垒电容作用越明显。
势垒电容的大小与PN结截面积成正比,与阻挡层厚度成反比而扩散电容仅在正向偏置时起作用。
在正向偏置时,当正向电压较低时,势垒电容为主正向电压较高时，扩散电容为结电容主要成分结电容影响PN结的工作频率，特别是在高速开关的状态下，可能使其单向导电性变差，甚至不能工作，应用时应加以注意。
造成电力二极管和信息电子电路中的普通二极管区别的一些因素：正向导通时要流过很大的电流，其电流密度较大,因而额外载流子的注入水平较高,电导调制效应不能忽略引线和焊接电阻的压降等都有明显的影响承受的电流变化率di/dｔ较大，因而其引线和器件自身的电感效应也会有较大影响为了提高反向耐压，其掺杂浓度低也造成正向压降较大（2) 电力二极管的基本特性a 静态特性主要指其伏安特性当电力二极管承受的正向电压大到一定值(门槛电压U TＯ），正向电流才开始明显增加,处于稳定导通状态。
与正向电流ＩF对应的电力二极管两端的电压U F即为其正向电压降。
当电力二极管承受反向电压时，只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。
b动态特性动态特性--因结电容的存在,三种状态之间的转换必然有一个过渡过程，此过程中的电压－电流特性是随时间变化的开关特性--反映通态和断态之间的转换过程关断过程：须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断能力，进入截止状态在关断之前有较大的反向电流出现,并伴随有明显的反向电压过冲(3) 电力二极管的主要参数ａ. 正向平均电流ＩＦ(AV)额定电流-－在指定的管壳温度(简称壳温，用ＴＣ表示）和散热条件下,其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值正向平均电流是按照电流的发热效应来定义的，因此使用时应按有效值相等的原则来选取电流定额,并应留有一定的裕量。
当用在频率较高的场合时，开关损耗造成的发热往往不能忽略当采用反向漏电流较大的电力二极管时,其断态损耗造成的发热效应也不小b. 正向压降ＵF指电力二极管在指定温度下,流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降有时参数表中也给出在指定温度下流过某一瞬态正向大电流时器件的最大瞬时正向压降c. 反向重复峰值电压ＵRRM指对电力二极管所能重复施加的反向最高峰值电压通常是其雪崩击穿电压UB的2/3使用时,往往按照电路中电力二极管可能承受的反向最高峰值电压的两倍来选定ｄ. 最高工作结温ＴJM结温是指管芯PN结的平均温度,用ＴJ表示最高工作结温是指在PＮ结不致损坏的前提下所能承受的最高平均温度TＪM通常在125～175ºC范围之内e. 反向恢复时间trｒtrｒ＝td+ tｆ，关断过程中,电流降到0起到恢复反响阻断能力止的时间f. 浪涌电流IFSM指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个工频周期的过电流。
(4) 电力二极管的主要类型按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能,特别是反向恢复特性的不同介绍在应用时，应根据不同场合的不同要求,选择不同类型的电力二极管性能上的不同是由半导体物理结构和工艺上的差别造成的a.普通二极管（Ｇｅneral Puｒpoｓe Diｏde）又称整流二极管(RectiｆieｒDioｄe）多用于开关频率不高（１ｋＨz以下）的整流电路中其反向恢复时间较长，一般在5s以上,这在开关频率不高时并不重要正向电流定额和反向电压定额可以达到很高,分别可达数千安和数千伏以上b．快恢复二极管(Fast Rｅcovery Dｉｏde--FRD）恢复过程很短特别是反向恢复过程很短（5s以下）的二极管,也简称快速二极管工艺上多采用了掺金措施有的采用PN结型结构有的采用改进的PiN结构采用外延型PｉＮ结构的的快恢复外延二极管(Fａst Ｒeｃovery Epiｔaxial Diｏdes--FRＥD），其反向恢复时间更短（可低于50ns），正向压降也很低（0．９Ｖ左右),但其反向耐压多在40０V以下从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。
前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者则在100ns以下，甚至达到20~30ｎs。