《功率电子技术》 课程教学大纲 一、 课程基本信息 总学时为学时数 ☑理论课（含上机、实验学时 课程类型 总学时为周数 口实习 口课程设计口毕业设计 课程编码 7218211 总学时32学时学分2 课程名称 功率电子技术 课程英文名称Power Electronic Technology 适用专业 电子信息工程，电子信息工程（理工科实验班） 先修课程 电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、高频吨子技术等 开课部门 信息学院电子工程系（电子信息） 二、 课程性质与目标 本课程的授课对象为电子信息工程当电子信息工程（理工科实验班）本科生，课 程属性为专业必修课，该课程以电路理论、电子学和控制理论的基本原理为起点， 讲授了功率电子中电能变换和控制的基本知识、功率电子变换电源的主电路和控 制电路的构成与原理，并介绍有源功率因数提高等新技术的发展，为后续课程学 习打下基础。 (一)课程目标 课程目标1：学生掌握普通品闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、功率场效 应管和绝缘门极晶体管等功率电子器件的工作原理、主要参数、型号选用和测试 方法。 课程目标2：学生掌握ACDC、DC/DC、DC/AC、.AC/AC四类变换器的基 本原理、波形画法、主要参数计算和设计、主要元器件选择。 课程目标3：使学生学会针对具体的实际问题运用四类变换器进行功率变换 设计，解决一些实际应用问题，使学生具有一定的功率电子电路实验和调试的 能力
《功率电子技术》 课程教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 总学时为学时数 □√ 理论课（含上机、实验学时） 总学时为周数 □实习 □课程设计 □毕业设计 课程编码 7218211 总学时 32 学时 学分 2 课程名称 功率电子技术 课程英文名称 Power Electronic Technology 适用专业 电子信息工程，电子信息工程(理工科实验班) 先修课程 电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术等 开课部门 信息学院电子工程系（电子信息） 二、 课程性质与目标 本课程的授课对象为电子信息工程与电子信息工程（理工科实验班）本科生，课 程属性为专业必修课，该课程以电路理论、电子学和控制理论的基本原理为起点， 讲授了功率电子中电能变换和控制的基本知识、功率电子变换电源的主电路和控 制电路的构成与原理，并介绍有源功率因数提高等新技术的发展,为后续课程学 习打下基础。 （一）课程目标 课程目标 1：学生掌握普通晶闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、功率场效 应管和绝缘门极晶体管等功率电子器件的工作原理、主要参数、型号选用和测试 方法。 课程目标 2：学生掌握 AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC 四类变换器的基 本原理、波形画法、主要参数计算和设计、主要元器件选择。 课程目标 3：使学生学会针对具体的实际问题运用四类变换器进行功率变换 设计，解决一些实际应用问题， 使学生具有一定的功率电子电路实验和调试的 能力
课程思政目标：以坚定理想信念、培养奋斗精神为目标，以工业需求为导向， 挖掘课程内容中国元素，打造以课程为载体的思政育人典范，培养社会主义建设 者，引领功率电子装备业持续发展。 (二)本课程支撑的毕业要求指标点 本课程支撑的电子信息工程专业华业要求指标点： 13掌握解决复杂的电路与系统、信号与信息处理工程问题所需的电路与系统基本知 识 33具有对复杂的电路与系统、信号与信息处理工程问顿讲行需求分析、系统分解与 综合的能力。 10.4具备国际视野，能够就电子信息工程技术问题进行跨文化背景合作与交流 (三)课程目标对毕业要求指标点的支撑关系 课程目标与电子信息工程专业华业要求的关系矩阵 毕业要求指标点 课程目标 1.3 3.3 10.4 课程目标1 课程目标2 课程目标3 课程教学基本内容与要求 课程单元对课程目标的支撑 授课 单元 3 6 单元1 5 课程 1 2、32、32、32、3 目标 第一单元电力电子变换和控制导论 1.教学纳容 (1)电力电子学科的形成 (2)开关型电力电子变换的基本原理及控制方法 (3)开关型电力电子变换器基本特性 (4)开关型电力电子变换器 2.基本要求
课程思政目标：以坚定理想信念、培养奋斗精神为目标，以工业需求为导向， 挖掘课程内容中国元素，打造以课程为载体的思政育人典范，培养社会主义建设 者，引领功率电子装备业持续发展。 （二）本课程支撑的毕业要求指标点 本课程支撑的电子信息工程专业毕业要求指标点： 1.3 掌握解决复杂的电路与系统、信号与信息处理工程问题所需的电路与系统基本知 识。 3.3 具有对复杂的电路与系统、信号与信息处理工程问题进行需求分析、系统分解与 综合的能力。 10.4 具备国际视野，能够就电子信息工程技术问题进行跨文化背景合作与交流。 （三）课程目标对毕业要求指标点的支撑关系 课程目标与电子信息工程专业毕业要求的关系矩阵 课程目标 毕业要求指标点 1.3 3.3 10.4 课程目标 1 √ 课程目标 2 √ 课程目标 3 √ 三、 课程教学基本内容与要求 课程单元对课程目标的支撑 单元 授课 单元 1 2 3 4 5 6 课程 目标 1 1 2、3 2、3 2、3 2、3 第一单元 电力电子变换和控制导论 1. 教学内容 （1）电力电子学科的形成 （2）开关型电力电子变换的基本原理及控制方法 （3）开关型电力电子变换器基本特性 （4）开关型电力电子变换器 2. 基本要求
(1)学握：电力电子学的定义。 (2)理解：电力电子技术的主要内容 (3)了解：电力电子学科所研究的基本问题。 第二单元常用电力电子半导体器件 1教学纳容 (1)功率二极管的动态特性及指标 (2)晶闸管(SCR)基本结构、原理 (3)双极型功率晶体管(GTR)的动态特性及指标 (4)功率场效应晶体管(P-MOSFET)的动态特性及指标 (5)绝缘门极双极型晶体管(IGBT)模型、静态伏安特性、开关特性及 指标。 2.基本要求 (1)掌握：主要功率器件的特性曲线和使用方法。 (2)理解：SCR、GTR、P-MOSFET、IGBT等功率器件的工作原理与主 要参数」 (3)了解：SCR、GTR、P-MOSFET、IGBT等功率器件的内部结构。 第三单元直流/直流变换电路 1.教学纳容 (1)降压型功率变换电路 (2)升压式变换电路 (3)单象限升/降压直流变换电路 (4)单象限的CUK电路 (5)反激DCDC变换器 (6)DC/DC变换器的控制电路 2.基本要求 (1)掌握：典型拓扑的工作原理和分析方法。 (2)理解：带有变压器隔离DCDC变换器的工作原理。 (3)了解：各种DCDC变换器的主要应用场合 第四单元直流交流变换电路逆变器 1.教学内容 (1)基本电压型逆变电路的工作情况分析
（1）掌握：电力电子学的定义。 （2）理解：电力电子技术的主要内容。 （3）了解：电力电子学科所研究的基本问题。 第二单元 常用电力电子半导体器件 1. 教学内容 （1）功率二极管的动态特性及指标 （2）晶闸管（SCR）基本结构、原理 （3）双极型功率晶体管（GTR）的动态特性及指标 （4）功率场效应晶体管（P-MOSFET）的动态特性及指标 （5）绝缘门极双极型晶体管（IGBT）模型、静态伏安特性、开关特性及 指标。 2. 基本要求 （1）掌握：主要功率器件的特性曲线和使用方法。 （2）理解：SCR、GTR、P-MOSFET、IGBT 等功率器件的工作原理与主 要参数。 （3）了解：SCR、GTR、P-MOSFET、IGBT 等功率器件的内部结构。 第三单元 直流/直流变换电路 1. 教学内容 （1）降压型功率变换电路 （2）升压式变换电路 （3）单象限升/降压直流变换电路 （4）单象限的 CUK 电路 （5）反激 DC/DC 变换器 （6）DC/DC 变换器的控制电路 2. 基本要求 （1）掌握：典型拓扑的工作原理和分析方法。 （2）理解：带有变压器隔离 DC/DC 变换器的工作原理。 （3）了解：各种 DC/DC 变换器的主要应用场合。 第四单元 直流/交流变换电路—逆变器 1. 教学内容 （1）基本电压型逆变电路的工作情况分析
(2)电压型逆变电路输出电压的控制 (3)电压型逆变电路输出电压谐波的控制 2.基本要求 (1)掌握：基本电压型逆变电路的工作原理和基本分析方法。 (2)理解：逆变电路输出电压的控制技术。 (3)了解：逆变电路的谐波抑制技术。 第五单元交流/宜流变换电路整流器 1.教学纳容 (1)整流电路的基本原理与结构 (2)单相可控整流电路分析 (3)含有源功率因数校正(PFC)环节的单相高频整流电路 2.基本要求 (1)掌握：基本全桥相控整流电路的工作原理和基本分析方法。 (2)理解：整流电路不同输出负载情况下的电路分析方法。 (3)了解：高频PWM整流电路的构成与提高功率因数的原理。 第六单元交流交流变换电路 1.教学纳容 (1)晶闸管交流电压控制器的类型、原理 (2)单相ACAC交流调压电路分析 (3)单相ACAC变频器 2.基本要求 (I)掌握：ACAC变换器的两大主要应用，即电压控制器与变频电源 (2)理解：单相交流调压电路的分析方法。 (3)了解：变频电源的原理及ACAC变换器的主要应用场合。 四、 课程学时分配 总学时为32学时，全部为讲授。课程各单元学时分配如下 单 教学内容 讲授 实验 上机 1 第一单元 导论 2第二单元 常用电力电子半导体器件
（2）电压型逆变电路输出电压的控制 （3）电压型逆变电路输出电压谐波的控制 2. 基本要求 （1）掌握：基本电压型逆变电路的工作原理和基本分析方法。 （2）理解：逆变电路输出电压的控制技术。 （3）了解：逆变电路的谐波抑制技术 。 第五单元 交流/直流变换电路—整流器 1. 教学内容 （1）整流电路的基本原理与结构 （2）单相可控整流电路分析 （3）含有源功率因数校正（PFC）环节的单相高频整流电路 2. 基本要求 （1）掌握：基本全桥相控整流电路的工作原理和基本分析方法。 （2）理解：整流电路不同输出负载情况下的电路分析方法。 （3）了解：高频 PWM 整流电路的构成与提高功率因数的原理 。 第六单元 交流/交流变换电路 1. 教学内容 （1）晶闸管交流电压控制器的类型、原理 （2）单相 AC/AC 交流调压电路分析 （3）单相 AC/AC 变频器 2. 基本要求 （1）掌握： AC/AC 变换器的两大主要应用，即电压控制器与变频电源。 （2）理解：单相交流调压电路的分析方法。 （3）了解：变频电源的原理及 AC/AC 变换器的主要应用场合。 四、 课程学时分配 总学时为 32 学时，全部为讲授。课程各单元学时分配如下： 单 元 教学内容 讲授 实验 上机 1 第一单元 导论 4 2 第二单元 常用电力电子半导体器件 6
3第三单元DC/DC变换器 4第四单元DCAC变换电路一逆变器 5第五单元ACDC变换电路一整流器 6 第六单元AC/AC变换电路 合计 五、 实践性教学内容的安排与要求 本课程采用课堂讲授、课下辅导的方式，为达到课程教学的基本要求，每次 课后均留2个课外习题，用于学生课外练习。 六、教学设计与教学组织 本课程采用计算机多媒体投影作为教学辅助工具，内容采用PowerPoint与板 书相结合的授课方式授课。 七、教材与参考资料 教材：陈坚，电力电子学（第三版），北京：高等教育出版社，2011年6月。 参考书：王兆安等，电力电子技术（第5版），北京：机械工业出版社，2009 年11月。 八、课程考核方式与成绩评定标准 采用百分制计算，总成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成。平时成绩主要 是作业占30%，期末考试占70% 九、大纲制（修）订说明 无 大纲撰写人：张晓强 大纲审阅人：鲁远耀 系负责人：鲁远耀 学院负责人：宋威 开课学院教学副院长：宋威 制（修）订日期：2022年2月
3 第三单元 DC/DC 变换器 8 4 第四单元 DC/AC 变换电路—逆变器 6 5 第五单元 AC/DC 变换电路—整流器 6 6 第六单元 AC/AC 变换电路 2 合 计 32 五、 实践性教学内容的安排与要求 本课程采用课堂讲授、课下辅导的方式，为达到课程教学的基本要求，每次 课后均留 2 个课外习题，用于学生课外练习。 六、 教学设计与教学组织 本课程采用计算机多媒体投影作为教学辅助工具，内容采用 PowerPoint 与板 书相结合的授课方式授课。 七、 教材与参考资料 教材：陈坚，电力电子学（第三版），北京：高等教育出版社，2011 年 6 月。 参考书：王兆安等，电力电子技术（第 5 版），北京：机械工业出版社，2009 年 11 月。 八、 课程考核方式与成绩评定标准 采用百分制计算，总成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成。平时成绩主要 是作业占 30%，期末考试占 70%。 九、 大纲制(修)订说明 无。 大纲撰写人：张晓强 大纲审阅人：鲁远耀 系负责人 ：鲁远耀 学院负责人：宋威 开课学院教学副院长：宋威 制（修）订日期：2022 年 2 月