2023年开关电源原理与应用电子教案王水平教材

10教师姓名：金永镐课程名称：开关电源原理与应用课程名称开关电源原理与应用授课教师金永镐

授课对象 电子职称 教授授课时间 学年 2 学期课程类别 专业任选课授课方式

多媒体教学48学时

考试〔√；考察〔〕3学时安排

课堂讲授48 学时； 试验课 0学时教科书名称 教材：1、开关稳压电源-原理设计及有用电路2、自编开关稳压电源讲义教科书 作者

王水平出版社及出版时间 西安电子科技大学出版社2023.320236月参 [2]刘贤兴李众，型智能开关电源技术机械工业出版社2023年2月考 [3]王志强，开关电源设计电子工业出版社2023年1月资料注：表中〔 〕选项请打“√”延边大学教案周次 第1周，第 1次课章节 序论-前沿介绍及开关电源的技术领域名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握电力电子技术的概念及争论领域、电力电子技术目的的进展历史、电力电子技术的应用、电力电子电路的仿真等根本学问要求教学 教学重点：电力电子技术的概念及争论领域、电力电子技术的应用、电力电重点 子电路的仿真等难点 教学难点：教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注-前沿介绍及开关电源的技术领域－属于电力电子技术电力电子技术－电力学、电子技术、掌握理论三个学科的穿插１.电力电子技术的概念及争论领域电能的类别，沟通电的三要素等电力变换的四种类型２.电力电子技术的进展历史〔1〕.电力电子器件的进展历史〔２〕.电力电子电路的进展历史３.电力电子技术的应用一般工业应用、交通运输中的应用、电力系统中的应用、能源中的应用、电子装置在家用电器中的应用４.电力电子技术的进展趋势进展趋势主要包括电力电子器件的进展趋势、电力电子电路的进展趋势和掌握技术的进展趋势几方面5.电力电子电路的仿真延边大学教案周次 第1周，第 2次课章节 第一局部开关电源相关的预备学问1名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握滤波电路、储能元件的工作原理、电压时间目的乘积等要求教学教学重点：储能元件的工作原理、电压时间乘积重点教学难点：电压时间乘积难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注一、滤波电路、储能元件的工作原理、电压时间成积。滤波器的分类机械滤波器、锁相环滤波器、开关电容滤波器等。按信号处理的方式分类：模拟滤波器、数字滤波器。按通频带分：有源滤波器可分为：低通滤波器LPF、高通滤波器HPF、带通滤波器〔BPF、带阻滤波器〔BEF〕等。〔三极管、场效应管、运算放大器等〕组合，可进展无衰减地滤波。储能元件电容元件、电感元件的特性*释放模式发生高压的举例延边大学教案周次 第2周，第 1次课章节 第一局部开关电源相关的预备学问2名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学 教学目的和要求:了解和把握各种波形发生器原理，矩形波，三角波，目的 锯齿波，正弦波等要求教学 教学重点：矩形波，三角波，锯齿波，正弦波发生器原理重点教学难点：锯齿波，正弦波发生器原理难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注二、各种波形发生器原理，矩形波，三角波，锯齿波，正弦波一般比较器一个比较点电压思考题：假设R2的位置上替换稳压管,则波形如何？矩形波、三角波发生器〔双电源〕D思路：转变充电和放电支路的时间常数锯齿波发生器正弦波发生器延边大学教案周次 第3周，第 1次课章节第一局部开关电源相关的预备学问3名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学目的 教学目的和要求:了解和把握各种PWM发生器的工作原理与设计要求教学教学重点：把握各种PWM发生器的工作原理重点教学难点：利用锯齿波、三角波产生PWM波形原理难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注三、各种PWM发生器的工作原理与设计PWM〔PulseWidthModulation〕占空比可变的脉冲波-频率可变、可不变。利用锯齿波、三角波产生PWM波形原理NE555〔Timer，定时器〕R(U 1U ,UL 3 CC

2U )3 CC设计举例：思考题：A、怎样获得占空比任意可调的脉冲波？可直接接到输出端C、分析图示电路图：怎样获得梯形波和正弦波？举例：小孩和大人的驱动力量用比较器组成PWM型开关稳压电源〔有反响环〕NE555PWM〔无反响环〕延边大学教案周次 第3周，第 2次课章节 第一局部开关电源相关的预备学问4-各种半导体元件的特性及驱动特性1名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握三级管、结型场效应管、绝缘栅场效应管目的的各种工作特性及应用方法要求教学教学重点：三级管、结型场效应管、绝缘栅场效应管的应用方法重点教学难点：三级管、结型场效应管、绝缘栅场效应管的应用方法难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注四、各种半导体元件的特性及驱动特性1三级管的种类及根本特性三级管的复合应用复合时结论：同型管复合、异型管复合结型场效应管的工作特性—N沟道、P沟道〔JFET〕场效应管的特点：举例：两种器件做开关，掌握不同电流时功率损耗比较延边大学教案周次 第4周，第 1次课章节 第一局部开关电源相关的预备学问4-各种半导体元件的特性及驱动特性2名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握可控硅SCR目的管、场效应管的驱动特性要求教学教学重点：可控硅SCR的特性和应用方法，三极管、场效应管的驱动特性重点教学难点：三极管、场效应管的驱动特性难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注四、各种半导体元件的特性及驱动特性2SCR开关*导通角越大，负载的电压越大双向可控硅：具有双向触发导通功能光电耦合可控硅的特性及应用-在电路上起隔离作用集成光电耦合可控硅〔过零点触发功能〕MOC3061可控硅可工作在高频的场合三极管、场效应管的驱动特性结论：为了缩短寄生电容C的方法有：的输出电压延边大学教案周次 第5周，第 1次课章节 第一局部开关电源相关的预备学问5名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学目的 教学目的和要求:了解和把握变压器、电感和光电耦合器的工作特性及应用要求教学教学重点：变压器、电感和光电耦合器的应用重点教学难点：变压器、电感和光电耦合器的应用难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注1、变压器、电感特性同名端〔同极性端变压作用、变流作用：利用PP可推导多个绕组变压器的变压、变流关系入 出〔思考题〕NI11

NI -证明〔思考题〕22

〔思考题〕11 22 33举例阻抗放大作用，用于农村播送网系统，离播送站的、B、C、DUI变压器特性及分析：2隔离输入和输出，〔2〕同相或反相方式传递信号端的驱动电流较小；2、光电耦合二极管无电流放大作用，因此需要的驱动电流较大用法：输入和输出之间，可同相驱动和反相驱动通常使用的型号：单光耦、双光耦，并举例具体使用的型号延边大学教案周次 第5周，第 2次课章节第一局部综合练习及总结名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学目的 教学目的和要求:全面总结一局部的内容，稳固第一局部把握的学问要求教学教学重点：重点教学难点：难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注全面总结一局部的内容，稳固第一局部把握的学问延边大学教案周次 第6周，第 1次课章节第一局部寻常考试名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学目的 教学目的和要求:要求教学教学重点：重点教学难点：难点教学方法 手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注通过寻常考试，进一步稳固第一局部的内容延边大学教案周次 第7周，第 1次课章节 其次局部：开关稳压电源-原理设计及有用电路-第一章开关稳压电源概述名称 1.1线性稳压电源与开关稳压电源授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握线性稳压电源、开关稳压电源的优缺点及开关稳目的压电源的种类要求教学教学重点：开关稳压电源的优缺点及开关稳压电源的种类重点教学难点：开关稳压电源的工作原理难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注1.1线性稳压电源与开关稳压电源根本原理-利用电感储存能量线性稳压电源概述作在线性放大区求输出电压线性电源的优点-电源稳定度及负载稳定度线性稳压电源的缺点造成这些缺点的缘由开关稳压电源概述〔１〕开关电源的构造－开关变换方式：〔APFC〕讲解降压式原理框图开关稳压电源的优点开关电源的缺点开关稳压电源的进展〔１〕国际进展状况目前存在抑制的困难〔书5页〕,突破和进展〔书6页〕〔2〕国内进展状况开关稳压电源的种类延边大学教案周次 第7周，第 2次课章节1.2PWM型〔降压〕名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握电路构造、工作原理、降压型开关稳压电源设计目的方法要求教学教学重点：降压型开关稳压电源工作原理、降压型开关稳压电源设计方法重点教学难点：降压型开关稳压电源设计方法难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注PWM〔降压〕电路构造工作原理A、稳压过程工作原理C、各点的波形D、各元件的作用F、输出电压和占空比关系思考题：D=1降压型开关稳压电源设计QD极管、肖特基二极管LC延边大学教案周次 第8周，第1次课章节 1.2.5混合型串联降压型开关电源－频率、占空比转变名称 1.2.6用NE555设计混合型串联降压型开关电源授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握混合型串联降压型开关电源，用NE555目的型串联降压型开关电源的设计思路及工作原理及分析方法。要求教学 教学重点：用NE555设计混合型串联降压型开关电源的设计思路及工作原理及重点 分析方法难点 教学难点：混合型串联降压型开关电源教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注具体讲解工作原理及分析方法。具体讲解设计思路及工作原理及分析方法。延边大学教案周次 第9周，第1次课章节 1.2.7补充局部-利用L4960设计输出可调的降压型开关电源名称 1.2.8补充局部-介绍其他芯片LM22679和LM2594的功能及设计技巧授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握利用L4960目的绍其他芯片LM22679LM2594要求教学教学重点：利用L4960设计输出可调的降压型开关电源重点教学难点：利用L4960设计输出可调的降压型开关电源难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注补充局部-利用L4960设计输出可调的降压型开关电源具体讲解利用L4960作原理，输出电压的推导等补充局部-介绍其他芯片LM22679和LM2594的功能及设计技巧介绍其他芯片LM22679和LM2594的功能及设计技巧延边大学教案周次 第9周，第2次课章节 1.3升压型开关电源〔反激式－串联型〕名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学 教学目的和要求:了解和把握升压型开关电源电路构造及具体电路及目的 工作原理，重要参数计算方法要求教学 教学重点：升压型开关电源工作原理，重要参数计算方法重点 教学难点：升压型开关电源工作原理难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注升压型开关电源〔反激式－串联型〕工作波形图分析工作原理〔稳压过程〕〔1〕储能过程〔2〕释放过程〔3〕稳压过程〔4〕波形〔5〕计算输出电压结论：重要参数计算Q1IcUDCL延边大学教案周次 第10周，第1次课章节极性反转型开关稳压电源名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学目的保护电路的作用要求教学教学重点：工作原理、重要参数计算、掌握电路的作用重点教学难点：工作原理、掌握电路的作用难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注极性反转型开关稳压电源电路构造〔并联型〕工作原理稳压过程储能过程和释放过程波形－与升压型差不多，简单无反响时输出电压计算结论：对所得的结果进展分析光电耦合器的作用重要参数计算开关稳压电源中的掌握、驱动和保护电路掌握电路驱动电路对驱动信号波形的要求驱动电路的种类-讲解6个种类保护电路保护电路的要求保护电路的种类延边大学教案周次 第11周，第1次课章节 1.6开关稳压电源中的几个重要问题名称 1.7开关变压器的加工工艺及绝缘处理授课 教学多媒体 2方式 时数教学目的功率开关变压器的工作状态、磁性材料、趋肤效应等要求教学 教学重点安全工作区有源滤波器功率开关变压器的工作状态磁性材料、重点 趋肤效应等难点 教学难点：有源滤波器、功率开关变压器的工作状态、趋肤效应教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注开关稳压电源中的几个重要问题1、二次击穿现象讲解一次击穿和二次击穿3、安全工作区4、功率管芯的构造滤波电路〔filter〕并讲解简洁的有源滤波器―密勒效应开关变压器的加工工艺及绝缘处理功率开关变压器的工作状态〔磁滞回线〕磁性材料1、磁性材料的作用2、常用的磁芯：铁氧体磁芯、坡莫合金或非晶态合金的特点介绍漏感和分布电容的计算〔自学〕趋肤效应〔skineffect〕-集肤效应〔1〕穿透深度〔2〕导线选择原则延边大学教案周次 第11周，第2次课章节 第2章单端式开关稳压电源的实际电路名称 2.1实际电路类型2.4单管它激式正激型直流变换器授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握实际电路类型，单管它激式正激型直流变换器的目的原理图及工作过程分析要求教学教学重点：单管它激式正激型直流变换器的原理图及工作过程分析重点教学难点：单管它激式正激型直流变换器的原理图及工作过程分析难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注2章单端式开关稳压电源的实际电路实际电路类型按鼓励方式分：〔1〕自激式单管直流变换器〔2〕它激式单管直流变换器〔3〕自型直流变换器按开关变压器的极性分1、单管正激式直流变换器构造及特点2、单管反激式直流变换器〔带变压器〕构造及特点按功率开关的种类划分单管自激式反激型直流变换器(选讲)〔有变压器〕1、框图2、原理图及工作过程分析开关导通期间〔传送能量过程〕开关截止期间〔不传送能量〕稳压过程输出电压计算-无反响时输出电压及有反响时输出电压各元件的功能延边大学教案周次 第12周，第1次课章节单管它激式反激型直流变换器电路名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握根本电路形式、用KA3842目的包括储能过程、释放过程、稳压过程、输出电压计算等要求教学 教学重点：用KA3842构成的实际电路形式，包括储能过程、释放过程、稳压重点 过程、输出电压计算。难点 教学难点：用KA3842构成的实际电路的储能、释放、稳压及输出电压计算。教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注单管它激式反激型直流变换器电路根本电路形式1、KA38422、参数及工作频率计算4、实际电路-隔离式反激型它激式开关电源、储能过程、释放过程(4)、输出电压计算ADwQ2B、有反响时输出电压延边大学教案周次 第13周，第1次课章节补充局部-利用TOP开关设计开关稳压电源名称授课 授课多媒体方式 方式

多媒体教学教学目的和要求:了解和把握系统环境设定，系统操作设定，系统颜色设定，目的自动备份设定，板层设定，安全间距设定，元件布置设定，布线设定，其他设要求定等内容。教学 教学重点：系统颜色设定，板层设定，安全间距设定，元件布置设定，布线设重点 定难点 教学难点：板层设定，元件布置设定，布线设定教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注TOP输出电压为可调的开关稳压电源1、反激电压的计算2、脉冲吸取电路的工作原理3、输出电压的计算4、反响回路的设计延边大学教案周次 第13周，第2次课章节 第三章推挽式开关电源的实际电路 3.1自激型推挽式开关电源简洁介绍名称 3.2它激型推挽式开关电源授课 教学多媒体 2方式 时数教学 教学目的和要求:了解和把握它激型推挽式开关电源电路工作原理及分析方目的 法，它激型推挽式开关电源中的功率开关变压器的工作特性及它激型推挽式开要求 关电源中的功率开关工作特性教学 教学重点：它激型推挽式开关电源电路工作原理及分析方法，它激型推挽式开重点 关电源中的功率开关变压器的工作特性。难点 教学难点：它激型推挽式开关电源电路工作原理及分析方法教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注自激型推挽式开关电源-简洁介绍它激型推挽式开关电源电路工作原理分析、工作原理：、共态导通问题-最小死区时间〔deadtime〕、工作波形、输出电压它激型推挽式开关电源中的功率开关变压器它激型推挽式开关电源中的功率开关延边大学教案周次 第14周，第1次课章节补充局部-利用TL494组成的它激型推挽式开关电源设计名称授课 教学多媒体 2方式 时数教学教学目的和要求:了解和把握TL494目的组成、工作原理、波形分析、输出电压推导等内容。要求教学重点教学难点：工作原理、波形分析、输出电压推导难点教学方法 教学方法：教师的多媒体演示及讲解为主，结合提问为辅手段教学根本内容、过程、学时安排；课堂争论、练习、作业 备注3.3补充局部-利用TL494组成的它激型推挽式开关电源设计1、TL4942、设计思路及电路组成3、工作原理4、波形分析5、输出电压延边大