开关电源技术教学大纲

《开关电源教案》课件一、教学目标1. 让学生了解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。

2. 使学生掌握开关电源的接线方式、使用注意事项和故障处理方法。

3. 培养学生动手操作开关电源设备的能力，提高学生的实际应用技能。

二、教学内容1. 开关电源的基本概念介绍开关电源的定义、特点和应用领域。

2. 开关电源的工作原理讲解开关电源的工作原理，包括输入滤波、开关变换、输出滤波和保护电路等。

3. 开关电源的主要组成部分介绍开关电源的主要组成部分，如输入端、输出端、开关元件、滤波元件和保护元件等。

4. 开关电源的接线方式讲解开关电源的接线方式，包括串联接线、并联接线和混联接线等。

5. 使用注意事项强调开关电源使用过程中的安全注意事项，如正确接线、避免过载使用、防止短路等。

三、教学方法1. 采用讲授法，讲解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。

2. 采用演示法，展示开关电源的接线方式和实际操作过程。

3. 采用案例分析法，分析开关电源在使用过程中可能出现的故障和解决方法。

4. 采用小组讨论法，让学生分组讨论开关电源的故障处理技巧。

四、教学准备1. 准备开关电源设备，用于实际操作演示。

2. 准备相关教材、图片和案例资料。

3. 准备投影仪、电脑等教学辅助设备。

五、教学评价1. 课堂问答：评估学生对开关电源基本概念、工作原理和接线方式的掌握程度。

2. 实操考核：检查学生动手操作开关电源设备的能力。

3. 小组讨论：评估学生在故障处理方面的分析和解决问题的能力。

4. 期末考试：全面测试学生对开关电源知识的掌握情况。

六、教学活动1. 引入新课：通过提问方式引导学生思考开关电源在日常生活中的应用，激发学生的学习兴趣。

2. 讲解开关电源的基本概念，让学生了解开关电源的定义、特点和应用领域。

3. 讲解开关电源的工作原理，包括输入滤波、开关变换、输出滤波和保护电路等。

4. 讲解开关电源的接线方式，包括串联接线、并联接线和混联接线等。

《开关电源教案》课件一、教学目标1. 了解开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。

2. 掌握开关电源的优缺点以及应用领域。

3. 学会开关电源的设计与选型方法。

4. 了解开关电源的故障诊断与维护技巧。

二、教学内容1. 开关电源概述定义分类应用领域2. 开关电源工作原理开关电源的基本电路开关元件脉宽调制（PWM）技术3. 开关电源主要组成部分输入滤波器整流器开关变换器输出滤波器保护电路4. 开关电源的优缺点优点缺点5. 开关电源的设计与选型设计考虑因素选型依据三、教学方法1. 讲授法：讲解开关电源的基本概念、工作原理、主要组成部分、优缺点等知识点。

2. 案例分析法：分析实际应用中的开关电源案例，加深学生对知识点的理解。

3. 互动教学法：提问、讨论，激发学生思考，提高课堂参与度。

4. 实践操作法：安排课后实践，让学生动手设计简单的开关电源电路，巩固所学知识。

四、教学资源1. PPT课件：展示开关电源的相关图片、电路图、原理图等。

2. 教材或参考资料：提供详细的开关电源理论知识。

3. 实验设备：用于实践操作，加深对知识的理解。

五、教学评价1. 课堂问答：评估学生对开关电源基本概念、工作原理等的掌握程度。

2. 课后作业：检查学生对开关电源设计与选型的理解与应用能力。

3. 实验报告：评价学生在实践操作中的表现，包括故障诊断与维护技巧。

4. 综合考试：全面测试学生对开关电源知识的掌握。

六、教学安排1. 课时：本教案共需10课时，每课时45分钟。

2. 课程安排：第1课时：开关电源概述第2课时：开关电源工作原理第3课时：开关电源主要组成部分第4课时：开关电源的优缺点第5课时：开关电源的设计与选型第6课时：开关电源案例分析第7课时：开关电源故障诊断与维护第8课时：实验一：简单开关电源设计第9课时：实验二：开关电源故障诊断与维修七、教学重点与难点1. 教学重点：开关电源的基本概念、工作原理和主要组成部分。

开关电源的优缺点以及应用领域。

开关电源技术•主讲教师：张俊民•办公室/实验室：新主楼F210•Email: jmzhang@ •交作业的地点：新主楼F210•交作业时间：二周内教学内容:《开关电源技术》讲义参考书：•张占松，蔡宣三《开关电源的原理与设计》，电子工业出版社，2002•杨旭,裴云庆，王兆安《开关电源技术》，机械工业出版社，2004•Keith Billings《开关电源手册》（第2版），人民邮电出版社,2006•王英剑，常敏慧，何希才《新型开关电源实用技术》，电子工业出版社，2000英文期刊：•IEEE Transactions on Power Electronics.•IEE Proceedings Electric Power Applications.中文期刊：•中国电机工程学报•电工技术学报•电力电子技术本课程学习的主要内容和要求•开关电源主要元器件的工作原理、基本特性、技术参数、设计与选择的方法•开关电源电路的构成、工作原理、特点、设计•各种开关电源技术的原理及方法•考试成绩＝期末考试＋课堂练习＋作业+出勤第1章绪论1.开关电源技术的发展2.开关电源的基本结构和工作原理3.开关电源的种类4.开关电源的技术指标5.开关电源的设计方法1.1~1.2开关电源技术的发展电源：线性稳压电源：晶体管串联调整稳压电源；稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠；体积大且笨重，功耗较大，电源效率很低开关电源：体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定；什么是开关电源？•凡用电力电子器件作为开关，将一种电源形态转变成为另一形态，转变时用自动控制闭环稳定输出并有保护环节则称开关电源。

开关电源追求和发展趋势：•小型化、薄型化、轻量化、高频化•高可靠性•低噪声•采用计算机辅助设计和控制推动开关电源发展的主要技术•电力电子器件•软开关技术•控制技术•有源功率因数校正技术•高频磁元件•饱和电感•分布电源•电源智能化技术•开关电源EMI与EMC1.3开关电源的基本结构和工作原理基本结构和工作原理：1.4开关电源的种类：1）DC／DC类变换器控制方式：PWM、PFM、PWM＋PFM Buck电路——降压斩波器Boost电路——升压斩波器Buck－Boost电路——降压或升压斩波器Cuk电路——降压或升压斩波器2）AC/DC 变换器整流：功率电流流向负载的变换有源逆变：功率电流由负载传输回电源•结线方式：半波电路和全波电路•控制特点：不可控、半控和全控•电源相数：单相、三相和多相3）按DC/DC变换器电路结构①驱动方式：自激式、他激式；②工作方式：单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式、升压式和升降压式③电路组成：谐振型、非谐振型；④控制方式：PWM式、PFM式和PWM与PFM 混合式⑤电源是否隔离和反馈控制信号耦合方式：隔离式、非隔离式和变压器耦合式、光电耦合式1.5 开关电源的技术指标1.5.1电气技术指标1、输入技术指标包括：•电源相数：单相2线制、单相3线制、3相3线制及3相4线制•额定电压及电压的变化范围：我国220/380V；-15％～+10％;单相自适应范围85～265V•频率：48Hz～63Hz；400Hz•电流：额定输入电流，最大输入电流•电压瞬时跌落或断电：10ms与20ms•通断的重复时间：•漏电流：0.5mA～1mA•效率：输入输出为额定值，输出功率与输入有效功率之比值2.输出技术指标•额定电压：输出端直流电压的公称值•额定电流：输出端供给负载的最大平均电流•稳压精度（输出电压精度或电压调整率):•电压可调范围：±5％或±10％•恢复时间：0.2ms～0.5ms•纹波：输出电压的0.5%•噪声：输出电压的1%3. 附属功能•过电流保护：设定为额定电流的110％～130％•过电压保护：规定为额定输出电压的130％～150％•欠压保护：输出电压达到规定值以下•过热保护：电源温升超过规定值以上•远程通／断控制：规定由外部信号通／断电源的输出•顺序：各种工作顺序的时间•远程检测：•接口：4. 绝缘•绝缘电阻•交流耐压1.5.2 机械结构•机箱的形状•外型尺寸与公差•装配位置、装配孔及螺钉的长度•框体的材料及表面处理•冷却条件，如强制风冷还是自冷、通风方向与风量及开口尺寸•机外温升•接口位置及显示•操作部件的位置及文字显示的位置•重量1.5.3 环境等条件•温度范围：使用-5℃～50℃；保存-25℃～75℃•湿度范围：使用20％～85％，保存18％～90％•耐振动：振动频率为10H～55Hz时，工作时耐振动力为0.5G—1.0G，不工作时为2.5G～4G•耐冲击：10G—100G数量级•输入噪声：叠加在工频频率上的脉冲状电压，脉冲宽度100m s～800m s，电压为1000V•雷击浪涌：根据使用环境确定，通信类设备为1200V1.6开关电源的设计方法一般的设计流程：1．确定合适的技术和拓扑。

电源技术（学分4，学时60）一、课程的性质和任务《电源技术》是大连理工大学网络教育学院远程高等教育电气工程及其自动化专业必修的一门专业课。

本课程主要研究如何利用电子技术对电功率进行转换及控制，它广泛应用于电磁技术、电子技术、计算机技术和材料技术等学科理论，具有较强的综合性。

通过本课程的学习，使学生掌握机械电子系统中电源设备的原理及应用、性能分析、选择使用及一般的设计方法，培养学生分析、设计简单电源的能力，从而更好地适应设计、生产及使用电源设备等相关领域的工作。

二、课程内容、基本要求与学时分配基本内容：绪论；直流稳压电源；开关电源；源侧功率因数校正技术；UPS 不间断电源；交流稳压电源；整流电路；开关电源仿真设计。

（一）绪论 2学时1.电源技术的分类与应用2.电源技术的基本内容3.电源技术的现状和发展教学要求：掌握电源技术的分类与应用；掌握电源技术的基本内容；熟悉理解现代电子系统对电源的一般要求，了解电源技术的发展趋势。

（二）直流稳压电源 10学时1.概述2.直流稳压电源的主要技术指标3.整流滤波电路4.并联式线性稳压电路5.串联式线性稳压电路6.集成稳压器的应用技术教学要求：熟悉理解直流稳压电源的基本概念；了解直流稳压电源的主要技术指标；熟悉理解整流滤波电路的电路组成及工作原理，掌握整流滤波电路有关参数的计算及元器件参数选择；掌握稳压二极管的原理及特性，掌握并联稳压二极管稳压电路有关参数计算及性能指标，了解晶体管并联式稳压电路的原理；熟悉理解串联型稳压电路工作原理，掌握带放大环节的串联型晶体管稳压电路的电路组成、基本原理及有关参数计算；了解三端集成稳压器的分类，掌握7800系列稳压器的原理及应用电路。

（三）开关电源 17学时1.线性稳压电源与开关稳压电源2.开关稳压电源的分类3.开关电源的基本电路4.软开关技术5.开关电源的设计6.控制电路7.开关电源电磁干扰分析及抑制教学要求：了解线性稳压电源与开关稳压电源的原理和特点；了解开关稳压电源的分类；掌握降压、升压、升降压斩波电路的工作原理、电路组成、工作波形、控制方式及PWM控制原理；掌握单端反激式、正激式变换器的工作原理、工作模式、输入输出电压比，掌握推挽、半桥式、全桥式变换器的工作原理及波形；了解软开关、硬开关的概念。

《开关电源教案》PPT课件第一章：开关电源概述1.1 教学目标让学生了解开关电源的定义、特点和应用领域让学生掌握开关电源的基本工作原理1.2 教学内容开关电源的定义和特点开关电源的应用领域开关电源的基本工作原理1.3 教学方法采用PPT课件展示开关电源的相关图片和示意图，帮助学生直观理解通过案例分析，让学生了解开关电源在实际应用中的重要性第二章：开关电源的组件和工作原理2.1 教学目标让学生掌握开关电源的主要组件及其功能让学生了解开关电源的工作原理2.2 教学内容开关电源的主要组件及其功能开关电源的工作原理示意图开关电源的输入和输出特性2.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源组件的实物图片和功能介绍，帮助学生理解和记忆利用示意图和电路图，讲解开关电源的工作原理，引导学生思考和理解第三章：开关电源的设计和应用3.1 教学目标让学生了解开关电源的设计原则和方法让学生掌握开关电源在实际应用中的注意事项3.2 教学内容开关电源的设计原则和方法开关电源在实际应用中的注意事项开关电源的常见问题和解决方法3.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源的设计案例，让学生了解设计原则和方法结合实际情况，讲解开关电源在应用中的注意事项，引导学生思考和讨论第四章：开关电源的测试和维护4.1 教学目标让学生掌握开关电源的测试方法和工具让学生了解开关电源的维护和保养知识4.2 教学内容开关电源的测试方法和工具开关电源的维护和保养知识开关电源的故障诊断和排除方法4.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源的测试方法和工具，让学生了解测试过程讲解开关电源的维护和保养知识，引导学生掌握维护技巧第五章：开关电源的最新发展5.1 教学目标让学生了解开关电源的最新发展动态让学生掌握开关电源的未来发展趋势5.2 教学内容开关电源的最新发展动态开关电源的未来发展趋势开关电源的技术创新和应用前景5.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源的最新发展成果，让学生了解行业动态引导学生思考开关电源的未来发展趋势，激发学生的创新意识第六章：开关电源的效率和稳定性6.1 教学目标让学生理解开关电源的效率概念让学生掌握提高开关电源稳定性的方法6.2 教学内容开关电源的效率及其影响因素开关电源稳定性的重要性提高开关电源效率和稳定性的方法和技术6.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源效率的计算方法和实例，帮助学生理解分析实际案例，讲解提高开关电源稳定性的常见措施，引导学生思考第七章：开关电源的环保和节能7.1 教学目标让学生了解开关电源在环保和节能方面的意义让学生掌握开关电源的环保和节能技术7.2 教学内容开关电源在环保和节能方面的作用开关电源的环保和节能技术开关电源的能效标准和认证7.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源在环保和节能方面的优势，帮助学生认识其重要性讲解环保和节能技术，引导学生关注开关电源的可持续发展第八章：开关电源的安全性和保护措施8.1 教学目标让学生理解开关电源安全性的重要性让学生掌握开关电源的保护措施8.2 教学内容开关电源安全性分析开关电源的保护措施及其作用开关电源的安全标准和规范8.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源安全性问题和案例，帮助学生认识到安全性的重要性讲解保护措施，分析其原理和应用，引导学生理解并掌握第九章：开关电源的实例分析9.1 教学目标让学生通过实例了解开关电源的实际应用让学生掌握开关电源的性能评估方法9.2 教学内容开关电源的实例解析开关电源性能评估方法和指标实例中开关电源的优缺点分析9.3 教学方法通过PPT课件展示实例，让学生了解开关电源在实际中的应用情况引导学生分析实例中的性能指标，评估开关电源的性能第十章：开关电源的的未来挑战和机遇10.1 教学目标让学生了解开关电源面临的挑战让学生掌握开关电源的机遇和发展方向10.2 教学内容开关电源面临的挑战和问题开关电源的机遇和发展方向开关电源行业的发展趋势和前景10.3 教学方法通过PPT课件展示开关电源面临的挑战和问题，帮助学生认识到问题的存在讲解开关电源的机遇和发展方向，引导学生思考未来的发展潜力重点和难点解析一、开关电源的定义和特点：理解开关电源的基本概念和区别于其他电源的特点是理解后续内容的基础。

电源技术英文名称：Power Source Technology课程代码：JD1102DR学位课程/非学位课程：非学位课程学时/学分：32/2（其中实验6学时）先修课程：电路分析、模拟电子技术基础、数字电子技术基础适用专业：电子信息工程、电子信息工程Z一、课程简介《电源技术》是电子信息工程、电子信息工程Z专业的一门专业方向选修课。

通过对本课程的学习，使学生比较全面的了解开关稳压电源工作原理与设计应用。

掌握电力电子变换电路的拓扑结构及工作原理，掌握开关电源中常用的电力电子器件及其他相关元器件的特性及应用，掌握PWM 变换器和软开关PWM变换器的电路拓扑、原理、控制及动态分析，了解集成控制电路及其应用，理解EMI模型及设计、有源功率因数校正，同步整流等技术。

通过课堂教学及实验环节，使学生深入了解开关电源电路，对开关电源有比较整体的认识，为今后从事相关工作打下基础。

同时，在教学过程中融入课程思政环节，强化学生工程伦理教育，培养学生严谨的科学精神，激发学生科技报国的家国情怀和责任担当。

二、课程教学目标（一）课程目标通过本课程教学，使学生具备以下能力：1、通过本课程的学习，使学生了解开关元器件的工作特性及注意要点和选择原则和方法。

熟悉电力电子变换电路的拓扑结构以及控制电路，掌握电力电子变换电路的应用特点和范围。

理解干扰及有源功率因数校正。

熟悉开关电源实际电路的设计路线，掌握其设计技能。

2、通过课程学习及课后对行业相关期刊和网站的查阅，实时了解开关电源的发展现状和趋势；学会应用电源技术的基本理论和方法能实际开关电源问题，对开关电源技术的应用有着较为深刻的了解，提高发现问题与解决问题的能力。

（二）课程目标对毕业要求的支撑毕业要求指标点课程目标3．设计/开发解决方案：能够设计针对复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）或工艺流程，并能够在实践环节中体现毕业要求3-1：掌握电路系统的分析与设计方法；毕业要求3-2：具备应用程序设计能力，和嵌入式系统的开发能力；毕业要求3-4：了解电子设计及工通过本课程的学习，使学生了解开关元器件的工作特性及注意要点和选择原则和方法。

开关电源技术课程设计任务书一、课程设计的目的通过开关电源技术的课程设计达到以下几个目的：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的能力。

4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。

5、提高学生课程设计报告撰写水平。

二、课程设计的要求1. 题目题目：反激型开关电源电路设计注意事项：①学生也可以选择规定题目方向外的其它开关电源电路设计。

②通过图书馆和Internet广泛检索和阅读自己要设计的题目方向的文献资料，确定适应自己的课程设计方案。

首先要明确自己课程设计的设计内容。

设计装置（或电路）的主要技术数据主要技术数据1、单相交流输入电压AC95~270V；2、直流输出电压5V；15V；24V3、输出电流3A；2A；1A4、输出纹波电压≤0.2V；5、工作温度：0~40ºC设计内容：1）、开关电源主电路的设计及参数计算。

（主电路的选型、变压器设计计算、开关器件及整流二极管、滤波电容的计算等）注意：开关频率的选择2）、开关电源控制电路的设计。

（控制电路组成、控制模式的选择、PWM集成控制器的选择、控制电路的整体设计）3）、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图2.在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。

主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。

课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。

课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。

设计报告最后给出设计中所查阅的参考文献最少不能少于5篇，且文中有引用说明，否则也不能得优）。

3.在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。

《开关电源技术应用与维修》教学指南一、课程的性质与任务本课程是中等职业技术学校电子电器应用与维修专业及其他电类专业的一门实践课程。

它的目标是使学生具备从事相关专业的高素质劳动者和中高级专门人才所必需的开关电源技术应用与维修方面的基本知识和基本技能；为提高学生的全面素质、增强专业技术能力和继续学习的能力打下良好的基础。

本教材将开关电源技术应用与维修融合为一体，紧紧围绕广泛使用的变压器耦合型AC/DC开关电源选择教学内容，全部教学内容包括开关电源理论知识和维修技能的讲解，通过这些实用技术的学习和训练，加深对专业基础知识的理解和运用，提高学生对开关电源应用与维修的综合实践能力。

二、教学提要、课程内容、教学要求第1章开关电源技术基础本章主要讲述开关电源技术基础，包括开关电源的基本概念和工作原理；开关电源的基本组成和性能特点、开关电源的基本类型和性能指标；开关电源的基本电路，以及开关电源中的重要元器件等相关基础知识。

1.1 开关电源基础知识了解开关电源的基础知识，包括：开关电源的基本概念和工作原理、基本组成和性能特点、基本类型和性能指标。

1.2 开关电源的基本电路了解开关电源的基本组成电路，包括：开关电源的输入电路、变换电路、输出电路、控制电路和保护电路等部分。

1.3 开关电源中的重要元器件熟悉开关电源中的一些重要元器件，包括：功率开关管、磁性元件、各种二极管、各种电容器、集成控制器，以及精密稳压源、光电耦合器、热敏电阻、压敏电阻等。

第2章自激式开关电源的应用与维修本章主要讲述自激式开关电源的类型及特点、自激式串联型和隔离型开关电源的工作原理，自激式开关电源的实际应用及其故障检修。

通过这些内容的学习，使学生初步掌握自激式开关电源的故障检修技能。

2.1 自激式开关电源的工作原理了解自激式开关电源的类型及性能特点、熟悉自激式串联型开关电源和自激式隔离型开关电源的基本工作原理。

2.2 自激式开关电源的应用了解自激式开关电源的主要应用，包括：自激式电视机开关电源、自激式视盘机开关电源、自激式显示器开关电源、自激式打印机开关电源、自激式计算机开关电源。

《开关电源技术》课程设计教学大纲英文名称：Switching Power Supply Technology适用专业：电气工程及其自动化设计周数：2学分：2讲授学时：4学时实验（上机）学时：16学时一、课程设计的性质、目的和任务：本课程设计是在学习完《开关电源技术》课程之后进行的一个重要的实践性教学环节，是工程技术应用型人才培养目标的重要组成部分。

在教师指导下让学生独立完成，一方面巩固课程知识，加深对理论知识的理解，一方面训练学生综合运作所学的理论知识，掌握一定的设计方法和设计思想，能初步解决一些实际问题；培养学生查阅资料，独立获取新知识、新信息的能力。

课程性质：《开关电源技术课程设计》是一门综合运用电子技术、微机原理、自动控制原理、电力电子技术及仿真技术等课程知识，进行开关电源电路和系统设计的课程，是本专业的一门重要的专业实践课。

目的：培养学生以下几个方面的能力：1．综合运用所学知识，进行开关电源电路和系统设计的能力。

2．了解与熟悉常用的电力电子电路的电路拓扑、控制方法。

3．理解和掌握常用的开关电源电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。

4．具有一定的开关电源电路及系统仿真实验和调试的能力。

二、课程的教学基本要求依据以上的教学内容和教学环节，在本课程设计的实施过程中应遵循以下的基本要求：（一）题目布置和人员配置依据实验条件，选取合适的课程设计题目，根据学生数量，选取适当的题目数量，以使学生能够得到充分的训练和提高。

（二）学生设计和实验过程中的指导在设计和实验过程中，教师既不能包办代替，也不能放任自流。

重点解决学生的疑难问题，重点在于指导。

（三）考核考核形式采用设计报告、实验和答辩三方面综合评定成绩的方式，重点考核学生的设计态度，综合运用所学的能力和创新的能力，以及实际动手、文字表达和表述能力等。

三、课程内容与要求教学内容本课程设计既要立足实验室现有条件，充分挖掘潜力，又要达到综合运用所学，培养和提高学生的分析问题和解决问题的能力的设计目的。