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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。
教案电力电子技术功率变换与电力电子器件教案：电力电子技术——功率变换与电力电子器件一、引言电力电子技术在现代社会中发挥着重要作用，它涉及到功率变换和电力电子器件的应用。
功率变换是将电能以不同的形式输出，满足各种电气设备的工作需求。
而电力电子器件则是实现功率变换的关键。
本教案将介绍功率变换的基本原理、分类以及常见的电力电子器件。
二、功率变换的基本原理功率变换是指将输入电能以不同的形式输出，利用电力电子器件实现电能的加工和控制。
功率变换的基本原理是将输入电能转换为所需的输出电能，并通过控制电力电子器件的导通与关断，实现输出电压、电流的调节。
常见的功率变换方法包括直流和交流功率变换。
1. 直流功率变换直流功率变换是将交流电能通过整流器转换成直流电能，再通过逆变器将直流电能转换为交流电能。
整流器使用二极管或晶闸管等器件，将交流电能转换为单向的直流电能。
逆变器则将直流电能通过开关管等器件，按照一定的规律转换为交流电能。
2. 交流功率变换交流功率变换是将交流电能通过直接改变电压、电流的形式实现输出的调节。
常见的交流功率变换方法包括变压器变换、自耦变压器变换、电容变压器变换等。
三、电力电子器件电力电子器件是实现功率变换的关键组成部分，其性能和可靠性直接影响到功率变换效果。
常见的电力电子器件包括晶闸管、二极管、可控硅、场效应管等。
1. 晶闸管晶闸管是一种具有控制特性的四层PN结管，通过控制其门极电流，可以实现导通和关断。
晶闸管具有耐大电流、耐高压、工作可靠等特点，广泛应用于各种电力变换和控制系统中。
2. 二极管二极管是用于整流器中的无功功率器件，其特点是导通电压低、反向击穿电压高、反向恢复速度快等。
常见的二极管有硅二极管和肖特基二极管，用于不同的应用场合。
3. 可控硅可控硅是一种用于高功率电子开关和调功电路中的半导体器件，具有双向导电特性。
可控硅通过控制其门极电流和触发方式，实现导通和关断，用于交流电力调节和控制。
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。
单元十三电力电子技术基础（教案）注：表格内黑体字格式为（黑体，小四号，1.25倍行距，居中）比硅整流元件更为可贵的可控性，它只有导通和关断两种状态。
1.晶闸管结构：晶闸管从结构上分为螺旋式和平板式。
它们具有三个电极，分别为阳极A 、阴极K 和控制极G 。
容量大的晶闸管一般采用平板式，容量小的晶闸管与大功率二极管外形相似，只是比二极管多了一个控制极。
晶闸管是PNPN 四层三端器件，共有三个PN 结。
分析原理时，可以把它看作是由一个PNP 管和一个NPN 管所组成,其等效图解如图13-1-2(a)所示，图13-1-2(b)为晶闸管的电路符号。
a ） 螺栓型b ）平板型c ）符号图13-1-1 晶闸管管芯及电路符号表示2.晶闸管的工作原理：当阳极A 加上正向电压时，BG 1和BG 2管均处于放大状态。
此时，如果从控制极G 输入一个正向触发信号，BG 2便有基流I b2流过，经BG2放大，其集电极电流I c2=β2I b2。
因为BG 2的集电极直接与BG 1的基极相连，所以I b1=I c2，于是BG1的发射极电流I e1=(1+β1)I b1 β1β2I b2。
这个电流又流回到BG 2的基极，形成正反馈，使I b2不断增大，结果两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。
这个导通在极短时间内完成的，一般不超过几微妙，称为触发导通过程。
sd图13-1-2 单向可控硅结构示意图、等效电路及其符号(a)(b)由于BG 1和BG 2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以单向可控硅是不可通过改变控制极G 的电压关断的。
晶闸管导通时，A 与K 极间的正向压降一般约为0.6V~1.2V ，当应该注意的是，如果因外电路负载电阻值的增加而使晶闸管的阳极电流I A 降到某一数值时，就不能再维持正反馈过程，晶闸管不导通，呈正向阻断状态。
电力电子器件-教案章节一：电力电子器件概述1.1 教学目标：了解电力电子器件的基本概念和作用掌握电力电子器件的分类和特点了解电力电子器件的应用领域1.2 教学内容：电力电子器件的定义和作用电力电子器件的分类：二极管、晶闸管、GTO、IGBT等电力电子器件的特点：导通特性、阻断特性、开关特性等电力电子器件的应用领域：电力系统、交通运输、工业控制等1.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件的基本概念和作用案例分析法：分析电力电子器件在实际应用中的例子章节二：晶闸管及其应用2.1 教学目标：了解晶闸管的结构和工作原理掌握晶闸管的参数和特性了解晶闸管的应用领域2.2 教学内容：晶闸管的结构：PN结、阳极、阴极、门极等晶闸管的工作原理：正向阻断、反向阻断、门极触发等晶闸管的参数：正向电流、反向电流、阻断电压、通态电阻等晶闸管的特性：开关特性、导通特性、阻断特性等晶闸管的应用领域：电力系统、交通运输、工业控制等2.3 教学方法：讲授法：讲解晶闸管的结构和工作原理实验演示法：观察晶闸管的导通和阻断特性章节三：GTO及其应用3.1 教学目标：了解GTO的结构和工作原理掌握GTO的参数和特性了解GTO的应用领域3.2 教学内容：GTO的结构：PN结、阳极、阴极、门极等GTO的工作原理：正向阻断、反向阻断、门极触发等GTO的参数：正向电流、反向电流、阻断电压、通态电阻等GTO的特性：开关特性、导通特性、阻断特性等GTO的应用领域：电力系统、交通运输、工业控制等3.3 教学方法：讲授法：讲解GTO的结构和工作原理实验演示法：观察GTO的导通和阻断特性章节四：IGBT及其应用4.1 教学目标：了解IGBT的结构和工作原理掌握IGBT的参数和特性了解IGBT的应用领域4.2 教学内容：IGBT的结构：MOSFET、双极型晶体管等IGBT的工作原理：开关特性、导通特性、阻断特性等IGBT的参数：正向电流、反向电流、阻断电压、通态电阻等IGBT的特性：开关特性、导通特性、阻断特性等IGBT的应用领域：电力系统、交通运输、工业控制等4.3 教学方法：讲授法：讲解IGBT的结构和工作原理实验演示法：观察IGBT的导通和阻断特性章节五：电力电子器件的驱动和保护5.1 教学目标：了解电力电子器件的驱动电路设计原则掌握电力电子器件的驱动电路和保护电路设计方法了解电力电子器件的故障处理和保护措施5.2 教学内容：电力电子器件的驱动电路设计原则：驱动信号的产生、驱动电路的稳定性等电力电子器件的驱动电路设计方法：光耦合驱动、电压驱动、电流驱动等电力电子器件的保护电路设计方法：过压保护、过流保护、短路保护等电力电子器件的故障处理和保护措施：故障检测、故障隔离、故障恢复等5.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件的驱动和保护电路设计原则和方法案例分析法：分析电力电子器件的故障处理和保护措施的实际例子章节六：电力电子器件的散热与封装6.1 教学目标：了解电力电子器件散热的重要性掌握电力电子器件散热设计的方法了解电力电子器件的封装技术6.2 教学内容：电力电子器件散热的意义：热特性、热阻、热膨胀等电力电子器件散热设计方法：风冷散热、水冷散热、热管散热等电力电子器件的封装技术：塑料封装、陶瓷封装、金属封装等散热材料和封装材料的选择：导热性能、绝缘性能、机械性能等6.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件散热的重要性和封装技术案例分析法：分析不同散热和封装技术的实际应用例子章节七：电力电子器件的故障与维护7.1 教学目标：了解电力电子器件的常见故障类型掌握电力电子器件故障诊断与维护的方法了解电力电子器件的寿命延长措施7.2 教学内容：电力电子器件的故障类型：过热、过流、短路、开路等电力电子器件故障诊断方法：视觉检查、声音判断、数据分析等电力电子器件的维护方法：清洁、冷却系统检查、电路检测等电力电子器件的寿命延长措施：正确使用、避免过载、定期维护等7.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件的故障类型和维护方法实验演示法：演示电力电子器件的故障诊断与维护过程章节八：电力电子器件在电力系统中的应用8.1 教学目标：了解电力电子器件在电力系统中的重要作用掌握电力电子器件在电力系统中的应用案例了解电力电子器件在电力系统中的未来发展趋势8.2 教学内容：电力电子器件在电力系统中的应用：变频调速、无功补偿、电力电子变压器等电力电子器件在电力系统中的应用案例分析：具体案例分析、效益评估等电力电子器件在电力系统中的未来发展趋势：技术革新、市场需求等8.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件在电力系统中的重要作用和应用案例案例分析法：分析电力电子器件在电力系统中的应用案例章节九：电力电子器件在交通运输领域的应用9.1 教学目标：了解电力电子器件在交通运输领域的应用掌握电力电子器件在交通运输领域的主要应用案例了解电力电子器件在交通运输领域的未来发展趋势9.2 教学内容：电力电子器件在交通运输领域的应用：电动汽车、轨道交通、港口设备等电力电子器件在交通运输领域的主要应用案例分析：案例解析、效益评估等电力电子器件在交通运输领域的未来发展趋势：技术创新、市场需求等9.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件在交通运输领域的应用和未来发展趋势案例分析法：分析电力电子器件在交通运输领域的主要应用案例章节十：电力电子器件在工业控制领域的应用10.1 教学目标：了解电力电子器件在工业控制领域的应用掌握电力电子器件在工业控制领域的主要应用案例了解电力电子器件在工业控制领域的未来发展趋势10.2 教学内容：电力电子器件在工业控制领域的应用：机器控制、自动化生产线、工业电源等电力电子器件在工业控制领域的主要应用案例分析：案例解析、效益评估等电力电子器件在工业控制领域的未来发展趋势：技术创新、市场需求等10.3 教学方法：讲授法：讲解电力电子器件在工业控制领域的应用和未来发展趋势案例分析法：分析电力电子器件在工业控制领域的主要应用案例重点和难点解析本教案中，需要重点关注的环节包括：1. 电力电子器件的基本概念和作用：理解电力电子器件的定义以及其在现代电力系统中的关键作用。
电力电子器件课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握电力电子器件的基本概念、分类和工作原理；2. 学生能够掌握常用电力电子器件的特性和应用范围；3. 学生能够了解电力电子器件在电力系统和电力变换中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决实际电路中电力电子器件的选择和应用问题；2. 学生能够运用相关软件或工具进行电力电子器件的仿真和测试；3. 学生能够设计简单的电力电子电路，并进行性能分析和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子器件的兴趣，激发学习热情，提高主动探究精神；2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会与他人共同分析和解决问题；3. 增强学生的环保意识，认识到电力电子器件在节能减排方面的重要性。
课程性质：本课程为电力电子技术领域的基础课程，旨在帮助学生建立电力电子器件的基本知识体系，提高实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的电子电路基础知识，对电力电子器件有一定了解，但实际应用和创新能力有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调知识的应用和创新能力培养，采用案例分析、实验操作等多种教学手段，提高学生的综合素养。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件概述- 基本概念与分类- 发展历程与应用领域2. 常用电力电子器件- 二极管、晶体管、晶闸管特性及工作原理- 电力MOSFET、IGBT的结构与特性- 器件在不同应用场合的选择3. 电力电子器件的应用- 电力变换装置- 电力控制电路- 电力电子器件在新能源领域的应用4. 电力电子器件的驱动与保护- 驱动电路的设计- 保护电路的原理与实现5. 电力电子器件的仿真与测试- 仿真软件的应用- 实验操作与性能测试6. 电力电子器件的选型与设计- 选型依据与原则- 简单电路设计与性能分析教学内容依据课程目标，按照科学性和系统性原则进行组织。
