开关电源技术课程设计教学大纲1

《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。

一、总体设计思路及框图1.1设计总体思路输入——EMC等滤波——整流（也就一般的AC/DC类似全桥整流模块）——DC/DC模块（全桥式DC—AC—高频变压器—高频滤波器—DC,）——输出。

系统可以划分为变压器部分、整流滤波部分和DC-DC变换部分，以及负载部分，其中整流滤波和DC-DC变换器构成开关稳压电源。

整流电路是直流稳压电路电源的组成部分。

整流电路输出波形中含有较多的纹波成分，所以通常在整流电路后接滤波电路以滤去整流输出电压的纹波。

直流/直流转换电路,是整个开关稳压电源的核心部分。

1.2开关稳压电源的基本原理框图如图1-1所示：二、电路设计及原理分析2.1单元电路设计2.1.1整流滤波电路图2-1 输入整流滤波电路电子设备的电源线是电磁干扰（EMI）出入电子设备的一个重要途径，在设备电源线入口处安装电网滤波器可以有效地切断这条电磁干扰传播途径，本电源滤波器由带有IEC插头电网滤波器和PCB电源滤波器组成。

IEC插头电网滤波器主要是阻止来自电网的干扰进入电源机箱。

PCB电源滤波器主要是抑制功率开关转换时产生的高频噪声。

交流输入220V时，整流采用桥式整流电路。

如果将JTI跳线短连时，则适用于110V交流输入电压。

由于输入电压高，电容器容量大，因此在接通电网瞬间会产生很大的浪涌冲击电流，一般浪涌电流值为稳态电流的数十倍。

这可能造成整流桥和输入保险丝的损坏，也可能造成高频变压器磁芯饱和损坏功率器件，造成高压电解电容使用寿命降低等。

所以在整流桥前加入由电阻R1和继电器K1组成的输入软启动电路。

电路如图2-1所示：2.1.2反激式变换器根据电路的结构形式的不同，脉宽式变换器可分为：正激式、反激式、半桥式、全桥式、推挽式和阻塞式。

所谓反激式是指变压器的初级极性与次级极性相反。

反激式变换效率较高，线路简单，能多路输出。

当开关管VT截止时，变压器初级所积蓄的电能向次级传送，这时变压器的次级绕组下端为负，上端为正，二极管VD正向导通，导通电压经过电容C滤波后向负载RL供给电能。

《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。

电源开关课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述电源开关的基本原理和电路组成；2. 学生能够掌握电源开关的种类、功能及使用方法；3. 学生能够解释电源开关在日常生活和工业中的应用。

技能目标：1. 学生能够正确使用实验器材，进行电源开关的连接和测试；2. 学生能够通过实际操作，分析并解决电源开关使用过程中出现的问题；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电源开关电路。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电源开关及相关电子元件的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和规范性；3. 增强学生的环保意识，认识到合理使用电源开关对节能环保的重要性。

课程性质：本课程为电子技术基础课程，以实践操作为主，理论讲解为辅。

学生特点：五年级学生，具备一定的电子技术基础，好奇心强，喜欢动手实践。

教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养学生的问题分析和解决能力。

通过课程目标的具体分解，使学生在掌握知识的同时，提升技能和情感态度价值观。

后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 电源开关基本原理及电路组成- 电路的基本概念和电路图表示方法；- 电源开关的原理、种类及功能；- 电路中的电流、电压、电阻的关系。

2. 电源开关的使用及实践操作- 实验器材的认识和使用方法；- 电源开关的连接和测试；- 常见电源开关故障分析与排除。

3. 电源开关在实际应用中的案例分析- 日常生活和工业中电源开关的应用实例；- 节能环保型电源开关的设计理念；- 安全使用电源开关的注意事项。

教学大纲安排如下：第一课时：电源开关基本原理及电路组成第二课时：电源开关的使用及实践操作第三课时：电源开关在实际应用中的案例分析教材章节：第一章：电子技术基础第二节：电源开关及其应用教学内容进度：第一课时：完成电源开关基本原理及电路组成的学习；第二课时：进行电源开关的使用及实践操作，分析常见故障；第三课时：结合实际案例，了解电源开关在不同领域的应用，探讨节能环保设计理念。

开关电源技术(Technology of Switch Mode Power Supply )课程编号：05410163学分：L5学时：24 （其中：讲课学时：20实验学时：4上机学时：0）先修课程：电路原理、数字电子技术、电力电子与功率变换技术适用专业：生物医学工程教材：《新型智能开关电源技术》，刘贤兴，机械工业出版社，2004年9月一、课程的性质与任务（-）课程性质《开关电源技术》是生物医学工程专业的一门理论性与实践性很强的专业选修课，建立在电路原理、数字电子技术、电力电子与功率变换技术等课程知识的基础上。

开关电源技术是现代电子技术中一个重要分支，以其高效、小巧等优良特性广泛应用于计算机、电子设备、通信设备等领域中。

（二）课程目标通过本课程的学习，使学生在新型开关电源技术方面具有一定的基本知识和技能，掌握新型智能通信开关电源的基本原理、类型、工作方式、特性和典型的高频开关电源，具有分析设计开关电源产品的基本技能。

通过实验提高学生分析问题、解决问题的能力。

课程的具体目标如下：课程目标1:掌握开关电源的控制和驱动电路、功率因数校正技术和负载均分技术；课程目标2：熟练使用开关电源仿真软件设计开关电源；课程目标3：能设计简单的小功率开关稳压器电路；课程目标4：能正确认识和评价开关电源技术新产品、新技术、新工艺、新材料的开发和应用对于通信、工业等各领域发展的影响。

本课程支持的毕业要求如下：毕业要求5.能够熟练掌握并应用各种电子仪器与设备，具备对医学电子设备进行分析、研发和使用维护的能力毕业要求6.能够基于生物医学工程领域的相关背景知识，进行合理分析，评价医学电子设备与装置的设计方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任毕业要求8.具备一定的国际视野和国际交流能力，能够就专业领域问题与同行及公众进行合理的沟通与交流。

毕业要求9.具有自主学习的意识，树立终身学习的决心，可以通过各种现代化的工具与手段, 不断学习，以提高自身适应社会的能力。

《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基本概念、工作原理和特点让学生掌握开关电源的应用领域和分类1.2 教学内容开关电源的基本概念开关电源的工作原理开关电源的特点开关电源的应用领域开关电源的分类1.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的基本概念、工作原理、特点、应用领域和分类案例分析法：分析实际应用中的开关电源案例，加深学生对开关电源的理解第二章：开关电源的组成与工作原理2.1 教学目标让学生了解开关电源的组成部件及其作用让学生掌握开关电源的工作原理2.2 教学内容开关电源的组成部件：输入滤波器、整流器、开关器、输出滤波器、控制电路等各组成部件的作用开关电源的工作原理：开关器的导通与截止、脉宽调制（PWM）控制、电压反馈等2.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的组成部件及其作用，开关电源的工作原理互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问第三章：开关电源的设计与仿真3.1 教学目标让学生了解开关电源的设计流程让学生掌握开关电源的仿真方法3.2 教学内容开关电源的设计流程：需求分析、电路设计、参数选型、PCB布线等开关电源的仿真方法：电路仿真软件的使用、仿真参数设置、结果分析等3.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的设计流程和仿真方法实践教学法：引导学生使用电路仿真软件进行实际案例的仿真，培养学生的实际操作能力第四章：开关电源的测试与维护4.1 教学目标让学生了解开关电源的测试方法让学生掌握开关电源的维护技巧4.2 教学内容开关电源的测试方法：性能测试、安全测试、电磁兼容性测试等开关电源的维护技巧：日常检查、故障排除、更换故障部件等4.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的测试方法和维护技巧案例分析法：分析实际应用中的开关电源测试和维护案例，加深学生对测试和维护的理解第五章：开关电源在实际应用中的案例分析5.1 教学目标让学生了解开关电源在实际应用中的典型应用案例让学生掌握开关电源在实际应用中的优势和注意事项5.2 教学内容开关电源在实际应用中的典型应用案例：通信设备、电力系统、电子设备等开关电源在实际应用中的优势：高效节能、小巧轻便、稳定性好等开关电源在实际应用中的注意事项：选型、安装、散热等5.3 教学方法讲授法：讲解开关电源在实际应用中的典型应用案例、优势和注意事项互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问第六章：开关电源的效率与损耗分析6.1 教学目标让学生了解开关电源的效率及其影响因素让学生掌握开关电源的损耗类型及其减小方法6.2 教学内容开关电源的效率：定义、计算方法、影响因素开关电源的损耗：开关损耗、导通损耗、电阻损耗、磁性元件损耗等提高开关电源效率的方法：电路设计优化、元件选型、散热设计等6.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的效率及其影响因素，开关电源的损耗类型及其减小方法互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问第七章：开关电源的稳定性与保护7.1 教学目标让学生了解开关电源的稳定性及其影响因素让学生掌握开关电源的保护措施7.2 教学内容开关电源的稳定性：振荡、噪声、失稳等现象及其影响因素开关电源的保护措施：过流保护、过压保护、短路保护、过温保护等7.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的稳定性及其影响因素，开关电源的保护措施互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问第八章：开关电源的EMI与EMC设计8.1 教学目标让学生了解开关电源的EMI问题及其产生原因让学生掌握开关电源的EMC设计方法8.2 教学内容开关电源的EMI问题：定义、产生原因、影响因素开关电源的EMC设计方法：滤波设计、屏蔽设计、接地设计等8.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的EMI问题及其产生原因，开关电源的EMC设计方法互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问第九章：开关电源的环保与节能9.1 教学目标让学生了解开关电源的环保意义及其要求让学生掌握开关电源的节能设计方法9.2 教学内容开关电源的环保意义：减少有害物质排放、提高资源利用率等开关电源的节能设计方法：效率优化、功率因数校正、智能化控制等9.3 教学方法讲授法：讲解开关电源的环保意义及其要求，开关电源的节能设计方法互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问第十章：开关电源的应用案例解析10.1 教学目标让学生了解开关电源在不同领域的应用案例让学生掌握开关电源在实际应用中的优缺点10.2 教学内容开关电源在各领域的应用案例：通信、计算机、家电、汽车等开关电源在实际应用中的优缺点：体积小、效率高、稳定性好等10.3 教学方法讲授法：讲解开关电源在不同领域的应用案例，开关电源在实际应用中的优缺点互动教学法：引导学生参与讨论，提问并解答学生的疑问重点解析本文教案主要涵盖了开关电源的基本概念、组成与工作原理、设计与仿真、测试与维护、实际应用案例分析、效率与损耗分析、稳定性与保护、EMI与EMC设计、环保与节能以及应用案例解析等十个章节。