电源变换技术与应用专业简介

目前学院下设电气工程系、自动化系、生物医 学工程系、电工电子实验中心、综合办公室和学生 工作办公室。 学院有教职工100人，其中教授22人 ，副教授35人，具有博士学位的41人。
学院设有电气工程及其自动化、自动化、生物 医学工程、轨道交通信号与控制4个全日制本科专 业。
目前，学院现有本科生近1850名，博士和硕士 研究生 300余名。近年来毕业生一次就业率一直保 持在98%以上。
1908年，南洋大学堂(交通大学前身)设置了电机 专科，这是我国大学最早的电气工程专业。
1917年，交通大学的电机专科设置了电讯门，这 是我国最早的无线电专业，后来逐步发展成如今 的电子信息及计算机专业群。
1932年，清华大学设置了电机系。
1949年后，我国出现了一大批以工科为主的多科 性大学，也出现了一批机电学院。这些学校基本 上都有电机工程系。自1977年起，大部分高校的 “电机工程系”陆续改名为“电气工程系”，之 后又有部分学校将其改为“电气工程学院”。
可在设计院、研究所、科研部门、行政部门等 从事管理工作；
可在教学单位等从事教学、研究、管理工作。
本专业毕业生就业范围宽广，社会需求量大， 就业前景好。
本专业毕业生工作去向主要是：电力部门、工 矿企业、设计院、研究所、科研部门、行政单位、 大中专院校等。
6.主要课程介绍
电路理论：
是国家教委认定的电子信息与电气信息类学科 的一门重要的专业基础课程之一，也是电气类工科 专业的一门专业基础平台性的主干课程。
是一门专业基础必修课程。
它的主要内容包括微型计算机体系结构、8086 微处理器和指令系统、汇编语言设计以及微型计算 机各个组成部分介绍等内容。
着重介绍存储器系统构成原理、I/O接口技术和 中断管理技术，以及微型计算机系统的构成原理和 实用扩展技术。

电源变换技术及应用课程设计一、前言电源变换技术是现代电子工程中至关重要的一项技术，它可以将电源从一种形式转换为另一种形式，从而实现各种电器设备对电源的需求。

本课程设计旨在介绍电源变换技术的基本理论、主要分类、应用和设计，以提高学生的实践能力和设计能力。

二、课程大纲2.1 基本理论•电源系统的组成结构及其功能•电源系统的主要参数和性能指标•电源系统的基本工作原理和分类2.2 电源转换器•转换器的定义和分类•直流-直流转换器（DC-DC）•直流-交流变换器（DC-AC）•交流-交流变换器（AC-AC）2.3 电源管理系统•电源管理系统的概念和功能•电源管理系统的主要模块和组成部分•电源管理系统的应用和设计2.4 电源设计案例•电源设计的基本流程和方法•功率转换器设计实例•电源管理系统设计实例三、实验教学本课程设计中的实验环节旨在提高学生的实践能力和实验操作能力，同时加深他们对理论知识的理解和掌握。

实验内容包括但不限于：•直流电源的设计和调试•直流-直流转换器设计和调试•直流-交流变换器设计和调试•交流-交流变换器设计和调试•电源管理系统设计和调试四、课程实践本课程设计中的课程实践环节旨在将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实际动手操作能力和团队协作能力，同时提高他们的方案设计和解决问题的能力。

课程实践内容包括但不限于：•电源设计项目实践•电源管理系统设计项目实践•相关电源管理软件的应用和实践五、课程评价本课程设计采用综合评价的方式进行，包括平时成绩、实验成绩和大作业成绩。

平时成绩占20%左右，实验成绩占30%左右，大作业占50%左右。

六、课程参考书目•《电力电子技术》（第三版）杜玥著•《电源设计实用指南》（第二版）王晓燕著•《电源变换技术及应用》（第五版）刘洪江著七、结论通过本课程设计的学习，学生将能够掌握电源变换技术的基本理论和分类、应用及设计方法，具有实践操作能力和设计解决问题的能力，为以后的电子工程实践打下坚实的基础。

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1-1分压器、电压跟随器及输出特性
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可以看出，随着电流增加输出电压线性下降，当输出电流为12mA时，所设计的电源输出电压为零。也就是说，这个电源对负载变化没有调节能力。 理想电压源输出电压不会随输出电流增大而下降，也就是说输出电压对负载变化应该具有100%的调节性能，从电路角度看，即电源等效内阻为零。
随着电子技术的不断发展，新器件不断出现，电力电子技术的发展方向是高频、高效、高功率密度和智能化，最终使人们进入电能变换和频率变换更加自由的时代，并充分发挥其节能、降耗和提高装置工作性能的作用。 功率半导体器件是现代电力电子技术（Modern Power Electronics）的基础，它的应用范围非常广阔，从毫瓦级的个人无线通信设备，到百万千瓦的高压直流输电（High Voltage DC Transmission）系统。
1 DC-AC变换器——逆变器 将直流电源变换成一个交流电源（单相或多相）称之为逆变，这种装置称为逆变器(Inverter)。
图1-4 基本的单相或三相dc-ac变换电路
基本电路如图1-4（a）所示，通过采用一个开关把直流电源变换成低频或高频交流源，输出波形为脉动直流波形，输出波形经过滤波电路整形成希望的波形，一般希望输出为正弦波形。 三相输出通过采用三个开关完成，如图1-4（b）所示。三个开关轮流导通120度，输出三相120度直流脉动波形。 交流电的频率、幅度大小和相位是交流电的三要素，使用电力电子技术如何自由地变换三要素，是DC-AC变换技术研究的主要内容。 DC-AC变换器应用范围很广，如飞机和空间站电源、UPS、闪光灯充电、太阳能发电、交流电机调速、变速恒频电源和感应加热电源等，它们输出交流频率从50Hz到1MHz不等。 DC-AC变换技术将在第6章介绍。

电源工程师必备的专业知识与技能作为电源工程师，掌握必要的专业知识和技能对于确保电力供应的可靠性和稳定性至关重要。

电源工程师的职责包括设计、维护和管理电能转换系统，以确保设备和系统正常运行。

以下是电源工程师必备的专业知识与技能。

1. 电力电子学电力电子学是电源工程师必须熟悉的基本知识领域之一。

电力电子学涉及到对电力转换和控制系统的理解，例如直流-直流转换器、交流-直流变换器、交流-交流变换器等。

熟悉电力电子器件和电路的性能和特征，能够有效地设计和优化电力电子系统。

2. 电力系统电力系统是指用于生成、传输和分配电能的设备和网络。

了解电力系统的工作原理、组成部分和操作规程对电源工程师至关重要。

电源工程师需要了解不同电力系统的结构和拓扑，掌握电力系统模拟软件和计算工具的使用，以便设计和分析电力系统的性能。

3. 电池技术电源工程师需要熟悉各种类型的电池技术，包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等。

了解电池的工作原理、特性和使用限制，能够选择合适的电池类型，并对电池进行管理和维护。

此外，掌握电池充电和放电过程的控制方法，以提高电池的效率和寿命也是非常重要的。

4. 稳压技术稳压技术是电源工程师必须掌握的基本技能之一。

稳压技术用于确保电源输出的稳定性和可靠性，防止由于输入电压波动或负载变化而引起的电源输出波动。

熟悉各种稳压技术，如线性稳压、开关稳压和跟踪稳压等，能够选择和应用适当的稳压技术来满足不同应用的需求。

5. 故障诊断与维修电源工程师需要具备故障诊断和维修电源系统的能力。

当电源系统出现故障时，快速定位问题并进行修复非常重要。

熟悉各种故障诊断工具和技术，并能够解决电源系统中的常见故障，如过载、短路、过电压等。

此外，了解预防维护的方法和策略，以及紧急情况下的应急处理程序也是必要的。

6. 安全与合规性在设计和维护电源系统时，电源工程师需要遵守国家和行业规范，并考虑到系统的安全性和合规性。

了解电源系统安全标准和法规，如过流保护、过压保护、过温保护等，并能够设计和处理安全问题，以确保人员和设备的安全。

电源变换技术及应用教学设计1. 引言随着现代社会的快速发展，电子电器产品的应用越来越广泛，因此对于电源变换技术的研究和应用也日益重要。

电源变换技术是电能变换的一种高稳定性、高可靠性的技术，包括各种交流电源、直流电源以及混合电源等，是电子电器产品的重要组成部分，也是电子电器工程师必须掌握的技能之一。

本文将介绍电源变换技术的基本概念和分类，并针对电源变换技术的应用进行教学设计和探讨，以帮助学生更好地掌握电源变换技术的应用。

2. 电源变换技术的基本概念和分类2.1 电源变换技术的基本概念电源变换技术，指的是将一种电源转换成其他一种或多种电源的技术。

例如，将交流电源转换成直流电源、将低压电源转换成高压电源、将几组电源组合而成新的电源等。

电源变换技术能够提供诸如电压控制、电流控制、功率控制和能量转换等功能，并为电子电器产品的稳定和可靠性提供基础保障。

2.2 电源变换技术的分类电源变换技术按照不同的分类方式，可以分为多种类型，如下所示：•按照电源类型分类：包括交流电源变换技术、直流电源变换技术、混合电源变换技术等。

•按照应用范围分类：包括工业电源变换技术、家庭电源变换技术、教学电源变换技术等。

•按照控制方式分类：包括模拟控制电源变换技术、数字控制电源变换技术、模拟-数字混合控制电源变换技术等。

3. 电源变换技术的应用教学设计电源变换技术的应用教学设计是电子电器类专业的重要课程之一，下面将从教学目标、教学内容、教学方法和教学评价四个方面对其进行设计和探讨。

3.1 教学目标电源变换技术的应用教学的目标是帮助学生：•了解电源变换技术的基本概念和分类。

•掌握电源变换技术的应用原理和方法。

•学会使用电源变换技术进行电子电器产品的设计和调试。

•培养学生解决实际问题的能力，提高实际应用水平。

3.2 教学内容电源变换技术的应用教学内容应涵盖以下方面：•电源变换技术的基本概念和分类。

•电源变换技术的应用原理和方法。

•电源变换电路的设计和调试方法。

电气工程及其自动化专业二级学科介绍电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，但由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。

已经成为高新技术产业的重要组成部分。

电气工程及其自动化的触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。

本专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作，是宽口径“复合型” 高级工程技术人才。

一、电力电子与电力传动电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。

它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。

该学科对实践动手能力要求很高，难度较大。

该专业需要的基础是电路基础，模拟电路与数字电路，电机学，单片机技术，计算机控制技术，电力电子技术，电力拖动自动控制系统，数字信号处理。

电力电子器件的原理、制造及其应用技术；电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计；电力电子系统故障诊断及可靠性；电力传动及其自动控制系统；电力牵引；电磁测量技术与装置；先进控制技术在电力电子装置中的应用；电力电子技术在电力系统中的应用；电能变换与控制；谐波抑制与无功补偿。

研究方向： 1 ）谐波抑制与无功补偿；2 ）电力电子电路仿真与设计；3 ）计算机控制系统；4 ）电气系统智能控制技术；5 ）现代控制理论及其在电气传动中的应用；6 ）系统故障诊断技术及应用；7 ）现代交、直流电机调速技术；8 ）功率变换技术的研究。

电力电子与电力传动是一个全新的学科，国内的老师大多电机出身，很有可能不能提供实际的指导，但是导师的重要性在于能够给你提供广阔的研究资源，带领进入这个学科的大门。

电力电子技术中的PWM变换器设计与应用电力电子技术作为一门重要的学科，近年来在能源转换和电力控制领域发挥着越来越重要的作用。

其中，PWM（脉宽调制）变换器作为一种常见的电力电子装置，具有广泛的应用范围。

本文将就PWM变换器的设计原理以及在电力电子技术中的应用进行探讨。

一、PWM变换器的设计原理PWM变换器是指能够将一个高频脉冲信号转换为模拟电压或电流信号的电路。

其设计原理基于脉宽调制技术，通过调节脉冲信号的高电平时间与低电平时间之比，来实现对输出信号的精确控制。

PWM变换器通常由一个比较器、一个参考信号源和一个可变的调制信号源组成。

在PWM变换器的设计过程中，首先需要确定输出信号的频率和波形要求。

然后选择适当的比较器和参考信号源。

比较器用来比较参考信号与可变调制信号的大小，输出高电平或低电平。

参考信号源则决定了脉冲信号的频率和基准。

最后，根据输出信号的要求选择适当的滤波器进行处理，以消除脉冲信号中的高频成分，得到所需的模拟电压或电流信号。

二、PWM变换器在电力电子技术中的应用1. 无线电频率调制解调器：PWM变换器可以将低频音频信号转换为高频调制信号，用于无线电频率调制解调器中。

例如，在调幅广播系统中，通过PWM变换器将音频信号转换为高频调制信号，从而实现广播信号的传输。

2. 数字电源控制器：PWM变换器在数字电源控制器中广泛应用。

数字电源控制器是一种通过数字信号控制输出电压或电流的器件，通过PWM变换器可以实现输出信号的精确调节。

例如，可将输入电压进行适当的处理，得到符合要求的输出电压，以供给数字设备的正常工作。

3. 交流电机驱动：PWM变换器在交流电机驱动系统中被广泛应用。

通过PWM变换器可以将直流电源转换为交流电源，并对其进行控制。

这种交流电机驱动系统不仅能提高电机的控制精度，还能降低能量损耗和噪声，提高系统的效率。

4. 可逆变换器：PWM变换器在可逆变换器中扮演着重要的角色。

可逆变换器是指将直流电能转换为交流电能，或将交流电能转换为直流电能的装置。

电源变换应用技术
电源变换应用技术
电源变换的应用可以分为两个部分：一是应用于电力系统，二是应用于工业和商业环境中。

电力系统中的电源变换主要有以下几种：
一、变压变频：一般用于变压变频调节的系统是三相桥式数字变压器，这种调节系统能够实现精确调节电压和频率，是电力系统的重要组成部分。

二、电能质量管理：电能质量管理是电力系统中应用较多的电源变换技术，可以实现电能的精确控制，降低电网中的不良电能影响，保证电网的安全可靠运行。

三、电力系统自动控制：电力系统自动控制也是应用电源变换的一种技术，它可以实现对电网系统的精细控制，自动进行电网系统的监控和维护，从而提高电网系统的运行可靠性和安全性。

工业和商业环境中的电源变换应用包括：
一、UPS系统：UPS系统是常见的电源变换应用，它可以保证应用系统的稳定性，防止电网的不良电能影响，保障应用系统的正常运行。

二、可再生能源供电：可再生能源如太阳能、风能等可以利用电源变换技术将其直流能量转换成适用于大规模应用的交流能量，大大方便了应用系统的能源供电。

三、稳压及不停电供电：稳压及不停电供电也常常应用电源变
换技术，可以实现实时调节电压，从而保证电压的稳定，保证应用系统的正常运行。

以上就是电源变换应用的基本总结，可以看到，电源变换技术在电力系统中以及工业和商业环境中都有很多的应用，极大方便了系统的能源供电，提高了系统的运行可靠性和安全性。

一、实训目的本次实训旨在使学生了解电源变换技术的基本原理、电路结构、工作过程及调试方法，掌握电源变换电路的设计、搭建、调试与故障排除等技能，提高学生的实际操作能力和工程应用能力。

二、实训内容1. 电源变换技术基本原理电源变换技术是将一种形式的电能转换为另一种形式电能的技术。

根据输入和输出电能的形式，电源变换技术可分为直流-直流（DC-DC）、交流-直流（AC-DC）、直流-交流（DC-AC）等类型。

2. 电源变换电路（1）DC-DC变换器：主要包括升压变换器、降压变换器、升降压变换器等。

实训中，以降压变换器为例，学习其电路结构、工作原理、关键参数及调试方法。

（2）AC-DC变换器：主要包括桥式整流器、全桥整流器等。

实训中，以桥式整流器为例，学习其电路结构、工作原理、关键参数及调试方法。

（3）DC-AC变换器：主要包括逆变器、斩波器等。

实训中，以逆变器为例，学习其电路结构、工作原理、关键参数及调试方法。

3. 电源变换电路搭建与调试（1）根据电路原理图，选用合适的元器件，搭建电源变换电路。

（2）对搭建好的电路进行调试，观察输出波形、电压、电流等参数，确保电路工作正常。

（3）分析调试过程中出现的问题，并提出解决方案。

4. 电源变换电路故障排除（1）根据电路原理，分析故障原因。

（2）采用排除法，找出故障点并进行修复。

（3）验证修复效果，确保电路恢复正常工作。

三、实训过程1. 准备工作（1）学习电源变换技术基本原理，掌握相关电路结构和工作过程。

（2）了解实训所用元器件的特性和参数。

（3）熟悉实训仪器设备的使用方法。

2. 实训操作（1）搭建降压变换器电路，调试输出电压、电流等参数。

（2）搭建桥式整流器电路，调试输出电压、电流等参数。

（3）搭建逆变器电路，调试输出电压、电流等参数。

3. 故障排除（1）分析降压变换器电路故障原因，修复并验证。

（2）分析桥式整流器电路故障原因，修复并验证。

（3）分析逆变器电路故障原因，修复并验证。

03 电源等效变换的方法与技 巧
电源等效变换的步骤
01
ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
04
05
确定原始电路
列出原始电路的 电压和电…
进行电源等效变 换
重新列写电压和 电流关系
化简电路
首先明确原始电路的结构 和参数，包括电源、电阻 、电容、电感等元件及其 连接方式。
根据电路结构和参数，列 出原始电路的电压和电流 方程，以便后续分析。
自动控制系统
在自动控制系统中，电源等效变换 可用于模拟不同阻抗元件对系统性 能的影响，优化系统设计和控制效 果。
02 电源等效变换的基本原理
线性电阻电路的等效变换
总结词
线性电阻电路的等效变换是指通过改变电路中电阻的连接方 式，使得电路在输入和输出端表现出相同的电压和电流特性 。
详细描述
线性电阻电路的等效变换基于欧姆定律和基尔霍夫定律，通 过改变电阻的连接方式，使得电路在输入和输出端表现出相 同的电压和电流特性。这种变换可以简化电路的分析和设计 过程。
互感与理想变压器电路的等效变换
总结词
互感与理想变压器电路的等效变换是指将互感线圈和理想变压器转换为等效的电路元件，以便于分析 和计算。
详细描述
互感与理想变压器电路的等效变换是电路分析中的重要方法，可以将互感线圈和理想变压器转换为等 效的电路元件。这种变换可以简化电路的分析和设计过程，并且有助于理解电路的工作原理。互感与 理想变压器电路的等效变换需要考虑磁场耦合和电压、电流的比例关系等因素。
根据需要，将电路中的电 源进行等效变换，如串并 联电阻、电容、电感等元 件，以简化电路。
在完成电源等效变换后， 重新列写电压和电流方程 ，确保变换的正确性。

感应取电1电流感应电源概述1.1电流感应电源定义>■ 电源的隔离变换主要依靠电磁感应原理进行，既可以进行电压变换，也可以进行电流变换；目前各类电源变换以电压变换为主，从高压发电、输电到电器内部的低电压变换，其基本结构都源自于电压变换模式。

>■ 电流感应电源和人们常见的电源不同，其理论基础源于电磁感应原理的电流变换，其能量变换的前提是一次侧（往往是输电导线）具有足够的交流电流传输，而且无论导线电流怎样波动，电源输出都必须保持稳定。

>■ 在电力系统，CT即Current Transformer的简称，即电流互感器，用于测量交流电流的大小，人们有时也利用其二次输出电流进行变换，达到电流感应电源的目的，所以在很多场合，电流感应电源被称为CT取电。

1.2电流感应电源组成>■电流感应电源至少需要由两部分组成：取能互感器和感应电源模块。

>■在高压、超高压及特高压输电领域，导线可能流经巨大的短时故障电流，这时电流感应电源需加装专门配套的限流器。

>■取能互感器的作用是通过电流的隔离变换实现部分电能从导线到感应电源模块的转移。

其设计需要综合考虑唤醒电流、最小工作电流、输出功率、安装结构尺寸、短时耐受电流等多种因素，不同的应用往往需要专门的设计。

>■ 感应电源模块的作用是将来自取能互感器的电流进行控制，使之转换成目标应用所需的可控稳定输出。

它是电流感应电源的核心，其控制原理、制造工艺、器件选型直接关系到产品的可用性。

取电功率低、稳定性差、易于损坏都是非专业感应电源模块常见的现象。

>■ 限流器的作用是在导线承受短时大故障电流时，控制感应电源模块的输入电流在安全许可的范围内，特别是在超高压及特高压电网应用时，短路故障电流可能达40kA以上并持续数秒，如不安装专用配套限流器，常规电流感应电源很容易被损坏。

1.3电流感应电源的应用>■ 电流感应电源主要用于缺乏常规供电措施的高压输配电领域，在输配电网中，电压高至10kV-1150kV，工作电流达数十安至数千安，虽有巨大的电能传输，许多智能化电子设备却因缺电而无法安装，或不得不配置昂贵笨重的太阳能或风能发电设备，犹如长江边上无水可饮。

电气工程中电力电子技术的应用研究在当今科技飞速发展的时代，电气工程领域取得了显著的进步，其中电力电子技术的应用起到了至关重要的作用。

电力电子技术作为一门新兴的交叉学科，将电子技术、控制技术和电力技术有机结合，实现了对电能的高效变换和控制，为电气工程的发展带来了新的机遇和挑战。

电力电子技术的基本原理是通过半导体器件的开关作用，将电源提供的电能进行变换和控制，以满足不同负载的需求。

常见的电力电子器件包括二极管、晶闸管、晶体管、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。

这些器件具有开关速度快、效率高、可靠性强等优点，为电力电子技术的广泛应用奠定了基础。

在电力系统中，电力电子技术发挥着重要的作用。

例如，在输电领域，高压直流输电（HVDC）技术利用电力电子换流器将交流电能变换为直流电能进行远距离传输，减少了输电损耗，提高了输电效率和稳定性。

此外，柔性交流输电系统（FACTS）通过电力电子装置对电力系统的参数进行快速灵活的调节，有效地提高了电力系统的输电能力和稳定性。

在配电领域，电力电子技术应用于电能质量治理，如无功补偿、谐波抑制等，改善了电能质量，保障了用户设备的正常运行。

在电机调速领域，电力电子技术的应用使得交流电机调速性能得到了显著提升。

传统的直流电机调速系统由于存在电刷和换向器等机械部件，维护成本高、可靠性低。

而交流调速系统采用电力电子变频器将固定频率的电源变换为可变频率的电源，实现了对交流电机的调速控制。

目前，常见的交流调速技术包括变频调速、矢量控制调速和直接转矩控制调速等。

这些技术在工业生产中的风机、水泵、机床等设备中得到了广泛应用，提高了生产效率，降低了能耗。

在新能源发电领域，电力电子技术更是不可或缺。

太阳能光伏发电和风力发电等新能源发电系统输出的电能通常具有不稳定、不连续的特点。

通过电力电子变换器将新能源发电系统输出的电能进行变换和控制，使其能够与电网连接并稳定供电。

例如，在太阳能光伏发电系统中，光伏逆变器将光伏电池板输出的直流电变换为交流电并入电网。

《新能源电源变换技术》课程标准一、课程基本情况一、课程编码及课程名称课程编码：16123301课程名称：新能源电源变换技术二、学时及学分总学时数：88，其中，讲授学时：64，实践（实验）学时：24。

学分：4三、适用专业及开设学期适用专业：光伏发电与应用技术专业开设学期：第4学期四、课程的性质、目标和任务新能源电源变换技术是可再生能源领域中占有重要地位的一门学科，它包括太阳能、风能、生物质能、可燃冰、潮流能、潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等利用技术。

这些能源的应用研究内容主要是计算各方面自然存在的能量，再通过研究不同机构用其吸收这些能量，将其转换为机械能，带动发电机工作。

它的应用是一门多学科的综合技术，这包括大气环境、海洋环境学、流体力学、机械设计、电工及电控学等。

通过课程学习使学生掌握新能源能利用技术的基本理论与研究方法。

通过学习使学生了解太阳光伏、太阳热能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源发电及燃料电池发电技术；了解电力系统中的各种储能技术及最新发展，包括超导储能、飞轮储能、电池储能、超级电容及抽水蓄能技术等；了解用于可再生能源的电力变换技术，包括变换拓扑、工作原理及性能分析；以及分布式发电系统和主干系统的相互影响及其运行与控制；了解国内外最新的可再生能源发电应用工程情况等。

五、课程的基本要求通过该课程学习可使学生了解可再生能源的生成、特点及利用方法，使学生基本掌握新能源应用研究的技术手段。

掌握太阳能、风能发电的机理及设备；燃料电池发电的机理；各种储能技术；电力电子功率变换电路；分散电源对大系统的影响分析等。

六、课程教学内容第一章绪论（共2学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，对本课程所学习的知识有一个初步的了解，掌握课程的学习方法。

要求学生对能源有一个概括的认识。

（二）教学内容第1章新能源发电与控制技术导论1.1能源储备与可持续发展战略1.1.1我国的能源结构与储备1.1.2我国的可持续发展战略1.2能源的分类与基本特征1.2.1能源的分类1.2.2能源的基本特征1.2.3新能源及主要特征1.2.4分布式能源及主要特征1.3新能源发电——能源转换的重要形式1.3.1新能源发电技术的应用1.3.2我国新能源发电的现状1.3.3新能源发电及电源变换的主要形式1.4新能源发电与控制技术的经济意义1.4.1能源是经济发展的引擎1.4.2新能源发电的经济意义本章小结（三）重点与难点重点：1.能源的基本分类难点：1.新能源的开发及发展趋势第2章电源变换和控制技术基础知识（6学时）（一）本章教学目的和要求通过本章学习，对本课程所学习的知识有一个初步的了解，掌握常用电力电子器件的基本知识、使用方法。

UPS电源新技术及应用摘要：UPS电源的设计与应用是日常供电系统运行中的关键问题。

本文介绍了UPS电源的基本设计理念，结合其实际使用需求，对设计和应用方案进行了分析和探讨，并简要说明了其主要应用。

关键词：UPS 蓄电池不间断电源引言电源是一种以电力电子为核心技术的产品。

电源是从电力电子应用技术发展而来的。

具体来说，电源产品是电力电子子应用技术的具体产品体现。

UPS，即不间断电源，是一种包含储能装置，以逆变器为主要部件，稳定电压和频率输出的电源保护装置。

它是电力电子设备的重要组成部分。

主要用于为单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断电源。

UPS电源系统设备技术是指依托先进的电源变换技术、数字控制技术、高频开关变换技术、脉宽调制技术、电磁兼容技术、冗余并联技术、智能充放电技术、网络技术、驱动技术和新工艺技术等综合技术。

1.UPS电源系统1.1 UPS电源系统的组成UPS电源系统由整流、储能、转换和开关控制4部分组成。

系统的稳压功能通常由整流器完成。

整流装置采用晶闸管或高频开关整流器，具有根据外电源变化控制输出幅值的功能，使外电源发生变化时，其变化应满足系统要求，输出幅值为整流电压基本相同。

净化功能由储能电池完成。

由于整流器无法消除瞬时脉冲干扰，整流后的电压中仍然存在干扰脉冲。

储能电池除了具有储存直流能量的功能外，就像一个大容量的容器电容器连接在整流器上。

等效电容与储能电池的容量成正比。

由于电容器两端的电压不能突变，利用电容器对脉冲的平滑特性来消除脉冲干扰，起到净化作用，也称为干扰的屏蔽。

频率稳定由转换器完成。

频率稳定性取决于转换器振荡频率的稳定性。

方便UPS电源系统的日常操作和维护。

设计了系统工作开关、主机自检故障后自动旁路开关、维修旁路开关等开关控制。

UPS电源系统主要分为主机和储能电池两部分。

额定输出功率的大小取决于主机部分，并与负载的性质有关。

由于UPS电源对不同性能的负载有不同的驱动能力，通常负载功率应满足UPS电源额定功率的70%。

2.2 直流变换电路
一、非隔离型开关电源电路
非隔离型开关电源又称非隔离型直流变换器，还可称为 斩 波 型 开 关 电 源 ， 主 要 有 降 压 （ Buck ） 式 、 升 压 （Boost）式和反相（Buck-Boost 即降压—升压）式三 种基本电路结构。
降压式、升压式和反相式等非隔离型开关电源的基本特 征是：用功率开关晶体管把输入直流电压变成脉冲电压 （直流斩波），再通过储能电感、续流二极管和输出滤 波电容等元件的作用，在输出端得到所需平滑直流电压， 输入与输出之间没有隔离变压器。
3
2．电容的特性
电容两端的电压不能突变。电容电流
i=dq/dt=Cdu/dt
电容充电时，u上升，du/dt为正值，电流方向与图中i的 正方向一致；电容储能，所储存的能量为WC=Cu 2/2。
电容放电时，u下降，du/dt为负值，电流方向与图中i的 正方向相反，此时电容释放储能。
q i+_
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4．性能特点
① 利用高频变压器初 、次级绕组间电气绝缘的特点，当输 入直流电压UI是由交流电网电压直接整流滤波获得时， 可以方便地实现输出端和电网之间的电气隔离。
② 能方便地实现多路输出。只需在变压器上多绕几组次级 绕组，相应地多用几只整流二极管和滤波电容，就能获 得不同极性、不同电压值的多路直流输出电压。
⑦ 单端变换器的变压器，磁通Φ只工作在磁滞回线的一侧， 即第一象限。为防止磁芯饱和，使激磁电感在整个周期中 基本不变，应在磁路中加气隙。反激变换器的气隙较大， 杂散磁场较强，需要加强屏蔽措施，以减小电磁骚扰。
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单端反激变换器波形图
（a）激磁电感小于临界电感
（激磁电感大于临界电感
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2．变压器的磁通

一、前言随着科技的飞速发展，电源变换技术在电力电子领域扮演着至关重要的角色。

为了更好地理解和掌握电源变换的基本原理和实际应用，我们开展了电源变换实训。

以下是我在实训过程中的心得体会。

一、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 电源变换基本原理2. 电源变换器的设计与仿真3. 电源变换器实验与调试4. 电源变换器在实际应用中的案例分析二、实训过程1. 电源变换基本原理实训过程中，我们首先学习了电源变换的基本原理，包括交流变直流、直流变交流、直流变直流等。

通过学习，我们对电源变换的基本概念有了更深入的了解。

2. 电源变换器的设计与仿真在了解了电源变换的基本原理后，我们开始学习电源变换器的设计与仿真。

通过使用仿真软件，我们对电源变换器进行了建模、仿真和优化。

在这个过程中，我们掌握了电源变换器的设计方法和仿真技巧。

3. 电源变换器实验与调试在完成电源变换器的设计与仿真后，我们进入了实验与调试阶段。

在实验过程中，我们亲手搭建了电源变换器，并对其实验结果进行了分析。

在调试过程中，我们学会了如何解决实验中出现的问题，提高了自己的动手能力。

4. 电源变换器在实际应用中的案例分析实训的最后阶段，我们学习了电源变换器在实际应用中的案例分析。

通过分析实际案例，我们了解了电源变换技术在电力电子领域的广泛应用，以及在实际应用中需要注意的问题。

三、心得体会1. 理论与实践相结合通过本次实训，我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。

在实训过程中，我们不仅学习了电源变换的基本原理，还亲手进行了实验，使我们对理论知识有了更深入的理解。

2. 团队合作精神在实训过程中，我们小组分工合作，共同完成了实验任务。

这使我认识到团队合作精神在实训过程中的重要性。

只有团结协作，才能取得更好的实验效果。

3. 动手能力与创新能力实训过程中，我们不仅锻炼了自己的动手能力，还提高了创新能力。

在实验过程中，我们遇到了许多问题，但通过不懈努力，我们成功解决了这些问题。