电力电子技术课程（精选8篇）
Hefei University
功率变换技术课程综述
报告题目：IGBT研究现状及发展趋势
专业班级： XXXXXXXXXXXX 学生姓名： XXX 教师姓名： ZZZZZ老师 完成时间： 2017年5月14日
IGBT研究现状及发展趋势
中 文 摘 要
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
关键词：IGBT；半导体；研究现状；发展前景
Present situation and development trend of IGBT research
ABSTRACT IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), insulated gate bipolar transistor, is composed of BJT(bipolar transistor)and MOS(insulated gate FET)composite full controlled voltage composed of driven power semiconductor devices, has the advantages of high input impedance and low conductance GTR with MOSFET through the two aspects pressure drop.The GTR saturation voltage is reduced, the carrier current density is large, but the driving current is large.The driving power of MOSFET is very small and the switching speed is fast, but the turn-on voltage drop is large and the carrier current density is small.IGBT combines the advantages of the above two devices, small driving power and lower saturation voltage KEYWORD:IGBT;Semiconductor;Status;Development prospect.一、引言..............................................................................................................1
二、IGBT介绍.....................................................................................................1 2.1 什么是IGBT..........................................................................................1 2.2 IGBT的各种有关参数...........................................................................1 2.3驱动方式及驱动功率..............................................................................2
三、存在的问题....................................................................................................4
四、研究现状........................................................................................................5
五、发展趋势........................................................................................................6 参考文献................................................................................................................7
一、引言
自20 世纪50 年代末第一只晶闸管问世以来, 电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台, 以此为基础开发的可控硅整流装置, 是电气传动领域的一次革命, 使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代, 这标志着电力电子的诞生。
进入70 年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品, 普通晶闸管不能自关断的半控型器件, 被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高, 电力电子器件在容易和类型等方面得到了很大发展, 是电力电子技术的又一次飞跃, 先后研制出GTR.GTO, 功率MOSFET 等自关断全控型第二代电力电子器件。而以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件, 开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展。
二、IGBT介绍
2.1 什么是IGBT 绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件，具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件，为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础。
自IGBT商业化应用以来，作为新型功率半导体器件的主型器件，IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位，其电压范围为600V—6500V，电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术，因此被称为功率变流产品的“CPU”、“绿色经济之核”。在未来很长一段时间内，为适应全球降低CO2排放的战略需要，IGBT必将扮演更为重要的角色，是节能技术和低碳经济的重要支点。
2.2 IGBT的各种有关参数
2.2.1容量
低功率IGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHZ以上区域，为满足家电行业的需求，ST半导体，三菱公司推出低功率IGBT产品，适用于微波炉，洗衣机等。而非传统性IGBT采用薄片技术，在性能上高速，低损耗，在设计600V-1200V的IGBT时，其可靠性最高。2.2.2 开关频率
IGBT的开通过程按时间可以分为四个过程，如下：第一：门射电压Vge小于阀值电压Vth时。其门极电阻RG和门射电容CGEI的时间常数决定这一过程。当器件的集电极电流IC 和集射电压VCE均保持不变时，CGEI就是影响其导通延迟时间tdon的唯一因素。第二：当门射电压Vge达到其阀值电压时，开通过程进入第二阶段，IGBT开始导通，其电流上升速率dI/dt的大小与门射电压Vge和器件的跨导gfs有如下关系：dIc/dt=gfs（Ic）＊dVge/dt。其中，dVge/dt由器件的门极电阻Rg和门射电容CGEI所决定（对于高压型IGBT来说，门集电容Cgc可忽略不计）。第三：第三阶段从集电极电流达到最大值ICmax。第四：通之后，器件进入稳定的导通状态。
2.2.3 关断过程
当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。
鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。
2.3驱动方式及驱动功率
2.3.1 栅极驱动电压
因IGBT栅极—发射极阻抗大，故可使用 MOSFET 驱动技术进行驱动，但 IGBT 的输入电容较MOSFET大，所以IGBT的驱动偏压应比MOSFET 驱动所需偏压强。在+20℃情况下，实测60 A，1200 V 以下的 IGBT 开通电压阀值为5～6 V，在实际使用时，为获得最小导通压降，应选取Ugc≥(1.5～3)Uge(th)，当Uge 增
加时，导通时集射电压Uce将减小，开通损耗随之减小，但在负载短路过程Uge 增加，集电极电流Ic也将随之增加，使得 IGBT 能承受短路损坏的脉宽变窄，因此Ugc的选择不应太大，这足以使 IGBT 完全饱和，同时也限制了短路电流及其所带来的应力(在具有短路工作过程的设备中，如在电机中使用IGBT时，+Uge在满足要求的情况下尽量选取最小值，以提高其耐短路能力）。2.3.2对电源的要求
对于全桥或半桥电路来说，上下管的驱动电源要相互隔离，由于 IGBT 是电压控制器件，所需要的驱动功率很小，主要是对其内部几百至几千皮法的输入电容的充放电，要求能提供较大的瞬时电流，要使 IGBT 迅速关断，应尽量减小电源的内阻，并且为防止 IGBT 关断时产生的du/dt误使IGBT导通，应加上一个-5V的关栅电压，以确保其完全可靠的关断(过大的反向电压会造成 IGBT 栅射反向击穿，一般为-2～10V之间)。2.3.3对驱动波形的要求
从减小损耗角度讲，门极驱动电压脉冲的上升沿和下降沿要尽量陡峭，前沿很陡的门极电压使 IGBT 快速开通，达到饱和的时间很短，因此可以降低开通损耗，同理，在 IGBT 关断时，陡峭的下降沿可以缩短关断时间，从而减小了关断损耗，发热量降低。但在实际使用中，过快的开通和关断在大电感负载情况下反而是不利的。因为在这种情况下，IGBT过快的开通与关断将在电路中产生频率很高、幅值很大、脉宽很窄的尖峰电压 Ldi/dt，并且这种尖峰很难被吸收掉。此电压有可能会造成 IGBT 或其他元器件被过压击穿而损坏。所以在选择驱动波形的上升和下降速度时，应根据电路中元件的耐压能力及 du/dt 吸收电路性能综合考虑。
2.3.4对驱动功率的要求
由于 IGBT 的开关过程需要消耗一定的电源功率，最小峰值电流可由下式求出：IGP=△Uge/RG+Rg；式中△ Uge=+Uge+|Uge|；RG是IGBT内部电阻；Rg 是栅极电阻。
驱动电源的平均功率为：PAV=Cge△Uge2f，（*式中f为开关频率；Cge 为栅极电容)。2.3.5 栅极电阻
为改变控制脉冲的前后沿陡度和防止震荡，减小IGBT集电极的电压尖峰，应在IGBT栅极串上合适的电阻Rg。当Rg增大时IGBT导通时间延长，损耗发热
加剧;Rg减小时，di/dt 增高，可能产生误导通，使 IGBT 损坏。应根据 IGBT 的电流容量和电压额定值以及开关频率来选取 Rg 的数值。通常在几欧至几十欧之间(在具体应用中，还应根据实际情况予以适当调整)。另外为防止门极开路或门极损坏时主电路加电损坏IGBT，建议在栅射间加入一电阻Rge，阻值为10 kΩ左右。
2.3.6栅极布线要求
合理的栅极布线对防止潜在震荡，减小噪声干扰，保护IGBT正常工作有很大帮助：
（1）布线时须将驱动器的输出级和lGBT之间的寄生电感减至最低(把驱动回路包围的面积减到最小)；
（2）正确放置栅极驱动板或屏蔽驱动电路，防止功率电路和控制电路之间的耦合；
（3）应使用辅助发射极端子连接驱动电路；
（4）驱动电路输出不能和 IGBT 栅极直接相连时，应使用双绞线连接；（5）栅极保护，箝位元件要尽量靠近栅射极。2.3.7 隔离问题
由于功率IGBT在电力电子设备中多用于高压场合，所以驱动电路必须与整个控制电路在电位上完全隔离。
三、存在的问题
因为IGBT工作时，其漏极区（p+区）将要向漂移区（n-区）注入少数载流子——空穴，则在漂移区中存储有少数载流子电荷；当IGBT关断（栅极电压降为0）时，这些存储的电荷不能立即去掉，从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断，即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾——关断时间较长（10～50ms）。所以IGBT的工作频率较低。为了缩短关断时间，可以采用电子辐照等方法来降低少数载流子寿命，但是这将会引起正向压降的增大等弊病。
IGBT中存在有寄生晶闸管—MOS栅控的n+-p-n-p+晶闸管结构，这就使得器件的最大工作电流要受到此寄生晶闸管闭锁效应的限制（采用阴极短路技术可以适当地减弱这种不良影响）。
四、研究现状
最近20年中，IGBT的发展很快，技术改进方案很多，并且实用化。每种改进措施的采取，都会把IGBT的性能向前推进。其中，最重要的还是不断把“通态压降—开关时间”的矛盾处理到更为优化的折衷点。不同公司宣布自己研制生产的IGBT进入了第X代。但是，总体看，随着重大技术改进措施的成功，可以把IGBT的演变归纳成以下五代。
（1）第一代：即平面栅(PT)型。它提出了在功率MOS场效应管结构中引入一个漏极侧pn结以提供正向注入少数载流子实现电导调制来降低通态压降的基本方案。
（2）第二代：采用缓冲层，精密控制图形和少子寿命的平面栅穿通（PT）型外延衬底IGBT。器件纵向采用n′缓冲层，既可以减薄有效基区厚度和硅片总厚度来减小通态压降，又能降低该发射结的注入系数，以抑制“晶闸管效应”。器件横向（平面）采用精密图形，减少每个元胞的尺寸，提高器件的开关速度。再采用专门的扩铂与快速退火措施，以控制基区内少数载流子寿命的较合理分布。这样的IGBT耐压达到1200V，通态压降达到2.1-2.3V，锁定效应得到有效抑制。这时，IGBT已经充分实用化了。
（3）第三代：沟槽栅（Trench gate）型IGBT。这一代IGBT采取沟槽栅结构代替平面栅。在平面栅结构中，电流流向与表面平行的沟道时，栅极下面由P阱区围起来的一个结型场效应管（J-FET）是电流的必经之路，它成为电流通道上的一个串联电阻。在沟槽栅结构中，这个栅下面的J-FET是被干法刻蚀的工艺很好地挖去了，连同包围这个区域、延伸到原来栅极下构成沟道的部分P区层也都挖掉。于是n+发射源区和留下的P区层就暴露在该沟槽的侧壁，通过侧壁氧化等一系列特殊加工，侧壁氧化层外侧的P区内形成了垂直于硅片表面的沟道。
（4）第四代：非穿通（NPT）型IGBT。随着阻断电压突破2000V的需求，IGBT中随承受电压的基区宽度超过150微米。这时靠高阻厚外延来生成硅衬底的做法，不仅十分昂贵（外延成本同外延层厚度成正比），而且外延层的掺杂浓度和外延层厚度的均匀性都难以保证。这时，采用区熔单晶硅片制造IGBT的呼声日渐成熟，成本可以大为降低，晶体完整性和均匀性得到充分满足。
（5）第五代：电场截止（FS）型。当单管阻断电压进一步提高，硅片的基区厚度就会急剧增加。于是，IGBT的通态压降势必随其耐压的提高而增大。FS型IGBT吸收了PT型和NPT型两类器件的优点，形成硅片厚度比NPT型器件薄约
1/
3、又保持正电阻温度系数单极特征的各项优点。
五、发展趋势
IGBT作为电力电子领域非常理想的开关器件，各种新结构、新工艺及新材料技术还在不断涌现，推动着IGBT芯片技术的发展，其功耗不断降低，工作结温不断升高，从125℃提升到了175℃并向200℃迈进，并可以在芯片上集成体二极管，形成逆导IGBT(RC-IGBT/BIGT)，无需再反并联续流二极管，在相同的封装尺寸下，可将模块电流提高30%，还可以将电流及温度传感器集成到芯片内部，实现芯片智能化。
IGBT芯片内部集成传感器通过对IGBT芯片的边缘结构进行隔离处理，可以形成具有双向阻断能力的IGBT(RB-IGBT),在双向开关应用中无需再串联二极管，并具有更小的漏电流及更低的损耗。
与此同时，IGBT的工艺水平也在不断提升，许多先进工艺技术，如离子注入、精细光刻等被应用到IGBT制造上。IGBT芯片制造过程中的最小特征尺寸已由5um，到3um，到1um，甚至达到亚微米的水平。采用精细制造工艺可以大幅提高功率密度，同时可以降低结深，减小高温扩散工艺，从而使采用12英寸甚至更大尺寸的硅片来制造IGBT成为可能。随着薄片与超薄片加工工艺的发展，英飞凌在8英寸硅片上制造了厚度只有40um的芯片样品，不久的未来有望实现产品化应用。
此外，新材料如宽禁带半导体材料技术的发展，可以实现更低功耗、更大功率容量、更高工作温度的器件，其中SiC成为目前的大功率半导体的主要研究方向，并在单极器件上实现商品化，在IGBT等双极器件的研究上也不断取得进展。目前IGBT主要受制造工艺及衬底材料的缺陷限制，例如沟道迁移率及可靠性、电流增益较小及高掺杂P型衬底生长等问题，未来随着材料外延技术的发展，SiC IGBT将会实现突破。
参考文献
[1] 王兆安，黄俊电力电子技术[M].4版.北京：机械工业出版社，2000.[2] 陈志明.电力电子器件基础[M].北京：机械工业出版社，1992 [3] 周志敏，周纪海，纪爱华.IGBT和IPM及其应用电路，北京：人民邮电出版社，2006.3
在实施新的教学思路及新的人才培养计划时遇到很多问题, 本人现将遇到的问题与解决方法, 提出来与大家一起探讨。
目前针对以上的实际问题, 从课程培养目标入手首先深入企业与用人单位调研企业的用人条件, 了解企业人才需求后, 再从学校教学内容、教学方法等方面入手, 发现问题。当前我校本门课程教学中存在如下问题。
1) 教学内容过于单一, 我校使用的教材是高等教育出版社的电力电子技术教材, 是2001年版本内容过于陈旧, 教学内容总体上是从电力电子器件到电力电子电路, 教材并没有从目前的项目化教学从发编写, 仍然按照老的思路教学, 学生与其他项目化教学的课程比较而言, 对本门课程的学习积极性明显不高。问题重点是教材内容过于注重理论, 缺少实验、实训项目的内容, 学生学习理论知识后, 没有及时动手实验, 没有在学生的头脑中形成形象化的结果, 所以所学的知识很快遗忘, 如果教材中能合理安排理论知识与实验的比例, 相信学生在学习上会有不小的进步。2) 学生基础水平差, 近年来高校扩招后, 生源质量出现明显下降, 学生的基本电气知识水平严重缺乏, 对于理论性强的课程接受能力差。特别是“电力电子技术”课程原理性内容多, 公式多并且抽象, 学生大部分在第一学年学习的电工基础与模拟电子技术知识不扎实, 当学习到电力电子技术时, 难度陡然增大, 部分基础较差的学生就会放弃学习, 反之老师的教学积极性也会受到影响, 最终会造成老师和学生造成“谈之色变”的现象。3) 教学方法和手段上, 目前大部分老师在教学方法上, 还是按照点线面的顺序安排教学内容, 先是基础概念、再是典型电路、最后是综合应用, 老师在开始先介绍电力电子器件的概念往往比较细致, 学生理解还相对容易, 但是到后面的典型电路分析时, 与单一器件内容有本质的区别, 学生往往在面对突如其来的复杂波形图, 会手足无措, 这时候老师为了让学生理解内容, 往往会多次重复的讲解, 而这样会让学生增加惰性和依赖心理, 失去学习的积极性和主动性。在教学手段上, 该课程长期以来是以课堂上讲授教材理论为主, 几乎是灌输式的教学, 教学手段、方式过于单一, 这样导致学生思维单一不活跃, 课堂上的学习气氛不浓, 学生对老师的提问、启发, 反应总是过于被动, 对于答案当然也都是程式化的结果。究其原因是老师的教学手段使用过于单一, 没有给学生留有课前自学、课堂讨论、课后验证等能激发学生学习动力的手段。如果长此以往, 学生就会失去学习的兴趣, 反之老师上课时也会缺少教学的积极性。4) 实验教学上我校使用的电力电子实验设备有十多台, 随着学生人数的增多, 现在已经明显已经不能满足学生实验的需要。并且实验台中的有些原件被学生损坏后, 不能及时更换, 影响到随后实验的进行, 严重时不得不放弃做实验。同时试验所开设的实验项目按照老的教学思路编制, 与课本内容不能很好地联系到一起, 各个实验相对单一, 没有从学生理解角度统筹安排, 学生在做实验时都是被动的按照实验步骤进行, 学生在多次实验后会产生厌烦心理, 学习的积极性和主动性会明显降低。实验往往可以达到预期目标, 但是总是这种灌输式的教学, 让学生丧失了探索精神和求知欲望, 从长远看这样并不利于学生的职业发展, 所以, 需要我们找到有效的方法来改进教学。
一、改革方法
1) 在教学内容上需要根据学生的不同基础情况区分对待, 对于基础较好的三年制学生, 可以将学生毕业后可能接触到的内容重点讲解, 讲课内容从基本概念、电路分析、设计应用逐级递进, 采用启发式教学法, 让学生能举一反三, 灵活掌握学习内容。而对于五年制基础较差的学生, 可以采用项目化教材内容, 通过每一个实例来引领学生的学习兴趣, 再通过布置任务来给学生施加压力, 让他们在学习中发现问题, 课堂上通过老师来解决问题, 调动学生的求知欲, 让他们感觉自己是有能力的, 树立信心, 在学习过程中形成良性循环, 引导培养学生良好的学习习惯。2) 课堂教学中我校电气自动化专业逐步向理实一体化教育方向迈进, 学校现在正在加大力度改造传统教室, 将教室改为理论课程与实验实践同时开展的场所, 教师在上课时配有两名指导老师, 一名理论课教师主要负责课本的理论的讲授, 另一名实验员负责理论老师讲解后为学生指导实验, 这种教学方法使得学生的动手能力得到极大的提高, 在讲解完理论后学生能马上实验验证刚才的内容, 学生在这种授课方式下, 思维活跃, 在创造、创新上有比较大的发挥空间, 可以调动每一名学生的学习潜力。当然这种授课教案需要重新安排编写, 按照提出问, 解决问题的思路, 依照项目化的方法重新编写教案。同时从对课程的特点分析可以看出, 在理实一体化授课方式上, 目前大部分教师在讲授的过程中使用多媒体方式行讲解, 本人是将多媒体与板书一起使用, 具体根据教学内容确定使用哪种方法, 因为对于理论性较强的部分, 需要老师通过板书的方式推导, 这样学生的印象会比较深刻, 对于表述性的内容则侧重使用多媒体来给学生一个直观图形, 这样学生通过图片、动画、录像可以拓宽认知, 从目前的教学效果上来看, 学生学习的积极性和最终考试成绩有明显提高。3) 实验是本课程另一个重点环节, 除了课堂上的验证性实验外, 为了锻炼学生的动手能力, 还需要在其他时间安排实验来巩固所学习的内容。我校的安排是专门开设本课程的实验课, 实验设备是浙江天煌教仪DJDK-1型电力电子实验装置, 在具体实验时, 试验员与理论老师一同辅导学生, 在实验内容的安排上, 除了原本实验指导书上的实验以外, 主要是偏重应用性的实验, 例如晶闸管特性测试, 单相交流调压电路的性能研究等, 这样做的目的是为了让学生学有所用, 避免将所学知识僵化不会使用, 这样相当于没有学, 所以在实验内容的安排上还有很多工作需要做。
二、总结
电力电子技术是一门实践性和理论性并重的课程, 我们只有不断积极探索教学内容、教学方法, 提高学生的学习积极性、探索精神及创新能力, 才能培养出高素质的技能人才, 为学生适应当今社会的需要奠定良好的基础。
摘要：电力电子技术是我校电气自动化专业的一门专业基础课。从设立本课程开始, 就着手课程建设, 从教学大纲、实验项目等入手, 逐步建立适合本校实际情况的教学方法和手段。
关键词：电力电子；工程应用；项目化
一、引言
现代工业、交通运输业、军事装备及尖端科学领域的进步以及人类生活质量和生存环境的改善都依赖于高品质的电能。据统计，目前全球80%以上的电能都要经过转换才能使用，因此，电力电子技术占有重要的地位。电力电子技术是在能量的产生和使用之间建立一种联系。一个完整的电力电子系统通常包括主电路、控制电路、驱动电路、缓冲电路和保护电路等几大类电路。电力电子技术是现代电气工程技术人员不可缺少的知识模块，也是一门实践性非常强的应用技术，涉及多领域知识的综合应用，因此，许多初学者认为其入门比较困难，对于高职院校的学生而言，这个问题更加突出。
二、现有问题
1.教学内容的选取与组织不够科学。介绍元器件的工作原理与控制方法，缺元器件主要参数的介绍，导致实际应用时对元件相关参数选择的盲目性；介绍主电路拓扑结构、工作原理、运行分析方法，缺分析方法在工程设计中综合化应用的案例，从设计层面看，设计方法碎片化，不易领会；大部分教材缺乏缓冲保护电路的介绍，更缺乏简单可行的缓冲保护电路设计方法，甚至国内相关工程手册上也难找到，导致应用设计中参数选择盲目；课后练习中学化，为练习而练习，沦为公式与电路结构的无聊游戏，与工程应用基本无关联，对工程应用能力无助益；缺乏磁路设计相关知识介绍，磁性元件设计成为难点。
2.实践能力培养的常见模式缺乏针对性。比重较大的往往是验证性实验，固定电路、固定参数，学生操作试验，对比理论结果，此类训练对应用设计能力的培养基本没有助益。虽然会有少量的设计性实践训练，但一般的形式都是提出设计目标，给出设计方法。学生自主设计，通常不能仔细考虑训练内容与课程知识的有效衔接，无法理解和体会设计方法与课程知识之间的关联性，导致实训教学与课程教学两张皮。
3.教材和教学资源与实际应用脱节。器件主要参数的定义介绍不多，导致器件选择盲目；缺少典型驱动电路和缓冲吸收电路的介绍，导致电力电子系统设计困难重重；缺乏基于课程内容的典型设计案例，导致学生“学”与“做”严重分离；课后练习与实际应用联系不够紧密，导致学生只会做题不会进行应用设计；缺少磁性元件设计的相关知识，导致变压器和电感器等磁性元件不会绕制；除了教材和PPT等常规教学资源，其他类的配套教学资源不多，导致学生课后自学不便。
4.学生评价模式没有体现高职的应用性。传统的课程考核中学化，仅在记忆性考核的基础上增加部分理解能力的考核，考核内容与实际应用之间缺乏关联性，往往考试合格的学生面对实际应用问题仍然束手无策。
三、改革目标
1.通过项目化教学，将理论与实践融合。虽然近些年的职教理念一直在推崇“学中做、做中学”，但对于电力电子技术这种理论知识难点较多的课程，真正做到理实一体非常困难。学生往往在教室学理论觉得枯燥难懂，在实验室进行仿真练习也只是单纯地模仿而不清楚仿真的真正意义，学习效果大打折扣。可以开发一个小型电力电子系统，将AC-DC、DC-DC、DC-AC的相关知识点融入该系统中，从电路结构的设计到元器件的参数设计选型，再到电路可靠性的设计等，从理论分析到软件仿真，再到实物制作。一个系统完整的实现，相當于一门课程完整的掌握。
2.开发配套的教材和微课资源。将小型电力电子系统模块化，每一个模块对应电力电子技术的一块理论知识，并且将器件的主要参数定义融入其中，便于学生掌握器件的选型方法。此外，还将开发每个知识点的微课资源，既便于学生课后自学，也能将教师从传统的授课方式中解放出来，更好地为学生答疑解惑。
3.改革考试评价模式。摒弃传统的课程考核方法，加强电力电子技术与实际应用的关联性。除平时的形成性考核评价之外，期末的终结性考核实行开卷考试，允许带各种参考资料，考题全部为典型工程应用设计。
四、拟解决的问题
要想达到上述目标，需考虑解决以下问题：如何将小型电力电子系统进行合理的模块化，让不同的知识块既能明显区分又能顺利衔接；如何确定微课知识点的划分，既满足微课时长的要求，又保证知识点够用；如何建立可行性强的形成性考核评价体系，既考虑阶段性的学习效果，又考虑平时的工作素养和7S管理成效等。
五、结束语
电力电子技术的应用越来越广泛，其重要性日益凸显。本校正致力面向应用型人才培养，以工程应用需要为导向，探索高职院校的电力电子教学改革模式。
参考文献：
[1]陶俊珍.“电力电子技术”教学内容更新例析[J].中国电力教育，2011（9）.
[2]薛荣辉.《电力电子技术》课程高职学校教学改革[J].科技信息，2010（17）.
电力电子课程设计报告
学校：哈尔滨理工大学 荣成 院系：电气信息系 专业班级： 学号： 姓名：
指导教师 ：
2010年 月
日 ：采用自关断器件的单相交流调压电路研究
哈尔滨理工大学荣成电力电子技术课程设计报告
目录
第一章：引言...........................................1。.1
简述...........................................1。.2指标内容及要求...........................................1。.3主电路原理及设计...........................................第二章：实验内容........................................2
第三章：实验系统组成及工作原理..........................3
第四章：实验设备和仪器..................................4
第五章：实验方法........................................4
第六章：思考及心得体会..................................6
第一章
引言
一
简述
电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的换和控制的科学，是20世纪50年代诞生，70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步．电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。二
指标 内容及要求 见第二章
三
主电路的原理及设计 1 交流调压电路
如果在交流电源和负载之间之间用两个晶间管反并联后串联到交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制，以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，这都是十分不经济的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。但这种交流调压电路控制方便，体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电机调速等场合。
图3．2所示的就是一种采用晶闸管为主开关元件的单相交流调压电路图，这种交流调压电路的主电路仅由一对反并联的晶闸管或一只双向晶闸管构成。2 交流调压电路控制方式
交流调压电路的控制方式有三种：①整周波通断控制；②相位控制：②斩波控制。在 整周波通断控制方式中．晶闸管是作为交流开关使用的，它把负载与电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变通断比来改变负载k的电压有效值。相位控制时，在电源电压 上、下半波的某一相位分别导通VI、VZ晶闸管，改变控制角即可改变负载接通电压的时 间，从而达到调压的目的。斩波控制方式时，晶闸管要带有强迫关断电路或采用IGBT等 可自关断器件，在每个电压周波中，开关元件多次通断，使电压斩波成多个脉冲，改变导 通比即可实现调压。三种控制方式的输出电压波形如图3．l所示、相位控制交流调压又称 相控调压，是交流调压中的基本控制方式，应用最广。
交流调压电路的输出仍是同频率的交流电，原则上可应用于一切需要调压的交流负载，也可通过变压器再调压。交流调压器是通过改变电压波形来实现调压的，因此输出的电压波形不再是完整的正弦波，谐波分量较大。
本实验就是对自关断器件的单相交流调压电路进行研究，目的是是同学们熟悉采用自管段器件的单相交流调压电路的工作原理、特点、波形分析与适用场合，熟悉PWM专用集成电路的组成、功能、工作原理与使用方法，同学们四人一组，分工合作，增加同学们的团
队意识。
第二章
1.PWM专用集成电路性能测试
2.控制电路相序与驱动波形测试
3.带与不带电感时负载与MOS管两端电压波形测试
4.在不同占空比条件下，负载端电压、负载端谐波与输入电流的位移因数测试。
第三章
实验系统组成及工作原理
随着自关断器件的迅速发展，采用晶闸管遗相控制的交流调压设备，已逐步采用自关断器件（GTR、MOSFET、IGBT等）的交流调压斩波所代替，与移相控制相比，斩波调压具有下列优点：
1）谐波幅值小，且最低次谐波频率高，故可采用小容量滤波元件；
2）功率因数高，经滤波后，功率因数接近为1.3）对其他用电设备的干扰小。因此，斩波调压是一种很有发展前途的调压方法，可用于马达调速、调温、调光等设备。本实验系统以调光为例，进行斩波调压研究。
斩波调压的主回路由MOSFET及反并联的二极管组成双向全控电子斩波开关。当MOS管分别由脉宽调制信号控制其通断时，则负载电阻Rl上的电压波形如图5-9b所示（输出端不带滤波环节时），显然，负载上的电压有效值随脉宽信号的占空比而变，当输出环节由滤波环节时的负载端电压波形如图5-9C所示。
脉宽调制信号有专用集成芯片SG3525产生，有关SG3525的内部结构、功能、工作原理与使用方法等可参阅双闭环可逆直流脉宽调速系统实验。控制系统中有变压器T、比较器和或非门等组成同步控制电路以确保交流电源的2端为正时，MOS管VT1导通；而当交流电源的1端为正时，MOS管VT2导通。
第四章
实验设备和仪器
1.NMCL-K1实验挂箱
2.万用表（自备）
3.双踪示波器（自备）
第五章
实验方法
1.SG3525性能测试
先按下开关s1.(1)输出最大与最小占空比测量。PWM波形发生器的“1”和地。
2.控制电路相序与驱动波形测试
将“PWM”波形发生器的1端与暂控式交流调压电路的14端相连。将电位器RP左旋到底，用双踪示波器观察并记录下列各点波形：
（1）控制电路11、12与地间波形，应仔细测量该波形是否对称互补；
（2）控制电路的13、15与地端间波形；
（3）主电路的4与5及6与5端间波形；
3.不带电感时负载与MOS管两端电压波形测试
将主电路的3与4短接，将UPW的电位器RP右旋到大致中间的位置，测试并记录负载与MOS管两端电压波形
4.带电感时负载与MOS管两端电压波形测试
将主电路的3与4不短接，将UPW的电位器RP右旋到大致中间位置，测试并记录负载与MOS管两端电压波形
5.不同占空比D时的负载端电压测试
实验中，将电位器RP从左至右旋转4-5个位置，分别观察并记录SG3525的输出端2端脉冲的占空比、负载端电压大小与波形
6.不同占空比D时的负载端谐波大小的测试
分别观察并记录RP左旋与右旋到底时的负载端波形，从而判断出占空比D大小对负载端谐波大小的影响。
7.输入电流的位移因数测试
（1）将主电路的3、4两端用导线端接，及不接入电感
（2）在不同占空比条件下，用双踪示波器同时观察并记录有2与1端和2与6端间波形。
第六章
思考题
1当主电路接纯电阻负载（即将电感短路）时，可见负载电压波形存在死区，其产生的原因是什么？
答：PWM的上下桥臂的三极管是不能同时导通的。如果同时导通就会是电源两端短路。所以，两路触发信号要在一段时间内都是使三极管断开的。因此电压波形存在死区！
2.当主电路接电感性负载时，在电压的过零点会出现一尖峰脉冲，其幅值随占空比的增大而增大。试分析其产生的原因以及控制方法。
答：根据占空比越大电网的通断时间越长，冲击电流越大谐波分量越大，脉冲越强。
谐波电流对电网危害甚大，必须加以抑制。抑制和消除谐波有两种基本途径，一种是改进电力电子装置，减少注入电网的谐波，另一种是在电力电子装置的侧并联LC无源滤波器，为谐波电流提供频域谐波补偿，或者用电力有源滤波器进行时域谐波补偿。下面就介绍相应的谐波抑制对策：波形叠加法，LC无源滤波器，增加整流相数法，静止无功补偿法，有源电力滤波器补偿法。
心得体会
1．态度 性格决定命运，气度影响格局，态度决定高度，细节决定成败。对于参加课程设计的队员，估计感受颇深。只有我们有丰富的经验，丰富的知识，才能百分百的在到场上赢得胜利。从培训到竞赛是一个漫长的过程，期间心态很重要，会遇到很多问题：训练师不懂的知识，软硬将调不出来，队员之间的矛盾，外界的压力等。其中，最重要的是处理好队员之间的矛盾和心态:不懂的知识可以去学习；波形调不出来，只要有耐心，认真分析就能找出原因；阻碍我们法杖的往往是自己的心胸，心胸开阔，善于接受意见和容忍别人的错误，才能在培训中和设计中有所收获。
2.积累课程设计要求较强的动手能力，讲理论转换为实际的操作时竞赛的必备条件。做课题时要合理分工，发挥各自的特长，严格按要求完成任务。学会看电路图，我们找到很多的资料是电路分析的，就得自己看资料学习。尤其是做原理分析的，资料很多而且较复杂，资料以基本原理居多，可以借助一些综合知识。
3.交流 包括和本组队员之间，其他组之间，指导教师之间以及同爱好者之间。这里着重讲教师及爱好者。教师有着丰富的理论知识和经验，可以为
我们提供丰富的资料；网络上更有丰富的资源，要做的东西网上均能找到相关内容，这也是一个学习的过程，特别是在一些论坛里有着丰富的资源。
最后，向全体参与电力电子课程设计培训的老师说一声：您辛苦了！，感谢你们
一、目的及要求：
通过电力电子与电气传动的综合课程设计教学环节,使学生掌握以直流电动机为对象组成的运动控制，包括转速单闭环调速系统，转速、电流双闭环控制调速系统，静态、动态性能分析及工程设计方法，掌握以交流电动机为对象组成的运动控制,包括基于稳态模型和动态模型的异步电动机调速系统以及同步电动机调压调速系统的工作原理和性能特点。
通过该课程的学习，培养学生理论联系实际的能力，掌握电气传动控制系统的工作原理和设计方法，从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决电气传动系统中的实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。检验同学们对所学知识的掌握程度和运用能力。
二、内容及步骤： 内容：
1.设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，利用可调的直流电压驱动直流电机进行调速，仿真观察整流电路输出电压和电流波形，电机电流、转速、转矩变化曲线。
2.设计一个双闭环直流电动机调速系统，整流装置采用三相桥式电路，电动机参数：UN=220V,IdN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r, 过载倍数λ＝1.5，整流装置放大系数Ks＝40，电枢回路总电阻R＝0.5欧，时间常数Tl=0.03s,Tm=0.18s,电流反馈系数β＝0.05V/A,转速反馈系数α＝0.007V.min/r，要求实现稳态无静差，电流超调量σi％≤5％，空载起动到额定转速时的转速超调量σn％≤10％，取电流反馈滤波时间常数Toi＝0.0017s,转速反馈滤波时间常数Ton＝0.01s,取转速调节器和电流调节器的饱和值为12V，输出限幅值为10V，额定转速时转速给定Un*＝10V。仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统响应的影响。
3.完成基于IGBT逆变电路的异步电机恒压频比变频调速系统仿真，电机参数如下：额定功率为2.2kW,额定线电压为380V，额定频率为50Hz,额定转速为1423pm，定子电阻为3.478Ω，定子漏感为0.01254H，转子电阻为2.546Ω，转子漏感为0.01226H，励磁电感为0.3329H，转动惯量为0.0131，极对数为2。
4.采用三相SPWM技术设计一个转速开环变频调速系统，观察电动机的电流、转速和转矩曲线。
步骤如下：
1、查阅调速系统资料。
2、设计调速系统原理图和动态结构框图。
3、计算各控制参数。
4、熟悉MATLAB仿真工具。
5、对原理图和结构框图进行仿真。
6、总结课程设计报告。
三、课程设计时间和进度安排：
1、时间安排第16-18周
2、据学生人数分组：班级-电气：109741、109742共82人，每2-3人一组。课程设计进度：
1：听课学习MATLAB仿真软件（1天）（占10%）2：学习和熟悉软件的应用和基本操作（4天）（占20%）3：查阅调速系统资料。（2天）（占10%）
4：设计调速系统原理图和动态结构框图（3天）（占20%）5：对原理图和结构框图进行仿真（4天）（占30%）
6：总结报告：书写设计说明书、设计步骤、报告。（1天）（占10%）
四、答辩及成绩评定：
每个课程设计的最后一周的周五进行答辩，其中每一部分所占总成绩的比例请参考第三项。教师组织考核，对每个学生做出评语，成绩可按：优、良、中、及格、不及格分为五等。教师通过设计答辩或经验交流形式，了解学生设计水平。根据学生运动控制基本知识掌握的程度，调速系统电路设计和利用仿真软件综合设计与调试能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，课程设计总结报告的书写评定成绩。五：教学参考书目：
《运动控制系统》 清华大学出版社 阮毅，陈维钧
《电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真》
机械工业出版社 洪乃刚 《电力电子应用技术的MATLAB仿真》
中国电力出版社
林飞 杜欣
撰槁人 教研室主任 系主任
卢
峥
签名
日期
2011.5.27
目的：通过具体电网的相关仿真和计算，加深学生对电力系统基本概念和基本计算的掌握程度，培养学生运用所学知识分析解决问题的动手能力和实践能力。
内容：
1电力系统短路计算（学号1－15）
针对某一（自选）较复杂的电网进行电力系统三相短路起始次暂态电流的计算，短路后指定时刻短路电流周期分量的计算；不对称短路时短路点故障相电流和非故障相电压的计算，对称和不对称短路后任意支路故障电流和节点电压的计算。
2电力系统潮流和稳定计算（学号16－25）
针对一个有10台机，39条母线，19个负荷，46条支路的典型交流系统或自己选择其他系统，进行指定运行方式下的潮流分布计算，对该运行方式进行N－L静态安全校核并分析潮流转移状况；进行主要故障形式下的暂态稳定计算并进行稳控措施的设计。
3设计110kV变电站（学号26－35）
要求：
（1）电气主接线的设计：主接线方式、主变压器的选择、变电所用电线路和变压器的选择；
（2）短路电流计算；
（3）电气设备的选择：断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线等。
4区域电网规划设计（学号36－最后）
要求：
（1）校验系统有功、无功的平衡和各种运行方式；
（2）通过方案比较，确定系统接线方案；（发电厂P100）
（3）确定发电厂、变电所接线方案，和变压器的容量、型号和参数；
（4）进行系统的潮流计算；
（5）进行系统的调压计算，选择变压器的分接头；（电力系统分析P110）
（6）统计系统设计的主要指标。
参考书目
电力系统分析、机电保护、发电厂电气部分、电力系统规划等方面的书籍和论文等资料 实施办法：
采取手算算法和计算机算法相结合，并相互验证结果的正确性。
撰写设计报告（正文不超过15页）（字体字号－宋体5号，单倍行距，标题可以加粗；公式和图形－自己画、自己编辑，不能截图）
考核办法：
手工计算的正确性，上机计算的调试，设计水平和完成质量；
设计报告的质量答辩。
一、课程定位及现状分析
《电力电子技术》课程在机电一体化和电气自动化专业人才培养中占据着重要的地位, 一直以来是专业核心课程。根据机电一体化和电气自动化专业职业岗位群特点, 我们对课程进行了职业分析, 提炼出了若干个典型的工作任务。在典型工作任务中要求自动化技术专业的学生具备能够进行电力电子器件检测与特性测试的能力, 具备自行分析与设计变流控制电路的能力, 具备对电气设备进行维护和维修的能力。而目前课程内容和教学模式还不能达到这个要求。由于《电力电子技术》课程的内容比较多, 理论知识比较复杂, 教学过程中学生普遍反应枯燥不易理解。并且教学一般都在教室进行, 学生难以感受到现场工作环境, 缺乏学习的热情, 与我们培养高素质、高技能、应用型人才的高职教育要求不吻合。针对上述情况, 我们提出了基于工作过程的课程学习领域与学习情境设计, 目的是为了更好地提升课程的教学质量和提高教学效果, 变学生“厌学”为“乐学”。
二、课程学习领域的构建
基于工作过程导向的学习领域课程方案, 是一个由职业能力描述的学习目标、工作任务描述的学习内容和基本学时三部分构成的学习单元。学习领域由若干个学习情境构成, 因此确定学习情境是学习领域设计的核心。学习情境设置的原则:一是每一学习情境都有完整的工作过程;二是各学习情境的排序要遵循职业成长规律;三是各学习情境的排序要符合认知规律。为此, 我们对《电力电子技术》课程从学习目标、学习内容、教学方法、学习媒介、教师需要具备的能力、学生所具备的能力以及考核和评价等方面进行分析, 具体内容见表1。
三、学习情境单元设计
学习情境是学习领域 (即课程) 的小型单元 (即课程单元) , 它是指在职业的工作任务和行动过程背景下, 按照学习领域中的目标 (能力描述) 和学习内容, 对学习领域的教学进行教学方法论的转换, 是学习领域具体化。在学习情境设计过程中, 教师需要综合考虑学生的个性需求、学校的教学条件等多种因素, 确定每一个学习情境的目标, 选择内容, 设计环境, 融合知识与技能, 整合专业能力、方法能力和社会能力于工作过程中。我们按照这个总体思路设计了6个学习情境单元。现以“电风扇无级调速控制器设计”为例, 具体见表2。
首先, 为了使教学活动能够逐步有序展开并推进, 我们对整个工作过程按照资讯、决策、计划、实施、检查、评价六个关键环节进行了划分。其次, 在教学方法上, 根据教学目标、任务、内容、学生的实际情况以及教学环境和条件, 选择相应的教学方法, 比如讲授法、演示法、实践操作法以及小组讨论法等。以便在以学生为主体、教师为主导的互动教学过程中, 鼓励学生独立思考、发现问题、解决问题, 在动手与实践中学习专业知识, 掌握职业技能, 构建属于自己的经验和知识体系。第三, 根据教学内容多少、难易程度、学生的学习基础和学习特点确定授课课时。
四、制定成绩评价标准
评价标准的科学与否对《电力电子技术》教学和实践的提升至关重要。基于工作过程的评价是对整个工作过程的推进和成果的评价。在评价主体上包括学生、团队, 也包括教师甚至是企业等。在评价方式上主要是自评、互评、教师评价相结合。评价的内容主要是职业素养、专业技能、理论知识、创新能力、对完成任务的总结等, 可设计成多种表格, 通过评价, 使教学形成“行动—反思—提升”的良性循环。
基于工作过程的《电力电子技术》课程教学改革的目的是为了更好地提高课程的教学质量与效果, 通过本次教改使课程教学面貌焕然一新, 学生在学习上比以往有了更大的学习动力, 表现为乐于参与教学互动, 并在产品设计与制作上能发挥出应有的创新力。另外, 对教师也有很大的促进作用。通过学习情境单元的设计使教师更好地理解教学内容, 有利于教学内容的合理组织, 同时项目化产品的设计也极大地提升了教师的工程能力。
参考文献
[1]冯凯.高职《电力电子技术》教学改革探索与实践[J].商丘职业技术学院学报, 2010, (2) .
[2]谢承力, 罗斌.试析基于工作过程的高职课程开发与设计中的学习情境设计[J].黄冈职业技术学院学报, 2009, (9) .
关键词： 电力电子技术 仿真软件 教学改革
一、引言
“电力电子技术”是独立学院电气工程及其自动化专业的一门专业课，课程理论性强、概念多、与工程实际联系紧密。电力电子技术的应用范围广泛。它不仅用于一般工业，而且广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有广泛应用。现今，电力电子技术正以令人瞩目的发展速度，改变着我国工业的整体面貌。同时，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大影响，随着与信息科学、计算机科学和能源科学等相关学科的交叉融合，它正在向智能化、网络化和集成化的方向发展[1]。
近几年金城学院发展迅速，建立了很多新的实验室，配备了相应的软硬件设施，同时学院的生源水平也有了很大提高，用人单位招聘时的要求也在不断提高，这些变化促使学院提出新的培养目标，即“高素质应用型人才”，对于电气工程及其自动化专业而言就是培育掌握电气工程及其自动化领域的理论知识；具有创新精神和实践应用能力的电气工程及其自动化领域的高级工程技术人才。“电力电子技术”作为重要的专业课，原先的授课方式已无法满足要求，必须做出相应调整。
二、“电力电子技术”课程的特点
“电力电子技术”课程的主要内容为电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、PWM控制技术、电力电子器件应用的共性问题。课程主要特点为：
1.理论性强、概念多：“电力电子技术”课程要求学生先修电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程，同时涉及“电子学”、“电力学”、“控制理论”，属于交叉学科，所以相关概念较多，内容复杂。
2.实践性强：“电力电子技术”是一门实用性课程，学习的目的是解决工程应用中的实际问题。对学生的项目设计开发能力、制作与测试研究能力都有较高要求。
三、仿真软件在课程教学中的应用
1.仿真软件介绍
Saber软件是美国Synopsys公司推出的一款系统仿真软件，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题[2]。该软件可以对电源的各个组成部分及整体运行状态进行模拟，并对结果进行分析。Saber软件仿真真实性强，网络学习实例较多，适用于“电力电子技术”课程的教学及学生电源开发设计验证。
Matlab软件是美国MathWorks公司出品的一款仿真软件。其中的Simulink提供了可视化开发环境，可以在基本模块库及电气模块库中选择合适的模块搭建电源系统进行电源整体或部分的运行状态仿真。
Labview软件由美国国家仪器（NI）公司研制开发，使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。Labview开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新，是开发测量或控制系统的理想选择[3]。
三种仿真软件易于获得，可互相通信，网络学习实例较多，方便学生自学，对于后期电源实物研制或电源研究是不可或缺的部分。
2.结合仿真软件的实例教学
“电力电子技术”初始的授课方式就是基本理论的讲解，这样的教学方式使得内容较分散，学生没有电源整体概念。在授课内容和方式上结合仿真软件，采取整体-分布-整体的讲解方式。
首先，以具体的应用实例（比如一个笔记本电脑用的电源适配器）说明一个完整的电源内部的组成，让学生有整体概念；其次，对每一部分的内容进行基本工作原理和特性的讲解，再回到整体，介绍如何进行整体电源的设计。在讲解过程中结合三种仿真软件，每讲解完一个部分，就用仿真软件搭建相应的模型，在仿真环境下演示此部分的特性或运行原理。最后，演示完整电源的仿真运行及结果。
运用这样的授课方式可提高学生学习兴趣，让学生对所学内容有直观了解，同时仿真软件的应用对学生后期的发展有较大帮助。学生可用仿真软件做电源前期的设计验证工作，特别是一些较复杂电源，此步骤不可缺少；在电源研究过程中出现问题时，可在仿真环境中模拟，找到问题的所在并解决问题；在课堂教学中结合仿真软件可不用开设专门的课程来学习软件，节省了相应的时间，提高了教学效率。
四、结语
在“电力电子技术”的教学改革中，根据学生的特点和社会需求进行教学方式改革，内容上以基础知识为重，注重实践应用，利用仿真软件进行实例教学，这样可以调动学生的学习积极性，收到良好的教学效果。
参考文献：
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2]http：//baike.haosou.com/doc/577704-611597.html.
【电力电子技术课程】推荐阅读：
电力电子技术课程设计指导书07-11
电力电子小结09-10
电力电子重点总结06-13
电力电子技术2考试09-17
电力电子技术实验报告10-05
电力电子专业大学排名05-30
电力电子实验报告答案07-08
电力电子期末考试题库06-03
电力电子实验指导书10-06
电力电子实训题目11-23
