導(dǎo)語：電力電子技術(shù)創(chuàng)新型課程設(shè)計分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1傳統(tǒng)課程設(shè)計的不足

傳統(tǒng)“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計題目很多，但內(nèi)容上主要集中于電力半導(dǎo)體器件、整流、直流斬波、逆變和變頻變壓等幾個章節(jié)。以“單向半控橋式晶閘管整流電路的設(shè)計(純電阻負(fù)載)”課程設(shè)計題目為例，學(xué)生的課程設(shè)計內(nèi)容僅完成整流電路理論概述、電路結(jié)構(gòu)和特性介紹以及一次驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)。“電力電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)是弱電控制強(qiáng)電的實(shí)驗(yàn)，平時開設(shè)的實(shí)驗(yàn)基本上都是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，主電路結(jié)構(gòu)都是以掛件形式開放著的，控制電路部分也是安置在面板上，學(xué)生很簡單地就能完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的要求。而對于一些綜合型創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，弱電部分一般都是學(xué)生自行設(shè)計的，這就要求處理好強(qiáng)電和弱電的接口部分，而操作不當(dāng)很容易使電路損壞。課程設(shè)計要求理論分析與實(shí)驗(yàn)論證相結(jié)合，但對于電子信息專業(yè)學(xué)生，首次接觸這門強(qiáng)電類型的實(shí)驗(yàn)，很難把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與書本理論知識聯(lián)系起來。如做整流電路實(shí)驗(yàn)，學(xué)生一般不思考示波器上顯示的可控半波波形、直流電壓表讀數(shù)與控制相位之間的關(guān)系，從實(shí)驗(yàn)中獲益不多。

2課程設(shè)計內(nèi)容的制定和教學(xué)安排

電力電子技術(shù)應(yīng)用主要包括電氣傳動、電力系統(tǒng)和開關(guān)電源三個領(lǐng)域。小容量開關(guān)電源設(shè)計與制作作為課程設(shè)計內(nèi)容比較適合于電子信息工程專業(yè)學(xué)生。簡單的開關(guān)電源包括啟動電路、控制電路、驅(qū)動電路、輸出濾波、保護(hù)電路和變壓器等諸多部分。而且開關(guān)電源的設(shè)計種類也很多，設(shè)計成本不高。因此，我們將開關(guān)電源的設(shè)計作為綜合性的“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計項(xiàng)目。我們對學(xué)生進(jìn)行分組，分解項(xiàng)目任務(wù)，分配給他們不同任務(wù)要求。如有的學(xué)生負(fù)責(zé)電壓反饋型并聯(lián)Buck電路的設(shè)計，有的學(xué)生著重于主電路的設(shè)計和參數(shù)計算，有的學(xué)生要求側(cè)重于均流控制電路的設(shè)計，有的學(xué)生側(cè)重于驅(qū)動電路的設(shè)計等，這樣的分配有助于學(xué)生在較短的時間內(nèi)完成課程設(shè)計任務(wù)。為完成課程設(shè)計任務(wù)，教師在課程教學(xué)安排上，可適當(dāng)選擇一些案例進(jìn)行講解，籍此為學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計提供范例。案例可取自科研文獻(xiàn)或當(dāng)前大學(xué)生電子設(shè)計競賽中開關(guān)電源的設(shè)計項(xiàng)目。例如，考慮節(jié)能項(xiàng)目中使用的綜合整流、逆變和直流斬波電路等，設(shè)計LED或LCD等的控制和驅(qū)動電路以及電動汽車逆變電路等。

3電路仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)合

考慮到安全性和使用成本，“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計中的實(shí)驗(yàn)調(diào)試不可能自始至終都在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。解決的辦法是利用電路仿真軟件對所設(shè)計的電路進(jìn)行仿真［4-5］。通過電路仿真能對所設(shè)計的電路進(jìn)行驗(yàn)證，降低實(shí)驗(yàn)成本。在課程設(shè)計實(shí)驗(yàn)調(diào)試階段，每個小組在基于某一仿真軟件構(gòu)建的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行電路仿真。學(xué)生仿真時分層次進(jìn)行。如設(shè)計電壓模式單端反激Buck電路，該組學(xué)生利用仿真軟件對圖1所示的開環(huán)電路進(jìn)行仿真分析，得出輸出電壓與占空比的關(guān)系，計算出電感電流連續(xù)條件下主電路元件參數(shù)。然后學(xué)生加入如圖2所示的電壓閉環(huán)控制，對圖1單端反激直流變換器負(fù)載或輸入電壓突然變化時進(jìn)行仿真分析，通過調(diào)試控制參數(shù)獲得穩(wěn)定的輸出電壓。學(xué)生查閱科研文獻(xiàn)后作進(jìn)一步的仿真調(diào)試，如將輸入直流電源用整流電路代替、加入保護(hù)電路和用集成塊來實(shí)現(xiàn)電路仿真等。通過仿真與理論計算結(jié)果對照，可驗(yàn)證電路或分析電路特性，或提出改進(jìn)創(chuàng)新意見。在仿真結(jié)果和理論分析符合之后，才允許學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖2電壓模式控制電路我院“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計的實(shí)驗(yàn)具體安排在實(shí)驗(yàn)平臺上操作，該實(shí)驗(yàn)平臺還可供學(xué)生做普通實(shí)驗(yàn)和部分畢業(yè)設(shè)計實(shí)驗(yàn)。開關(guān)電源主電路、整流電路和控制電路是分開安置在平臺面板上的，學(xué)生可根據(jù)不同類型開關(guān)電源連接相應(yīng)主電路。我們要求小組所有學(xué)生能進(jìn)行開環(huán)直流直流變換器的實(shí)驗(yàn)調(diào)試，然后自行設(shè)計閉環(huán)控制電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，以滿足不同的輸出要求。學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計時，我們要求能力較強(qiáng)的學(xué)生配置器件、制作電路板和搭建電路，然后進(jìn)行焊接和調(diào)試。這部分的工作也可為今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計作進(jìn)一步的準(zhǔn)備。

本文作者:趙益波工作單位:南京信息工程大學(xué)