现代开关电源技术

课程编码：180093085401P3005Y 英文名称：Modern Switching Mode Power Supplies 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业课 主讲教师：赵斌

本课程从现代开关电源的基本概念、功率半导体器件和磁性元器件等关键核心器件、功率变换拓扑、控制环路设计等方面，系统性地学习现代开关电源的基本知识和基础理论；通过软件仿真和实验环节，具备一定的实际设计和调试能力；通过工程应用和前沿研究的学习，了解其最新的发展现状和将来的发展趋势。

模拟电子技术、数字电子技术

第一章 现代开关电源技术引论 3.0学时 赵斌
第1节 开关电源的范畴
第2节 开关电源的发展历程
第3节 线性电源与开关电源
第4节 开关电源的技术指标
第5节 开关电源的发展趋势
第6节 实验室介绍
第7节 课程要求
第二章 高频功率半导体器件 3.0学时 赵斌
第1节 功率半导体器件分类
第2节 功率二极管
第3节 双极型功率晶体管
第4节 功率场效应晶体管
第5节 绝缘栅双极型晶体管
第三章 磁性元件的理论和分析 6.0学时 赵斌
第1节 磁的基础理论与磁元件
第2节 磁元件的磁路分析
第3节 典型磁元件的磁势分析
第4节 磁性材料的特性和基本物理量
第5节 常用磁芯材料的性能和选取
第6节 线圈中的集肤效应和临近效应
第7节 高频变压器与电感的设计
第四章 非隔离型直流变换器 6.0学时 赵斌
第1节 Buck变换器
第2节 Boost变换器
第3节 Buck-Boost变换器
第4节 Cuk变换器
第5节 Zeta变换器
第6节 SEPIC变换器
第7节 六种非隔离型直流变换器的比较
第五章 隔离型直流变换器 6.0学时 赵斌
第1节 正激变换器
第2节 反激变换器
第3节 推挽变换器
第4节 半桥变换器
第5节 全桥变换器
第6节 Buck类变换器的输出整流电路
第7节 隔离型 Buck 类变换器的比较
第六章 准谐振软开关直流变换器 6.0学时 赵斌
第1节 软开关变换器的分类
第2节 准谐振变换器
第3节 超高频谐振变换器
第4节 有源钳位准谐振变换器
第七章 谐振式软开关直流变换器 6.0学时 赵斌
第1节 串联谐振变换器
第2节 并联谐振变换器
第3节 全桥LLC谐振变换器
第4节 全桥LCC谐振变换器
第5节 全桥LCLC谐振变换器
第6节 各种谐振变换器的对比
第八章 开关电源的驱动和控制 6.0学时 赵斌
第1节 驱动电路
第2节 控制电路
第3节 控制系统建模
第4节 PID参数设计
第九章 现代开关电源的工程应用 3.0学时 赵斌
第1节 现代开关电源在物理电子产品上的应用
第2节 现代开关电源在信息技术领域上的应用
第3节 现代开关电源在新能源发电上的应用
第4节 现代开关电源在交通运输领域上的应用
第5节 现代开关电源在电子电器领域上的应用
第十章 现代开关电源的前沿技术 3.0学时 赵斌
第1节 现代开关电源在无线充电领域的发展
第2节 现代开关电源在磁集成技术的发展
第3节 现代开关电源在同步整流技术的发展
第4节 现代开关电源在功率信息同步传输的发展
第5节 现代开关电源在超高频技术的发展
第6节 现代开关电源在模块化技术的发展
第十一章 考试 2.0学时 赵斌
第1节 考试

赵斌，男，1988年12月生。2015年9月至2016年12月于爱尔兰国立大学做联合培养博士；2017年6月获中国科学院大学博士学位。2017年至2018年于丹麦科技大学做博士后；2018年至2019年于南洋理工大学做博士后。2019年1月入选“中科院百人计划”，任中国科学院空天信息创新研究院研究员（正高级），硕士研究生导师。 高压电源广泛应用在空间卫星通信、雷达发射机、电子对抗、半导体工艺设备、医疗器械以及静电除尘等应用领域中，研制高可靠、低成本、高效率、高电压、小型化轻量化以及大功率的高压电源是国家的重大需求。研究方向主要围绕高压电源展开，包含功率变换拓扑研究、功率变换优化设计研究、高频高压磁性器件研究以及模块化高压电源技术研究。特别在高频高效率功率变换拓扑及其优化设计，高频、高压磁性器件优化设计，以及空间用高压电源技术以及空间行波管放大器集成方面，开展了系统性研究，并取得了原创性的研究成果。相关研究成果受到了人民日报、北京电视台的报道。 发表学术论文30余篇（其中，一作TOP区SCI论文4篇），授权中国专利1项，欧洲专利2项。相关研究成果在国家重大型号任务中得到了应用，主持了国家科技重大专项、ZF预研项目、ZF型谱项目、中科院百人计划项目、国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目以及多项企业委托项目（包含嫦娥7号项目、太赫兹空间行波管放大器项目等），累计科研经费超过6500万元，其中，本人可支配经费超过5000万元。