学习学院 · 02

电力电子

建立开关器件模型并设计稳态变换器,再走向动态特性、控制、磁性元件,以及实际产品中的工程约束。

工程知识地图

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本学科的主题、它们依赖的其他学科先修知识,以及后续通向的方向。选择一个主题即可查看对应课程。

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  1. 功率半导体器件

    作为开关的二极管、MOSFET、IGBT、SiC 与 GaN 器件;数据手册、寄生参数与导通损耗。

    先修知识: 基础电子器件

    规划中

  2. 变换器拓扑

    稳态下的开关变换器:伏秒平衡与电荷平衡、变比、纹波、CCM 与 DCM。

    先修知识: 功率半导体器件 · 周期波形与交流

    规划中

  3. Buck 变换器

    从开关状态出发分析降压变换器,直至占空比、电感纹波与元件选择。

    先修知识: 变换器拓扑

    规划中

  4. 磁性元件

    电感与变压器设计:饱和、磁芯损耗、铜损与漏感。

    先修知识: 磁学与工程测量 · 周期波形与交流

    规划中

  5. 隔离型变换器

    基于变压器的变换器,例如反激、正激、双有源桥与 LLC 谐振变换器。

    先修知识: 变换器拓扑 · 磁性元件

    规划中

  6. 建模

    平均模型与小信号模型、围绕工作点的线性化,以及变换器传递函数。

    先修知识: 变换器拓扑 · 信号、系统与反馈

    规划中

  7. 控制

    反馈环路设计、补偿、相位与增益裕度、电压型与电流型控制以及数字控制。

    先修知识: 建模

    规划中

  8. 仿真

    使用开源工具进行开关模型与平均模型仿真,并用手算结果核对仿真。

    先修知识: 变换器拓扑 · 计算与数值方法

    规划中

  9. 工程实践设计

    栅极驱动、PCB 布局、EMI、热设计、保护与安全:真实硬件中的工程约束。

    先修知识: 功率半导体器件 · 变换器拓扑

    规划中

  10. 系统与应用

    变换器如何成为产品:充电器、服务器电源、电动汽车驱动、光伏逆变器,以及需求与权衡。

    先修知识: 控制 · 工程实践设计

    规划中

现有课程

中文学习内容。

AIPE 学院已发布的中文课程。大纲说明计划覆盖的内容,草稿已足够完整、可谨慎学习,可用的课程可以直接上手。

内容规划中 本学科尚未发布中文课程。它的主题在知识地图中标为规划中。
资源与实践案例

把所学用起来。

实验、教学文件,以及相关的工具、数据与参考资料。教学文件为草稿,均不是经过验证的硬件设计。

规划中的实验

目前还没有中文开放实验,首批中文实验正在规划中。 以下实验尚在规划,暂未提供链接。

  • DAB 设计实验规划中
  • 器件选型实验规划中
  • 磁性元件设计实验规划中
  • 控制设计实验规划中
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