半导体变流教案.docx

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半导体变流教案

教案

课程半导体变流技术

使用教材半导体变流技术

主要参考书目电力电子技术（郑中杰）

电力电子技术（张庆范）

班级

任课教师

所在单位

2009-2010学年第2学期

课程表

星期

节次

一

二

三

四

五

六

日

1、2

√（2108）

√（2108）

3、4

√（2108）

（双周）

5、6

7、8

9、10

注：

上课时间在相应时间划“√”。

学习项目

典型工作任务

学时

课程内容及学时分配

项目1

调

光

灯

电

路

任务1晶闸管的结构与工作原理

2

任务2晶闸管的特性与主要参数

2

任务3晶闸管的命名与测量判断

2

任务4单相半波可控整流电路

2

任务5单相全波可控整流电路

2

任务6单结晶体管触发电路

2

实训1单结晶体管触发电路及单相可控整流电路的研究

2

实训2调光电路安装、调试及故障分析处理

2

项目2

直

流

电

机

拖

动

系

统

任务1可关断晶闸管（GTO）

2

任务2单相桥式全控整流电路

2

任务3单相桥式全控整流电路

2

任务4单相桥式半控整流电路

2

任务6有源逆变电路

2

任务7有源逆变电路

2

实训3可关断晶闸管测试及单相桥式半控整流电路的研究

2

实训4单相桥式全控整流及逆变电路

2

项目3

中

频

感

应

加

热

电

源

任务1三相半波整流电路分析

2

任务1三相桥式全控整流电路

2

任务1三相桥式半控整流电路

2

任务2双向晶闸管及其应用电路

2

任务3单相交流调压

2

任务4单相调功电路

2

实训5调功器安装、调试

2

任务6触发电路与同步问题

2

任务6触发电路与同步问题

2

任务7整流电路的保护

2

任务8中频感应加热装置的调试及常见故障处理

2

实训6锯齿波同步移相触发电路

2

实训7三相桥式全控整流电路及有源逆变电路

2

项目4

开

关

电

源

任务1GTR与P－MOSFET开关器件

2

任务2DC/DC变换电路

2

任务2DC/DC变换电路

2

任务3开关状态控制电路

2

任务3开关状态控制电路

2

实训8直流斩波电路研究

2

项目5

变

频

电

路

任务1变频器的基本原理

2

任务2绝缘门极晶体管（IGBT）

2

任务3无源逆变及基本电路

2

任务4脉宽调制型逆变电路

2

任务4脉宽调制型逆变电路

2

任务5变频器的应用

2

任务5变频器的应用

2

课程目标

主要知识

课程的重点：

晶闸管导通与关断条件；晶闸管在调光灯方面的应用；晶闸管在直流电机拖动系统中的应用；晶闸管在中频感应电源中的应用；晶闸管在开关电源中的应用；晶闸管在变频方面的应用。

课程的难点：

应用分析；电路设计与计算。

主要技能

（1）培养学生电力电子器件和电力电子技术的应用能力；

（2）培养学生电力电子系统分析和调试的能力；

（3）培养学生在电力电子技术领域的开发和创新能力

（4）沟通能力、学习能力；

（5）信息技术能力；

（6）自我发展能力；

（7）与他人合作能力。

主要教学方法及

手段

本课程采用的工学交替、项目导向、任务驱动、案例教学、学练一体、情境教学法、启发式、引导发现法等，及常规的自学辅导法、讨论法、演示法、参观法、调查法、实验法等,根据教学内容需要各类教学方法在不同内容的使用情况。

学练一体：

对于学习情境，采用老师边示范边讲解，学生边学习边练习的方式。

让学生在老师的引导下，能够逐渐理解情境的背景，循序渐进的掌握其中的各项技能。

项目驱动：

对于有一定基础的项目，采用此方法，完全由学生自主思考、独立设计构思，必要时老师才做出相应的指导。

通过这种亲历亲为的体验，使学生更为深刻的理解项目的各种背景知识，并更加有效的积累其中的经验。

工学交替：

为学习优秀的学生安排短期的公司实习，将学过的知识与社会实践更紧密的结合起来，并为顶岗实习打下良好基础。

课程实施条件

校内电力电子实训室、图书馆、多媒体教室、校外实训基地等。

课程考核标准及

方法

学生成绩的评定，主要依据学生的平时表现、实训任务表现情况及期末考试来确定。

其中平时表现占10%，实训表现占20%，期末考核采用闭卷考试，考核题目的设计以考察学生的综合运用能力为原则，兼顾基本知识、基本理论的掌握，成绩根据考核题目完成情况给出，占总成绩的70％。

授课时间2010年3月9日第1周星期2第1.2节

单元名称

晶闸管的结构与工作原理

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握晶闸管的结构、符号、导通与关断条件、工作原理

晶闸管的判断晶闸管导通与关断的技巧

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

晶闸管导通条件与主要参数

难点：

晶闸管导通条件

能力训练任务

晶闸管的测试与选择

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

晶闸管的测试与选取

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【课程引入】

从电子技术的发展引入半导体变流技术（10min）

二．【绪论】

晶闸管用途、发展与学习方法（25min）

三．【讲授新课】

1.晶闸管的结构（10min）

2.晶闸管的符号（5min）

3.晶闸管的导通与关断条件（30min）

4.晶闸管导通原理（15min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

P151T.2T

补充内容

补充：

晶闸管的导通原理

教学

总结

本次课内容简单，由于采用了启发式教学方法，同学们较好地理解了晶闸管的基本知识，学生能够较熟练地完成晶闸管导通与关断的判断方法。

第2页

授课时间2010年3月12日第1周星期5第1.2节

单元名称

晶闸管的特性与主要参数

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握晶闸管伏安特性、主要参数、晶闸管的选择

晶闸管的主要参数与选择

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

晶闸管主要参数与选择

难点：

晶闸管的选择

能力训练任务

晶闸管的选择能力

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

P155T.6T.7T

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的结构与工作原理（5min）

二．【引入新课】

晶闸管的选择（5min）

三．【讲授新课】

1.晶闸管的伏安特性（40min）

（1）定义

（2）正向伏安特性

（3）反向伏安特性（4）结论

2.晶闸管的主要参数（25min）

（1）额定电流

（2）额定电压（3）正向导通压降

（4）维持电流（5）掣住电流（6）门极触发电流与触发电压

（7）电流上升率与电压上升率的限制

（8）导通时间与关断时间

3.晶闸管的选取原则（20min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

P155T.6T.7T

补充内容

补充：

晶闸管选取原则

教学

总结

通过课下辅导与作业批改卡已看出同学们对晶闸管的主要参数与晶闸管的选择掌握较好，较好地完成了教学目标。

第2页

授课时间2010年3月16日第2周星期2第1.2节

单元名称

晶闸管的命名与测量判断

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握晶闸管测量与判断方法

学会晶闸管的测量与判断方法

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

晶闸管测量与判断方法

难点：

晶闸管测量方法

能力训练任务

晶闸管的测量与判断

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

P159T.10T.11T

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的主要参数与选择方法（5min）

二．【引入新课】

晶闸管的命名法与测量判断方法（5min）

三．【讲授新课】（75min）

1.晶闸管的命名方法

2.晶闸管的测量与判断方法

（1）外观判断方法

（2）机械式万用表测量与判断方法

（3）数字万用表的测量与判断方法

3.晶闸管的测量与判断训练

分为10个小组，分别完成晶闸管的测量与判断训练

四.【小结】测量判断方法总结（3min）

五.【作业布置】（2min）

P159T.10T.11T

补充内容

补充：

实训注意事项

教学

总结

内容简单同学们掌握非常好。

第2页

授课时间2010年3月18日第2周星期4第3.4节

单元名称

单相半波可控整流电路

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握单相半波可控电路的结构、工作原理分析、波形分析、数量关系

单相可控整流电路的测试与应用能力

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

单相半波可控电路的工作原理分析

难点：

单相半波可控电路的波形分析与应用

能力训练任务

单相半波可控电路的测试与应用能力

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

P402T.7T

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的导通条件与关断条件（5min）

二．【引入新课】

单相可控整流电路的分析（5min）

三．【讲授新课】

（一）电阻性负载的单相半波可控整流

1.电路结构（5min）

2.工作原理（35min）

（1）两个重要概念：

①触发控制角

②导通角：

晶闸管在一个电源周期内处于通态的电角度，用θ表示。

（2）工作原理分析

（3）波形分析

（4）数量关系

3.应用举例分析（10min）

（二）电感性负载的单相半波可控整流电路 

1.电路结构（5min）

2.工作原理（20min）

（1）工作原理分析

（2）波形分析

（3）数量关系

（4）加续流二极管情况分析

3.应用举例分析（10min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

P1823T.4T.5T

补充

内容

补充：

电感性负载的举例分析

教学

总结

教学过程中采用启发式教学，使学生较好地掌握了单相半波可控整流电路的工作原理分析与基本应用电路的分析方法，提高了学生分析解决问题的综合能力。

第2页

授课时间2010年3月19日第2周星期5第1.2节

单元名称

单相全波可控整流电路

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握单相全波可控电路的结构、工作原理分析、波形分析、数量关系

单相全波可控整流电路的测试与应用能力

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

单相全波可控电路的工作原理分析

难点：

单相全波可控电路的波形分析与应用

能力训练任务

单相全波可控电路的测试与应用能力

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

P405T.11T

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的单相半波可控整流电路的分析方法（10min）

二．【引入新课】

单相全波可控整流电路的分析（5min）

三．【讲授新课】

（一）电阻性负载的单相全波可控整流

1.电路结构（10min）

2.工作原理

（1）工作原理分析（25min）

（2）波形分析（10min）

（3）数量关系：

（15min）

（                 

3.应用举例分析（20min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

P1823T.4T.5T

补充

补充：

应用举例分析

教学

总结

教学过程中采用启发式教学，使学生较好地掌握了单相全波可控整流电路的工作原理分析与基本应用电路的分析方法，提高了学生分析解决问题的综合能力。

第2页

授课时间2010年3月23日第3周星期2第1.2节

单元名称

单相全波可控整流电路

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握单相全波可控电路的结构、工作原理分析、波形分析、数量关系

单相全波可控整流电路的测试与应用能力

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

单相全波可控电路的工作原理分析

难点：

单相全波可控电路的波形分析与应用

能力训练任务

单相全波可控电路的测试与应用能力

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

P407T

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的单相全波可控电阻性负载整流电路的分析方法（10min）

二．【引入新课】

单相全波可控电感性负载的整流电路分析（5min）

三．【讲授新课】

（二）电感性负载的单相全波可控整流

1.电路结构（10min）

2.工作原理

（1）工作原理分析（25min）

（2）波形分析（5min）

（3）数量关系（10min）

（4）加续流二极管的电路分析（20min）

①电路结构

②工作原理分析

③波形分析

④数量关系

3.应用举例分析（20min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

P1823T.4T.5T

补充

补充：

应用举例分析

教学

总结

教学过程中采用启发式教学，使学生较好地掌握了单相全波可控整流电路的工作原理分析与基本应用电路的分析方法，提高了学生分析解决问题的综合能力。

第2页

授课时间2010年3月26日第3周星期5第1.2节

单元名称

单结晶体管触发电路

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握单结晶体管触发电路的结构、工作原理分析、波形分析、数量关系

单结晶体管触发电路的波形分析、安装与调试技巧

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

单结晶体管触发电路工作原理分析、波形分析

难点：

单结晶体管触发电路安装与调试

能力训练任务

单结晶体管触发电路的安装与调试

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

P1383T.4T.5T

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的单相可控整流电路的分析方法（10min）

二．【引入新课】

单结晶体管触发电路工作原理分析、波形分析（5min）

三．【讲授新课】

（一）简单触发电路的分析

（二）单结晶体管触发电路

1.单结晶体管的结构与特性

（1）结构：

两个基极，一个发射极

（2）符号

（3）等效电路

（4）伏安特性-------负阻特性

（5）主要参数

2.单结晶体管触发电路结构（10min）

3.工作原理

（1）工作原理分析（25min）

（2）波形分析（5min）

（3）数量关系（10min）

4.应用举例分析（20min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

P1383T.4T.5T

补充

补充：

应用举例分析

教学

总结

教学过程中采用启发式教学，使学生较好地掌握了单结晶体管触发电路的工作原理分析与应用电路的分析方法，提高了学生分析解决问题的综合能力。

第2页

授课时间2010年3月30日第4周星期2第1.2节

单元名称

实训1单结晶体管触发电路及

单相可控整流电路的研究

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握单结晶体管触发电路及单相可控整流电路的研究

单结晶体管触发电路及单相可控整流电路的应用能力

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

电路组装与测试

难点：

电路测试

能力训练任务

单结晶体管触发电路及单相可控整流电路的研究

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

实训报告的编写

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的单相全波可控整流电路的分析方法（5min）

二．【引入新课】

单结晶体管触发电路及单相可控整流电路的研究（5min）

三．【讲授新课】

1.实验电路的分析（10min）

2.工作原理（10min）

3.实训内容（5min）

4.实训步骤与注意事项（10min）

5.动手实训（50min）

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

实训报告的编写

补充

补充：

应用举例分析

教学

总结

教学过程中采用学做一体的教学，使学生能熟练地完成单相全波可控整流电路于触发电路的安装与调试工作，培养提高了学生分析解决问题的综合能力及团队合作精神。

第2页

授课时间2010年4月1日第4周星期4第3.4节

单元名称

实训2调光电路安装、调试及

故障分析处理

学时

2

项目名称

调光灯电路

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握调光电路安装、调试及故障分析

调光电路安装、调试及故障分析能力

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

调光电路安装、调试及故障分析

难点：

调光电路的调试及故障分析

能力训练任务

调光电路安装、调试及故障分析训练

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

实训报告编写

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的单相全波可控电阻性负载整流电路的分析方法（10min）

二．【引入新课】

调光电路安装、调试及故障分析（5min）

三．【讲授新课】

1.调光灯电路结构分析（10min）

2.调光灯电路工作原理

（1）工作原理分析（15min）

（2）波形分析（5min）

3.元器件的分发与测试（5min）

4.调光灯电路安装与检查（35min）

5.通电与调试（10min）

6.故障检修技巧训练

四.【小结】（3min）

五.【作业布置】（2min）

实训报告编写

补充

补充：

应用举例分析

教学

总结

教学过程中采用启发式教学，使学生较好地掌握了单相可控整流电路与安装调试，通过实践提高了学生分析解决问题的综合能力。

第2页

授课时间2010年4月2日第4周星期5第1.2节

单元名称

可关断晶闸管（GTO）

学时

2

项目名称

直流电机拖动系统

教学地点

2108

学生角色

准员工

教学目标

知识目标

技能目标

态度目标

掌握可关断晶闸管（GTO）的结构、符号、工作原理、主要参数测量判断方法

可关断晶闸管（GTO）工作原理、主要参数测量判断方法

培养学生虚心好学、认真练习、仔细操作、团结协作、诚实守信、科学严谨训练等

教学重点

教学难点

重点：

可关断晶闸管的工作原理、主要参数、测量判断方法

难点：

可关断晶闸管测量判断方法

能力训练任务

可关断晶闸管（GTO）的测量判断

教学方法、手段

互动式教学、教学做一体

教学组织形式

班级授课

作业训练

预习

备注

第1页

教

学

过

程

设

计

一、【复习旧课】

复习晶闸管的基本知识（5min）

二．【引入新课】

引入可关断晶闸管（GTO）的学习（5min）

三．【讲授新课】

1.可关断晶闸管（GTO）的结构（5min）

2.可关断晶闸管（GTO）的符号（5min）

3.工作原理（30min）

4.主要参数—（15min）

5.测量判断方法（30min）

（1）判定GTO的电极

将万用表拨至R×1档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接G极，红表笔接K极时，电阻呈低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。

由此可迅速判定G、K极，剩下的就是A极。

（2）检查触发能力

首先将表Ⅰ的黑表笔接A极，红表笔接K极，电阻为无穷大；然后用黑表笔尖也同时接触G极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低阻值即表明GTO已经导通；最后脱开G极，只要GTO维持通态，就说明被测管具有触发能力。

（3）检查关断能力

现采用双表法检查GTO的关断能力，如图2（b）所示，表Ⅰ的档位及接法保持不变。

将表Ⅱ拨于R×10档，红表笔接G极，黑表笔接K极，施以负向触发信号，如果表Ⅰ的指针向左摆到无穷大位置，证明G