课程概述 (本科阶段)
“电力电子技术”是浙江大学电气工程学院为本科生开设的一门专业必修课，通常在大三上学期或大三下学期开设。
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课程基本信息
- 课程代码：通常为
ECE32101或类似编号（具体以当年课表为准）。 - 授课对象：电气工程及其自动化专业本科生。
- 先修课程：
- 《电路原理》
- 《模拟电子技术基础》
- 《数字电子技术基础》
- 后续课程：
- 《运动控制系统》
- 《电力拖动与运动控制系统》
- 《电力系统分析》
- 《新能源发电与控制技术》
- 《电动汽车技术》
- ... 以及各类电力电子相关的选修课和研究生课程。
课程主要内容与特点
浙大的这门课程内容非常经典且深入,理论与实践紧密结合，主要涵盖以下几个方面：
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电力电子器件：
- 重点学习二极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET等全控型和半控型器件的工作原理、特性、驱动和保护。
- 强调器件的开关特性和损耗分析,这是现代高频电力电子技术的核心。
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AC-DC变换（整流技术）：
- 学习不控整流、相控整流和PWM整流（有源功率因数校正）。
- 重点分析三相桥式整流电路的工作原理、波形分析和计算。
- 对比传统相控整流和现代PWM整流的优缺点,后者是当前的研究热点。
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DC-DC变换（直流斩波技术）：
（图片来源网络，侵删）- 学习Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）等基本拓扑结构。
- 深入分析其工作模式（连续导通模式CCM和断续导通模式DCM）、稳态特性。
- 扩展学习隔离型DC-DC变换器，如正激、反激、全桥等，及其在开关电源中的应用。
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DC-AC变换（逆变技术）：
- 学习方波逆变和SPWM（正弦脉宽调制）逆变技术。
- 重点讲解SPWM的生成原理、谐波分析以及三相逆变器空间矢量脉宽调制技术。
- 这是电机驱动和并网变流器的核心技术。
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AC-AC变换（交流变换技术）：
主要学习交流调压和 cycloconverter（交交变频）的基本原理。
课程特点
- 理论与实践并重：不仅有大量的公式推导和波形分析，课程实验和课程设计是重中之重，学生需要亲手搭建电路（如Buck电路）、编写DSP或FPGA控制程序、进行调试和测试。
- 紧跟前沿不仅涵盖经典理论，还会融入现代电力电子技术的前沿，如宽禁带半导体器件（SiC, GaN）、高频化、集成化、模块化等趋势。
- 强调应用背景：课程会结合电机驱动、新能源发电（光伏、风电）、不间断电源、电动汽车等实际应用场景进行讲解，让学生明白技术的价值所在。
科研实力与研究生培养 (研究生阶段)
如果说本科课程是打基础,那么浙大在电力电子领域的科研实力则真正体现了其“国内顶尖，国际一流”的水平。
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核心科研平台
- 电力电子应用及变频技术研究所：这是浙大电力电子领域的核心研究机构，由国内电力电子领域的泰斗钱照明教授和何湘宁教授等前辈一手建立，传承至今。
- 国家级/省部级重点实验室：
- 电力电子技术国家专业实验室（依托浙大建设）
- 浙江省电力电子与电机系统重点实验室
- 这些实验室拥有世界一流的实验设备,如高带宽示波器、功率分析仪、EMC测试平台、多物理场仿真软件等。
主要研究方向
浙大的电力电子研究方向非常全面,覆盖了从基础理论到工程应用的各个层面，尤其以系统级应用和新能源变换见长。
- 高频高效功率变换技术：
研究重点是基于SiC/GaN等宽禁带器件的高频、高效率电源技术，用于数据中心电源、通信电源等。
- 新能源发电与并网技术：
这是浙大的王牌方向之一,专注于光伏逆变器、风电变流器、储能变流器的研究，尤其是在电网支撑、故障穿越、电能质量优化等方面有深厚积累。
- 电机驱动与控制：
研发高性能的电机驱动系统,广泛应用于电动汽车、工业伺服、航空航天等领域，在多相电机驱动、容错控制等方面有特色。
- 电力电子系统集成与封装技术：
研究如何将多个功率器件、驱动、控制等集成到一个模块中，提高功率密度、可靠性和散热性能。
- 电能质量与电力电子化电力系统：
研究电力电子设备在电网中带来的谐波、稳定性问题，并利用电力电子技术（如柔性交流输电系统FACTS、统一潮流控制器UPFC）来解决这些问题。
- 磁集成技术：
通过创新磁路设计,减小磁性元件的体积和重量，是提升功率密度的关键。
杰出师资代表
- 钱照明 教授：中国工程院院士，中国电力电子领域的奠基人和领军人物之一，在EMC、电力电子系统集成等方面有开创性贡献。
- 何湘宁 教授：长江学者特聘教授，在新能源发电、高频功率变换等领域成就卓著，国际影响力巨大。
- 盛况 教授：国家杰出青年基金获得者，专注于宽禁带半导体器件及其应用、高频磁技术，是青年学者的杰出代表。
- 张军明 教授：在电力电子系统建模、控制、可靠性等方面有深入研究。
- 还有许多优秀的青年学者,如董鹤良教授、伊海生研究员等，他们各自在特定方向上引领着学术前沿。
如何学习好浙大的电力电子技术
- 打好基础：确保《电路》、《模电》、《数电》的基础非常扎实，尤其是对电路的瞬态分析、频域分析、反馈控制理论的理解。
- 动手实践：珍惜每一次实验和课程设计的机会，不要满足于按部就班地完成，多思考“为什么这么做？”“如果改一个参数会怎样？”，尝试自己设计电路和编写控制程序。
- 善用工具：熟练掌握MATLAB/Simulink进行系统级仿真，学习PSPICE或Simplis进行电力电子电路仿真，学习使用C语言或Python进行数字控制算法开发。
- 关注前沿：多阅读顶级会议（如IEEE PESC, APEC, ECCE）和期刊（如IEEE TPEL, IEEE IAS Transactions）的论文，了解最新的技术动态和研究成果。
- 理解系统：不要孤立地学习某个拓扑或控制算法，要把它放到一个具体的应用系统中（如光伏逆变器、电机驱动器）去理解它的作用和挑战。
浙江大学在电力电子技术方面,无论是本科教学还是研究生科研，都提供了国内顶级的资源和平台，其课程体系严谨、内容前沿，科研实力雄厚、方向全面，拥有一批学术大师和优秀青年学者，对于有志于从事电力电子领域学习和研究的学生来说，浙江大学无疑是国内最理想的选择之一。
