首先，在我的理解中，電力電子的基礎是對信號的處理，如果說(shuō)電子設計偏向的是對一種弱電信號的處理，那么電力電子是一種對強電信號變換處理的學(xué)科。在電子設計中，我們通過(guò)模擬或者數字電路調制放大信號，得到我們所需的信號，或者利于高速傳播的信號，所以電子設計是一種對信息的處理，一些技術(shù)要求是信噪比，失真度，頻率響應之類(lèi)的。其實(shí)，電力電子和電子設計也是異曲同工之妙，世界上萬(wàn)千負載，所需千化萬(wàn)變，我們需要調制和處理強電信號，將源頭的電力信號轉換為可以讓負載work well的電力信號。電力電子就是通過(guò)半導體開(kāi)關(guān)的非線(xiàn)性動(dòng)作來(lái)完成調制和處理功率信號。
所以我強調的一門(mén)基礎課程是線(xiàn)性系統與信號分析，這是我深深的體會(huì )，想要玩轉電子設計，不僅在弱電設計，信號處理的一些基本理論、思想和方法廣泛的應用在電路暫態(tài)分析、控制環(huán)路分析、EMI濾波器設計等等在電力電子中十分重要的環(huán)節。我在上原來(lái)在CPES徐明老師的課時(shí)，他強調如果你只會(huì )和傳統教科書(shū)一樣，看電力電子的時(shí)域波形和模態(tài)，然后T1，T2，T3.。。。。的分析，那么你的眼界太小了，往往很難看到實(shí)質(zhì)。
舉幾個(gè)應用的例子，當我在上本科的時(shí)候，看到阮新波老師的移相全橋的文章，當我看到他在每個(gè)模態(tài)后邊輕松的給出關(guān)鍵變量的時(shí)域暫態(tài)表達式時(shí)，滿(mǎn)心佩服。后來(lái)我發(fā)現在s域把這些電路模態(tài)之間的切換可以輕松表達出來(lái)（原諒我的遲鈍，本科的信號處理這門(mén)關(guān)鍵課程被一個(gè)毫無(wú)經(jīng)驗，剛上崗的教師毀了），將時(shí)域的微分方程輕松的轉換為線(xiàn)性方程組，求解電路全響應在轉換到時(shí)域即可。這個(gè)方法對于暫態(tài)的分析使用十分普遍和廣泛，也是信號處理里最基本的內容。
另外一個(gè)例子，門(mén)級驅動(dòng)電阻的設計，在教科書(shū)里是不是隨便說(shuō)5-100歐左右。其實(shí)如果你想仔細的設計門(mén)級驅動(dòng)電阻，那么信號分析的手段又要使用了。
上圖是開(kāi)關(guān)管開(kāi)通瞬間的示意圖，沒(méi)錯，就這么簡(jiǎn)單的模型，驅動(dòng)電阻、驅動(dòng)回路電感、柵源極電容構成一個(gè)LCR諧振回路。這就是一個(gè)典型2階系統，如果想要使得電容上電壓沒(méi)有超調和震蕩，也就是Vgs沒(méi)有電壓尖峰。那么這個(gè)LCR諧振系統的特征方程就應該有兩個(gè)實(shí)數根。自然就可以得出驅動(dòng)電阻阻值的限制。最后求解出來(lái)是一個(gè)Rg的下限，你不能比這個(gè)低。關(guān)于上限的求解我就不講了，有興趣的可以看下橋臂cross-talk現象產(chǎn)生的橋臂直通，同樣的分析手段。
信號分析方法的還廣泛應用于電力電子系統建模、小信號分析、控制穩定性分析等等領(lǐng)域中，包括現在研究前沿離散時(shí)間精確建模、虛擬阻抗控制、分布式逆變器并聯(lián)穩定性、系統級聯(lián)穩定性分析等等。
如何進(jìn)階提高
夯實(shí)基礎后（所謂基礎就是我說(shuō)的信號分析和已有答案中的控制原理之類(lèi)），建議精心閱讀一本具有全面性介紹電力電子學(xué)科的書(shū)籍，提升你對電力電子的理解和眼界。這本書(shū)當然就是《Fundamental of Power electronics》。 可以參考@future energy的一個(gè)回答，他對這邊書(shū)已經(jīng)詳細介紹了。
通過(guò)在實(shí)驗室一段時(shí)間的鍛煉，然后就要明確自己的研究方向了。明確方向后，一定要拜讀下你這個(gè)方向的經(jīng)典書(shū)籍，比如磁設計方面的書(shū)籍，《Transformer and inductor design handbook》。 逆變器和整流器控制方面的脈寬調制方法，《Pulse Width Modulation for Power Converters Principles and Practice》。這些書(shū)籍都是由該研究領(lǐng)域的頂尖大牛所寫(xiě)，認真閱讀理解后，可以對現有技術(shù)有一個(gè)全面而系統的認識。
在泛和專(zhuān)的閱讀書(shū)籍期間，你可能已經(jīng)躍躍欲試了，說(shuō)不一定腦海里已經(jīng)有了自己的idea。不過(guò)別急，很重要的一點(diǎn)，電力電子是一門(mén)工程實(shí)踐性學(xué)科，如果你不動(dòng)手，上面做了那么多的努力全白費了。這個(gè)階段你應該注重工程經(jīng)驗的積累，因為真正的問(wèn)題來(lái)源于工程，真正的應用也在工業(yè)界。如果你一味的做paper design，做一些控制，也許可以發(fā)文章，但是我想說(shuō)的是： You are not a power electronics guy， you are a control guy. 你也許這輩子也無(wú)法理解電力電子的精髓了。Build your own converter！參加一些項目，雖然可能會(huì )非常辛苦，作為一個(gè)電力電子的學(xué)生，你要自己打孔、擰螺絲，這些都是常事。在工程實(shí)踐的過(guò)程中，你會(huì )做一些物理設計，你會(huì )解決散熱，解決EMI不符合要求，解決控制干擾不穩定的問(wèn)題等等，而且有一個(gè)你的好伙伴“炸機”會(huì )時(shí)常來(lái)慰問(wèn)下你，搞得你心煩意亂，心灰意冷。這時(shí)候一定要找到問(wèn)題（往往是最關(guān)鍵的一步），找到問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，就是你成功的基礎，然后利用分析手段解決問(wèn)題，再去實(shí)際實(shí)施。這個(gè)過(guò)程就是非常有價(jià)值的，具有工程應用意義的技術(shù)和方法都是在解決實(shí)際實(shí)施中遇到的問(wèn)題得來(lái)的。如果你發(fā)現了一個(gè)十分有意義的問(wèn)題，那么，Dig it deep！ 要沉下心來(lái)非常細致的研究和解決問(wèn)題（我做不到呀?。?，那么你的工作會(huì )非常有價(jià)值。
如果你想緊跟最新的研究成果，那么你還得閱讀大量的paper，這也是解決問(wèn)題的手段之一，看看那些和你遇到同樣問(wèn)題的伙伴怎么做的，往往很有啟發(fā)。
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