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電子技術論文范文1
目前，汽車信息電子技術化已經被公認為是汽車技術發展進程中的一次革命。信息電子技術的應用程度被看作是衡量現代汽車水平的重要標志；汽車制造商認為增加汽車信息電子設備的數量、促進汽車信息電子化是奪取未來汽車市場的重要的有效手段。據統計，從1989年至2008年，平均每輛車上信息電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例由16%增至40%以上。一些豪華轎車上，使用單片微型計算機的數量已經達到53個甚至更多，電子產品占到整車成本的50%以上，目前信息電子技術的應用幾乎已經深入到汽車所有的系統中來。
汽車信息電子產品可為兩大類：①汽車信息電子控制裝置，包括動力總成控制、底盤和車身電子控制、舒適和防盜系統；②車載汽車信息電子裝置，包括汽車信息系統(車載電腦)、導航系統、汽車視聽娛樂系統、車載通信系統、車載網絡等。具體汽車電子各分系統的構成如下示意圖。
由于汽車上的電子電器裝置數量的急劇增多，為了減少連接導線的數量和重量，網絡、總線技術在此期間有了很大的發展。通訊線路將各種汽車電子裝置連接成為一個網絡，通過數據總線發送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外，還可以為其它控制裝置提供數據服務。由于使用了計算機網絡化的設計思路，簡化了布線，減少了電氣節點的數量和導線的用量，使裝配工作更為簡化，同時也增加了信息傳送的可靠性。通過數據總線可以訪問任何一個電子控制裝置，讀取故障碼對其進行故障診斷，使整車維修工作變得更為簡單。而這一切都歸功于信息電子技術尤其是總線結構的發展。
當前汽車電子技術發展的方向向集中綜合控制發展：將發動機管理系統和自動變速器控制系統，集成為動力傳動系統的綜合控制(PCM)；將制動防抱死控制系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)和驅動防滑控制系統(ASR)綜合在一起進行制動控制；通過中央底盤控制器，將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統通過總線進行連接?？刂破魍ㄟ^復雜的控制運算，對各子系統進行協調，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統(UCC)。
由以上事實分析可知，信息電子技術在汽車領域已經大量使用，作為新時代的汽修技術人員，必須掌握新興的信息電子技術才能在未來的汽車維修領域發揮更大力量。
2對汽修技工進行新興信息電子技術培訓方案的可行性研究
汽修技術本身是一門綜合性很強的技術。不同車型故障不同；同一車型不同時期的故障不同；同一故障在不同的路面上的反映不同。要診斷和排除故障，必須具有較強的綜合分析判斷能力。汽車的設計，制造是經過很多專家共同研究試制改進到定型制造出廠的，是集體指揮的結晶；而維修時則是一個人找出問題、分析問題并解決問題的過程，是個體行為。加上維修單位，沒有比較先進的檢測設備，要在簡陋的環境下解決復雜的疑難問題，這就要求維修技術人員的維修技術相當過硬。針對汽車維修行業技術人員的文化知識水平普遍不高的現實情況，對他們進行行之有效的、有針對性的新興信息電子技術培訓，就成為提高汽車維修技術水平的必然選擇?，F在就以發動機管理系統為例，進行信息電子技術培訓方案可行性的討論。
首先要掌握電子計算機使用技術。隨著信息社會的發展，電子計算機為主的高科技術在汽車上應用越來越多。電控汽車是汽車的主導產品和發展方向。因此，汽修技工必須要掌握電子計算機使用技術，會用電子計算機查找維修資料、檢測故障代碼、尋找故障排除的手段、網上技術咨詢和網上修車等。而這一切均依賴于新興信息技術培訓。因此信息技術培訓可以采用多種技術方式尤其是結合修車查找資料等網上作業進行實際的操作演練。這樣迅速提高維修技術人員的技術水平，因此可以大大調動他們的積極性與實際維修效果。比如下載某發動機管理系統的相關程序?？梢?，對汽修技工進行信息技術培訓是必要的也是可行的。
其次要掌握好較為全面的電子技術，包括模擬電子技術，數字電子技術，單片機原理與接口技術，傳感器技術等，這些都依賴于電子技術培訓。
ECU是英文單詞組合縮寫，意為“電子控制單元”，簡要的說就是車載電腦?，F在很多轎車發動機大都用電子燃油噴射系統，其中有一個形似方盒子的控制元件就叫“ECU”，簡單地說，ECU由微機和電路組成。而微機就是在一塊集成芯片上集成了微處理器（CPU），存儲器和輸入／輸出接口的單元。所以ECU就是單片微型計算機（簡稱單片機）。
發動機管理系統就是以單片機為核心，把各種檢測器或者傳感器采集來的各種信號（比如進氣量，項位角等）進行相應的模擬/數字技術處理通過總線傳送到單片機（或ECU）里，然后在經過相應的程序控制與數據處理，從而產生相應的控制信號，指定執行機構進行相應的操作（加大節氣門開度）。
現在一些中高級轎車上，不但發動機上應用ECU，在其它許多設備上都可發現ECU的蹤影。例如剎車防抱死制動系統、4輪驅動模式轉換系統、電控自動變速器、主動懸架調節系統、安全氣囊系統、以及多向可調電控座椅等都配置有各自的ECU模塊對其進行控制。運用修車的現場實例加以指導與講解，經過事實檢驗，學習效果相當好。
再次要具有對故障的綜合診斷與排除的能力。汽車電控技術設計人員，在進行汽車電子控制系統設計的同時，增加了故障自診斷功能模塊。它能夠在汽車運行過程中不斷監測電子控制系統各組成部分的工作情況，如有異常，根據特定的算法判斷出具體的故障，并以代碼形式存儲下來，同時起動相應故障運行模塊功能，使有故障的汽車能夠被駕駛到修理廠進行維修，維修人員可以利用汽車故障自診斷功能調出故障碼，快速對故障進行定位和修復。因此，從安全性和維修便利的角度來看，汽車電控系統都應配備故障自診斷功能。
依據故障自診斷功能配合相應的解碼器，方便的查找出故障的原因所在而不在單單依賴原始經驗積累。因此，信息電子技術培訓可以大大提高綜合診斷與排除能力。經由邯鄲北方汽車維修總校教具模型開發部提供自主研發的BF8系列智能電控汽車模型40套（涵蓋歐、美、日各大主流車系），又有完好的汽車整車30余臺供學生實踐所用，學員的綜合診斷與排除能力大大提高。
3追蹤汽車行業新技術的應用
以汽車安全系統電子技術改進汽車安全性能的發展為例，看看汽車行業新技術的應用。據StrategyAnalytics公司的市場研究報告指出，汽車安全系統是汽車電子領域增長最強勁的需求之一，年平均增幅達到25%以上。杜邦汽車最新調查表明，大部分用戶認為最需要考慮的問題是汽車的安全性，它比汽車性能、車載娛樂和燃油效率都更重要，安全氣囊和ABS有望成為標準配置。Visteon的研究也表明：安全性是汽車消費者最關心的問題。Renesas對中檔轎車的研究揭示：國外1996年就將安全氣囊作為標準配置，從2002年起國際上已經將兩個乘客測知座椅、預緊式安全帶和傳感器系統與安全氣囊一起作為標準配置，到2006年預緊式安全帶和傳感器系統將增加到4個，傳感器系統更是大幅度增加以提高沖撞檢測能力并提高乘車的穩定性，從而有可能構成統一的安全氣囊網絡。
由此可見，以信息電子技術為核心的新技術已經甚至更快的步伐在改變著傳統的汽車行業，已經大大提升了汽車的各個方面的性能。
綜合以上分析，信息電子技術目前已經在汽車領域大面積推廣使用，未來會發展更快，針對汽車維修人員技術含量不高的現實，汽修專業應加強信息電子技術的培養，以追蹤高新技術在汽車領域的應用。為了為顧客提供更好的服務質量，為了更好的提高汽車維修企業的整體實力，為了實現更好的個人理想，努力實現顧客、企業、人員的三贏局面都依賴于加強信息電子技術的培養，因此汽修專業應加強信息電子技術的培養！
參考資料：
[1]天津大學.姚春德.何邦全.《車用發動機氣門間隙的確定與調整》.《巖土工程》.2004.6.
[2]楊信.主編.陳鳴雷.主審《汽車構造》.人民交通出版社出版.
電子技術論文范文2
光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料，光纖已經成為通信網的重要傳輸媒介，現在世界上大約有60%的通信業務經光纖傳輸，到20世紀末將達到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發出來。目前，各種新技術層出不窮，密集波分復用技術（DWDM，在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術（EDFA，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優點）已取得突破性進展并得到廣泛的應用?，F在DWDM系統和光傳輸設備中，光電技術的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用，給全球的通信業帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產業，對國民經濟的發展起著越來越大的作用。美國光電子產業振興協會估計，到2003年，光電子產業的總產值將達2000億美元。
Internet應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現在主干網可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設備）。但更主要的方法卻是靠發展波分復用技術，增加光纖內通光的路數（光波分復用的實驗記錄已經達到2.64Tbps）。波分復用技術的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰略公司的報告指出：“信號傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號放大用激光器1999年市場份額達到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號放大用激光器銷售額達2.9億美元，比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元，預期2003年將達到30億美元”。美國通信工業研究公司（CIR）的研究預測，北美市場光電子部件的市場規模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內全光通信還不會全面商業化，但是全光交換將在幾年內成為市場主流，報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據，但仍有創新性公司進入的可能。
2我國的光電子技術和產業
近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。
國內光電子有關產業基地在光電子器件、部件和子系統（如激光器、探測器、光收發模塊、EDFA、無源光器件）等已經占領了國內較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績。我國相應研究發展基地和本領域高技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白，打破國外產品在市場上的壟斷地位，同時爭取進入國際市場。
摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統必需的關鍵部件，國內企業產品占國內市場40%的份額。我國也是目前國際上少數幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產品化和商品化并批量占領國際市場。國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產器件，國產1.55μmDFB激光器戰勝了國外器件，占領了100%的國內市場。
但是，我們應當認識到在我國光電子技術發展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產業的關鍵部分，但在整個系統和設備成本中所占的比重較小，其產值較低，目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段，光電子產業所需的規模化、產業化生產技術目前還未有實質突破；國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統的要求，導致國外器件占據國內市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產、市場相互脫離的狀況。
我國在光電子技術方面是與國際水平差距相對較小的一個領域，與世界發達國家幾乎同時起步。但是我們應該清醒地認識到我國制造技術的落后和材料水平有限，而國際上光電子產業已經進入加速發展階段，留給我們的時間只有三到五年，如果我們不在目前產業化的技術發展階段進入，就會失去大好時機。機不可失，時不再來，到產業化后期時將要花數倍的力量才能彌補，也許會徹底失去時機，受制于人。
如果一個國家在一代元件上沒有足夠的投資以發展自主能力，就會給外國競爭者提供進入并占領下幾代技術市場的機會。因而在關鍵器件、部件等方面，要通過引進社會資金和風險投資，知識產權入股、開發人員持股等方式加快我國光電子成果的產業化步伐，鼓勵科研人員成果轉化。只要貫徹有“有所為，有所不為”的方針，狠抓創新和高技術成果轉化，打破行業界限，按市場機制聯合國內相關研究和開發單位，共同作好光電子產業化的工作，就一定能發展我國的光電子事業，有望在研究上取得突破，在產業上形成規模經濟，取得我國在該領域應有的市場份額。
電子技術論文范文3
首先將模擬電子技術課程的教學體現在三個方面：課堂理論教學、計算機仿真技術輔助教學和實踐教學。其次，模擬電子技術相關知識點的實踐應用則貫穿于大二（下）到四年級的畢業設計，如大二的電子技術基本技能訓練、模擬電子技術課程設計，大三的綜合電子系統設計，大四的畢業設計等。其三，除了這些必修科目以外，在一些選修類項目，如大學生科技創新、電子設計競賽、社團組織中也體現了模擬電子技術知識的運用。通過培養方案的調整，可以行之有效的保證學生在校學習期間不斷學習、實踐模擬電子的相關知識，將學以致用的理念貫穿于整個在校學習期間，使學生在反復學習實踐中不斷拓展知識的深度和廣度，具有分析問題、解決問題的工程實踐能力。
二、改革探索更加有效的教學模式
（一）教學手段不斷改革
為了改進教學質量，提高教學效果，為培養應用型人才提供有力支持，近年來，我們在教學手段的不斷改進方面做了有益的嘗試。第一，引入計算機仿真技術，將理論與實踐有機結合。在教學中引入仿真技術，有效的改進了教學效果，增強了學生分析問題、解決問題的能力。首先，站在教師的角度，仿真技術的使用，使教師在原有電子課件的基礎上，加入了對實際電路的分析過程，使得教學生動直觀，加深學生對概念和規律的理解和掌握。通過仿真軟件，不僅可以幫助學生理解一些抽象概念，并且可以使其深刻理解在電路中，各元件參數對電路的影響。其次，從學生的角度看，將計算機仿真技術與模擬電子技術教學內容有效結合，使學生通過仿真直觀的了解本課程研究中所能解決的實際問題，有利于激發學生的學習興趣與參與探索的求知欲。如在學習完相關理論后，引導學生利用仿真軟件自行設計波形信號發生器、多路輸出的直流穩壓電源、心電圖信號放大器、低頻功率放大器、光電報警器等。學生通過這樣一些模擬電路的實際應用，了解了課程的作用，明確了學習目標，產生了好奇心，激發了學習動力。在教學中引入計算機仿真技術，使學生在教師的引導下帶著問題進行自發學習，使整個學習過程始終處于探索研究、再探索研究到最終驗證的良性循環過程。第二，開放實驗室，提供探究和創新的良好環境。模擬電子技術是一門實踐性很強，并且面向工程的課程，基本的應用電路在掌握了基本理論后，都需要實驗來驗證。通過實驗驗證理論→發現問題→結合理論修正問題→再次進行實驗驗證，通過這樣一個螺旋式過程，學生學習知識的深度和廣度均不斷拓展。同時，也讓學生深刻體會到了實踐和理論的差異，在實踐中切實鍛煉了學生分析解決問題的能力。院系面向電子信息類學生開放電子技術實驗室，為學生提供了理論聯系實踐的場所，更為學生進行探究式學習提供了不可取代的自主學習平臺，是培養學生探究未知能力、實踐能力和創新能力的必要途徑。除集中實驗外，課后及其他學期學生根據自己的興趣及時間安排，自行登記到實驗室進行實驗和研究。電子技術實驗室安排值班教師為實驗學生答疑，幫助學生探究和創新。實驗室的開放，滿足了不同層次學生培養實踐能力的要求，體現了因人而異、因材施教的教育理念。第三，充分利用網絡資源，引導學生自主學習。模擬電子技術課程為校級精品課程，目前在建校級資源共享課程?，F有的精品課程網站，為學生的課外學習提供了一個高效的研究型學習平臺。精品課程網站提供了豐富的和教學相關的資訊。學生可以根據自己的興趣和愛好，進行探索式研究式自主學習。這樣的學習模式不受空間和時間的制約，延伸了學生獲取知識的途徑，不僅使得學生的學習變得更加便捷，而且學習起來更加自主、高效，更重要的是在學生能力培養方面起到了不可或缺的作用。
（二）教學方法不斷改進
教學是一個獲取知識、啟迪思想、激發潛能、培養能力的過程，它需要教師根據自己的教學能力設計一種教學策略，通過優化的教學手段和教學方法，在課堂上將教學內容精彩而生動地展示給學生，并且在課后進一步挖掘學生自主學習的潛力。在培養應用型人才思想指導下，我們不斷在教學方法上進行探索和改進，側重培養學生的工程應用能力。
1.采用啟發探索式教學激發學生學習興趣，提高教學質量。
采用啟發探索式教學提高學生的學習興趣，教師在教學中主要承擔主導作用。在對課程進行教學設計時，在保證基本概念的基礎上部分重點采用案例式教學，通過分析實際電路，引入知識點。通過課堂討論、仿真軟件演示、習題研究等環節，引導學生自主學習，讓學生由被動的接受知識轉化為主動的探索知識，充分發揮學生在教學中的主體作用。教師在完成一個知識點或一個章節的教學后，布置兩到三個綜合性的問題，讓學生自由分組形成課題組。利用課余時間自行通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、電路仿真設計、結果分析，并制作出一份多媒體課件及電子文檔說明原理、分析過程、重難點及注意事項，由課題組選派一名同學在課堂上進行講解，并且接受老師和同學的提問，進行討論。在這個過程中，學生不僅從中領會自學的思路，學會分析問題和解決問題，而且還培養了團隊協作能力和科技論文的寫作能力。還有一點也是很重要的，即講解之后還要接受老師和同學的提問，進行討論。在這個環節中，不僅可以查漏補缺，檢查出學生在學習過程中的薄弱環節，及時加以彌補，而且也可以有效的促進教學相長，教師可以根據討論中學生反映出的興趣點對教學過程進行進一步優化。最后，在教與學的位置互換中，學生親身體驗了“教”，這有助于加強師生之間的互相理解。
2.鼓勵支持學生自主學習，拓展知識廣度與深度。
課堂教學無論在時間和內容上都是有限的，除了課堂教學，課后可供學生自主支配的時間很多。引導學生利用好課余時間，是提高學習質量的一個有效工具。如在初期給出參考書目，讓學生閱讀，撰寫讀書報告；給出優秀的模擬電子技術學習網站或電子論壇，指導學生進行自主學習；訂好答疑時間，定期解答學習過程中遇到的問題；鼓勵學生參加專業社團及校省級大學生創新項目；在學生自愿報名的基礎上，優選學生參與省及國家的電子設計競賽和智能車大賽；鼓勵和幫助學生在校學習期間發表學術論文等。參與以上活動的優秀學生，根據培養方案中規定，均獎勵相應的學分，旨在鼓勵和培養學生的研究創新能力。通過近幾年的實踐，反映出學生普遍對面向實際、有挑戰性的課題比較感興趣。而興趣是促進學習的強大動力，在強大的興趣驅動下，在團隊精神的鼓舞下，學生自發學習，分析問題、解決問題的能力得到了迅速的提高。近年來，電信專業的學生在大學生電子設計競賽、智能車大賽中均獲得省級以上獎項。
（三）重組優化教學內容，充分發揮課堂教學的效果
在課時壓縮的客觀條件下，教學內容必須進行優化重組。教學內容在保證本課程基礎及關鍵知識點完整的前提下進行了合適的優選。在電子教案中增加了本學科領域的技術前沿和新科技成果的應用介紹，在不多占用課時的基礎上擴展了知識的廣度，提高了學生的學習興趣，同時也為學生的自主學習指引了方向。
三、教學改革的進一步探索
電子技術論文范文4
其具體包括以下幾方面的內容：第一，通過對電力電子技術的應用，已經將傳統發電機直流勵磁轉化為由中頻交流勵磁和電力電子整流相結合的方法，并且在推廣應用過程中取得了良好的效果，其運行的可靠性也得到了提高。第二，電力電子技術的應用有效地改變了水輪發電機的變頻勵磁。發電頻率取決于發電機的轉速，采用了電力電子技術后，將水輪發電機直流勵磁轉變為低頻交流變頻勵磁。當水流量減少時，提高勵磁頻率，可以把發電頻率補償到額定，延長水輪發電機的發電周期，解決水力發電中發電機工作時間受季節性水流量影響而導致的頻率無法調節、浪費較多水能的問題。這對大型水力發電設施來說，具有巨大的經濟效益。
2電力電子技術的未來發展趨勢
從近幾十年的發展歷程中我們可以看出，半導體的發明與應用有效地推動了電子技術的快速發展，其中晶閘管等電力半導體在這一過程中發揮了重要的作用。在進入20世紀70年代后，半控型晶閘管形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術理論研究和半導體制造工藝水平的不斷提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件。近期研制的以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向大容量高頻率、響應快、低損耗的方向發展，這又是一個飛躍。步入20世紀90年代后，電力電子技術得到突飛猛進的發展，與該技術有關的產品也得到進一步升級，大都朝著智能化、模塊化方向發展，逐步形成了電力電子技術的三步走模式及理論的研發，產品的研制、產品的應用，成為國際科研領域的新星，成為經濟社會發展的熱門行業。但是，就目前我國電力電子技術發展現狀來看，還不容樂觀，其中電力半導體器件的研發與應用同西方發達國家相比，還存在較大的差距，還比較落后，所以，如果在21世紀國際電力電子技術迅猛發展的背景下，我國半導體器件的落后狀態得不到改善，將直接影響我國國民經濟的快速發展，因此，對于我國電力電子技術的發展趨勢來說，仍然任重而道遠。
3結語
電子技術論文范文5
通常情況下，電力電子得理論教學都是按照教科書的章節順序進行，難免枯燥乏味，高深難懂。電力電子學科涉及面比較廣，如果將電力電子學科理論劃分為多個部分會起到更好的效果。比如劃分為四大變換電路部分、器件與控制部分以及電力電子前沿技術等三部分進行教學，三部分既可以先后進行也可以同時穿行。
1.分析電路盡量使用多媒體。
電力電子技術的核心就是整流、逆變、斬波和交交變換四大基本電路，在電路工作過程的分析中，通常一個電路都有多個工作狀態，不同的工作狀態又分別對應著不同的電壓電流波形，也就是說電路的工作過程往往都是動態的過程，而傳統的書本上的文字和原理圖是無法很好地展現動態過程的。這時，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動態過程很好地展現給學生們觀看，把書本上靜態的電路以及波形圖動起來，這樣就能夠讓學生們更好地理解電力電子電路的工作過程。與此同時，結合書本上的理論，再將不同電路的特點進行總結，使同學們復習時結合著書中的理論，頭腦中聯想著多媒體演示動畫，便會在學習中事半功倍，容易記憶，提高學生的分析計算和實際解題的能力。
2.器件與控制部分應注重練習。
電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結合的特點，學好這一部分，就必須將概念的理解與相關的計算進行練習，在習題式的教學中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領學生做與課程相關的習題，多數學生也只有在考試的時候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現在不提倡傳統針對考試的題海戰術，但是平時適當做一些典型的練習還是有必要的，電力電子器件種類多、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學科相關聯，在教學中適當找一些典型例題進行講解，可以讓同學們在繁雜的知識中抓住重點內容進行突破，最終掌握這部分知識要點。
3.學生自主參與新技術教學。
電力電子技術具有發展速度快的特點，新的技術和應用領域不斷出現，加強電力電子新技術的教學可以擴展學生知識面，掌握電力電子技術發展新方向。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據這些特點，在教學中，可以將這部分安排給每個學生進行講解，在講解前每個同學查找相關資料，然后對資料進行分類總結，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學生自主教學的過程中，既提高了學生查找資料的能力，也能提高學生的概括的創新能力，還為研究生畢業學術論文的撰寫提供了相關的經驗。
二、實驗教學應進行分類
電力電子技術是一個應用性很強的一門學科，在理論教學的同時一定要有相應的實驗來配合和補充，開設實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應用型學科的特色。在實驗教學上，應分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習三個部分進行教學。
1.驗證實驗應緊密結合課本。
驗證性實驗的特點是對已經有的理論進行實驗驗證，與學生的理論教學緊密銜接，通過書上的理論來指導實驗的操作，同時實驗的結果又可以加深學生對于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應當有相應的實驗課程相跟進，在實驗開始前，老師帶領學生對課本知識點進行回顧，確定實驗目的和實驗步驟，同學們按照實驗要求完成相應的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現象，最后通過實驗報告的形式進行總結，得出驗證性的結論。
2.鼓勵開展探究性試驗。
電力電子技術是一門正在快速發展的學科，在實驗教學中，應當鼓勵學生進行自主探究，通過對已有知識的學習讓學生們充分發揮想象力，制作一些相關的小制作、小發明，在探究性試驗的過程中培養學生的創新能力。學生根據自己掌握的知識，結合當今電力電子發展的前沿技術，加上自己的想象力和創造力，獨立設計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應進行適當指導，給出一些方案，讓學生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學生增加動手操作機會。此外還應當鼓勵學生參加“挑戰杯”等科技比賽，增加在創新方面的交流合作，從而學會更多解決問題的新方法。
3.拓展實習應突出實際應用。
在傳統的教學環節之外，對于電力電子技術這種應用型很強的學科，應適當組織學生到某個單位進行參觀學習。學習的目的是為了應用，當今電力電子技術已經應用在了許多領域之中，在實驗教學中可以聯系某個具體單位進行參觀，在實際的生產過程中，讓學生們更加具體地了解電力電子技術的應用。除了參觀之外，也可由老師或者學生找一些與電力電子技術應用相關的視頻資料，分享給大家進行觀看，也可以起到非常好的效果。實習結束之后，學生以報告的形式寫出自己學到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯系實際，對于理工科的教學是有很大幫助的。
三、總結
電子技術論文范文6
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日"能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動交流異步電動機實現無級調速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂"電力公害",例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統
分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。
3.高頻開關電源的發展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統"整流行業"的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據這一原理進行改造,成為"開關變換類電源",其主要材料可以節約90%或更高,還可節電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關器件和與之反并聯的續流二極管,實質上都屬于"標準"功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了"智能化"功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開發了"用戶專用"功率模塊(ASPM),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。
3.3數字化
在傳統功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術擬電路基礎上的。但是,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調試和遙感遙測遙調,也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對于智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數字化技術就離不開了。
3.4綠色化
電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電,這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種修正功率因數的方法。
總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用產品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,將標志著這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,隨著通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產值需求的電力操作電源系統的國內市場正在啟動,并將很快發展起來。還有其它許多以開關電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待著人們去開發。
參考文獻：
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