时候：2023-03-02 15:10:20
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古代电源手艺是操纵电力电子半导体器件,综合自动节制、计较机(微处置器)手艺和电磁手艺的多学科边缘交又手艺。在各种高品德、高效、高靠得住性的电源中起关头感化,是古代电力电子手艺的详细操纵。
今后,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的底子,正朝着操纵手艺高频化、硬件布局模块化、产物机能绿色化的标的方针成长。在不远的将来,电力电子手艺将使电源手艺加倍成熟、经济、适用,完成高效力和高品德用电相连系。
1.电力电子手艺的成长
古代电力电子手艺的成长标的方针,是从以低频手艺处置题目为主的传统电力电子学,向以高频手艺处置题目为主的古代电力电子学标的方针转变。电力电子手艺肇端于五十年月末六十年月初的硅整流器件,其成长前后履历了整流器时期、逆变器时期和变频器时期,并增进了电力电子手艺在良多新范畴的操纵。八十年月末期和九十年月早期成长起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,标明传统电力电子手艺已进入古代电力电子时期。
1.1整流器时期
大功率的财产用电由工频(50Hz)互换发机电供给,可是约莫20%的电能是以直流情势花费的,此中最典范的是电解(有色金属和化工质料须要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大范畴。大功率硅整流器可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许高效力地把工频互换电转变为直流电,是以在六十年月和七十年月,大功率硅整流管和晶闸管的开辟与操纵得以很大成长。那时国际曾掀起了-股各地大办硅整流器厂的高潮,今朝天下大巨细小的建造硅整流器的半导体厂家便是那时的产物。
1.2逆变器时期
七十年月闪现了天下规模的能源危急,互换机电变频惆速因节能功效明显而敏捷成长。变频调速的关头手艺是将直流电逆变为0~100Hz的互换电。在七十年月到八十年月,跟着变频调速拆卸的前进,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为那时电力电子器件的配角。近似的操纵还包罗高压直流输出,活动式无功功率静态弥补等。这时候候的电力电子手艺已可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成整流和逆变,但任务频次较低,仅规模在中低频规模内。
1.3变频器时期
进入八十年月,大规模和超大规模集成电路手艺的迅猛成长,为古代电力电子手艺的成长奠基了底子。将集成电路手艺的邃密加工手艺和高压大电流手艺无机连系,闪现了一批全新的全控型功率器件、起首是功率M0SFET的问世,致使了中小功率电源向高频化成长,尔后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的闪现,又为大中型功率电源向高频成长带来机缘。MOSFET和IGBT的接踵问世,是传统的电力电子向古代电力电子转化的标记。据统计,到1995年末,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已到达等分春色的境界,而用IGBT代替GTR在电力电子范畴巳成定论。新型器件的成长不只为互换机电变频调速供给了较高的频次,使其机能加倍完美靠得住,并且使古代电子手艺不时向高频化成长,为用电装备的高效节材节能,完成小型轻量化,机电一体化和智能化供给了首要的手艺底子。
2.古代电力电子的操纵范畴
2.1计较机高效力绿色电源
高速成长的计较机手艺率领人类进入了信息社会,同时也增进了电源手艺的敏捷成长。八十年月,计较机周全接纳了开关电源,抢先完成计较机电源换代。接着开关电源手艺接踵进人了电子、电器装备范畴。
计较机手艺的成长,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境有害的小我电脑和相干产物，绿色电源系指与绿色电脑相干的高效省电电源,按照美国环境掩护署l992年6月17日"能源之星"打算划定,桌上型小我电脑或相干的装备,在就寝状况下的耗电量若小于30瓦,就合适绿色电脑的请求,前进电源效力是降落电源耗损的底子路子。就今朝效力为75%的200瓦开关电源而言,电源本身要耗损50瓦的能源。
2.2通信用高频开关电源
通信业的敏捷成长极大的鞭策了通信电源的成长。高频小型化的开关电源及其手艺已成为古代通信供电体系的支流。在通信范畴中,凡是将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变更器称为二次电源。一次电源的感化是将单相或三彼此换电网变更成标称值为48V的直流电源。今朝在程控互换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源代替,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)颠末历程MOSFET或IGBT的高频任务,开关频次普通节制在50-100kHz规模内,完成高效力和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不时扩展,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩展到48V/200A、48V/400A。
因通信装备中所用集成电路的品种单一,其电源电压也各不不异,在通信供电体系中接纳高功率密度的高频DC-DC断绝电源模块,从中心母线电压(普通为48V直流)变更成所需的各种直流电压,如许可大大减小耗损、便利掩护,且拆卸、增添很是便利。普通都可间接装在规范节制板上,对二次电源的请求是高功率密度。因通信容量的不时增添,通信电源容量也将不时增添。
2.3直流-直流(DC/DC)变更器
DC/DC变更器将一个牢固的直流电压变加倍可变的直流电压,这类手艺被遍及操纵于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和节制,同时使上述节制取得加速安稳、疾速呼应的机能,并同时收到节俭电能的功效。用直流斩波器代替变阻器可节俭电能(20~30)%。直流斩波器不只能起调压的感化(开关电源),同时还能起到有用地按捺电网侧谐波电流噪声的感化。
通信电源的二次电源DC/DC变更器已商品化,模块接纳高频PWM手艺,开关频次在500kHz摆布,功率密度为5W~20W/in3。跟着大规模集成电路的成长,请求电源模块完成小型化,是以就要不时前进开关频次和接纳新的电路拓扑布局,今朝已有一些公司研制出产了接纳零电流开关和零电压开关手艺的二次电源模块,功率密度有较大幅度的前进。
2.4不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计较机、通信体系和请求供给不能间断场所所必须的一种高靠得住、高机能的电源。互换市电输出经整流器变成直流,一局部能量给蓄电池组充电,别的一局部能量经逆变器变成互换,经转换开关送到负载。为了在逆变器毛病时仍能向负载供给能量,别的一路备用电源颠末历程电源转换开关来完成。
古代UPS遍及了接纳脉宽调制手艺和功率M0SFET、IGBT等古代电力电子器件,电源的噪声得以降落,而效力和靠得住性得以前进。微处置器软硬件手艺的引入,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成对UPS的智能化办理,遏制长途掩护和长途诊断。今朝在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS成长也很敏捷,已有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产物。
2.5变频器电源
变频器电源首要用于互换机电的变频调速,其在电气传动体系中据有的位置日益首要,已取得复杂的节能功效。变频器电源主电路均接纳互换-直流-互换打算。工频电源颠末历程整流器变成牢固的直流电压,尔后由大功率晶体管或IGBT构成的PWM高频变更器,将直流电压逆变成电压、频次可变的互换输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动互换异步电念头完成无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产物已问世。八十年月早期,日本东芝公司最早将互换变频调速手艺操纵于空调器中。至1997年,其据有率已到达日本家用空调的70%以上。变频空调具备温馨、节能等长处。国际于90年月早期起头研讨变频空调,96年引进出产线出产变频空调器,渐渐构成变频空调开辟出产热点。估量到2000年摆布将构成。变频空调除变频电源外,还请求有合适于变频调速的紧缩机机电。优化节制计谋,精选功效组件,是空调变频电源研制的进一步成长标的方针。
2.6高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高机能、高效、省材的新型焊机电源,代表了现今焊机电源的成长标的方针。因为IGBT大容量模块的商用化,这类电源更有着广漠的操纵远景。
逆变焊机电源大都接纳互换-直流-互换-直流(AC-DC-AC-DC)变更的体例。50Hz互换电经全桥整流变成直流,IGBT构成的PWM高频变更局部将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧操纵。
因为焊机电源的任务条件卑劣,频仍的处于短路、燃弧、开路瓜代变更当中,是以高频逆变式整流焊机电源的任务靠得住性题目成为最关头的题目,也是用户最关怀的题目。接纳微处置器做为脉冲宽度调制(PWM)的相干节制器,颠末历程对多参数、多信息的提取与阐发,到达预知体系各种任务状况的方针,进而提早对体系做出调剂和处置,处置了今朝大功率IGBT逆变电源靠得住性。
外洋逆变焊机已可做到额外焊接电流300A,负载延续率60%,全载电压60~75V,电流调理规模5~300A,分量29kg。
2.7大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源遍及操纵于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型装备。电压高达50~l59kV,电流到达0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年月起头,日本的一些公司起头接纳逆变手艺,将市电整流后逆变为3kHz摆布的中频,尔后升压。进入80年月,高频开关电源手艺敏捷成长。德国西门子公司接纳功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频次前进到20kHz以上。并将干式变压器手艺胜利的操纵于高频高压电源,打消了高压变压器油箱,使变压器体系的体积进一步减小。
国际对静电除尘高压直流电源遏制了研制,市电经整流变为直流,接纳全桥零电流开关串连谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,尔后由高频变压器升压,最初整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压到达55kV,电流到达15mA,任务频次为25.6kHz。
2.8电力有源滤波器
传统的互换-直流(AC-DC)变更器在投运时,将向电网注入多量的谐波电流,引发谐波耗损和搅扰,同时还闪现拆卸网侧功率因数好转的景象,即所谓"电力公害",比方,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数唯一0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许静态按捺谐波的新型电力电子拆卸,能降服传统LC滤波器的缺乏,是一种很有成长前程的谐波按捺手腕。滤波器由桥式开关功率变更器和详细节制电路构成。与传统开关电源的区分是:(l)不只反映输出电压,还反映输出均匀电流;(2)电流环基准旌旗灯号为电压环偏差旌旗灯号与全波整流电压取样旌旗灯号之乘积。
2.9散布式开关电源供电体系
散布式电源供电体系接纳小功率模块和大规模节制集成电路作根基部件,操纵最新现实和手艺功效,构成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电慎密连系,降落大功率元器件、大功率拆卸(调集式)的研制压力,前进出产效力。
八十年月早期,对散布式高频开关电源体系的研讨根基调集在变更器并联手艺的研讨上。八十年月中后期,跟着高频功率变更手艺的迅述成长，各种变更器拓扑布局接踵闪现,连系大规模集成电路和功率元器件手艺,使中小功率拆卸的集成成为可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许,从而敏捷地鞭策了散布式高频开关电源体系研讨的睁开。自八十年月后期起头,这一标的方针已成为国际电力电子学界的研讨热点,论文数目逐年增添，操纵范畴不时扩展。
散布供电体例具备节能、靠得住、高效、经济和掩护便利等长处。已被大型计较机、通信装备、航空航天、财产节制等体系渐渐接纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为抱负的供电体例。在大功率场所,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感到加热电源、电念头驱动电源等范畴也有广漠的操纵远景。
3.高频开关电源的成长趋向
在电力电子手艺的操纵及各种电源体系中，开关电源手艺均处于焦点位置。对大型电解电镀电源,传统的电路很是复杂而轻巧,若是接纳高顿开关电源手艺,其体积和分量城市大幅度降落,并且可极大前进电源操纵效力、节流资料、降落本钱。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源手艺，颠末历程开关电源转变用电频次,从而到达近于抱负的负载婚配和驱动节制。高频开关电源手艺,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通信电源、高频加热电源、激光器电源、电力操纵电源等)的焦点手艺。
3.1高频化
现实阐发和现实履历标明,电气产物的变压器、电感和电容的体积分量与供电频次的平方根成正比。以是当咱们把频次从工频50Hz前进到20kHz,前进400倍的话,用电装备的体积分量大致降落至工频设想的5~l0%。不管是逆变式整流焊机,仍是通信电源用的开关式整流器,都是基于这一道理。一样,传统"整风行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照这一道理遏制鼎新,成为"开关变更类电源",其首要资料可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许节俭90%或更高,还可节电30%或更多。因为功率电子器件任务频次下限的渐渐前进,促使良多本来接纳电子管的传统高频装备固态化,带来明显节能、节水、节俭资料的经济效益,更可表现手艺含量的代价。
3.2模块化
模块化有两方面的寄义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单位的模块化。咱们罕见的器件模块,含有一单位、两单位、六单位直至七单位,包罗开关器件和与之反并联的续流二极管,本色上都属于"规范"功率模块(SPM)。最近几年,有些公司把开关器件的驱动掩护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),岂但削减了整机的体积,更便利了整机的设想建造。现实上,因为频次的不时前进,致使引线寄生电感、寄生电容的影响越发严峻,对器件构成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了前进体系的靠得住性,有些建造商开辟了"用户公用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几近一切硬件都以芯片的情势拆卸到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线毗连,如许的模块颠末严酷、公道的热、电、机械方面的设想,到达优化完美的境界。它近似于微电子中的用户公用集成电路(ASIC)。只要把节制软件写入该模块中的微处置器芯片,再把全数模块牢固在呼应的散热器上,就构成一台新型的开关电源拆卸。因而可知,模块化的方针不只在于操纵便利,削减整机体积,更首要的是打消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件蒙受的电应力降至最低,前进体系的靠得住性。如许,岂但前进了功率容量,在无穷的器件容量的环境下知足了大电流输出的请求,并且颠末历程增添绝对全数体系来讲功率很小的冗余电源模块,极大的前进体系靠得住性,即便万一闪现单模块毛病,也不会影响体系的普通任务,并且为修复供给充实的时候。3.3数字化
在传统功率电子手艺中,节制局部是按摹拟旌旗灯号来设想和任务的。在六、七十年月,电力电子手艺拟电路底子上的。可是,此刻数字式旌旗灯号、数字电路显得愈来愈首要,数字旌旗灯号处置手艺日益完美成熟,闪现出愈来愈多的长处:便于计较机处置节制、避免摹拟旌旗灯号的畸变失真、减小杂散旌旗灯号的搅扰(前进抗搅扰才能)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等手艺的植入。以是,在八、九十年月,对各种电路和体系的设想来讲,摹拟手艺仍是有用的,出格是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)题目和功率因数批改(PFC)等题方针处置,离不开摹拟手艺的常识,可是对智能化的开关电源,须要用计较机节制时,数字化手艺就离不开了。
3.4绿色化
电源体系的绿色化有两层寄义:起首是明显节电,这象征着发电容量的节俭,而发电是构成环境净化的首要缘由,以是节电就可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许削减对环境的净化;其次这些电源不能(或少)对电网发生净化,国际电工委员会(IEC)对此拟定了一系列规范,如IEC555、IEC917、IECl000等。现实上,良多功率电子节电装备,常常会变成对电网的净化源:向电网注入严峻的高次谐波电流,使总功率因数降落,使电网电压耦合良多毛刺尖峰,乃至闪现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源弥补器的打算降生,有了多种批改功率因数的体例。
总而言之,电力电子及开关电源手艺因操纵须要不时向前成长,新手艺的闪现又会使良多操纵产物更新换代,还会开辟更多更新的操纵范畴。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的完成,将标记着这些手艺的成熟,完成高效力用电和高品德用电相连系。这几年,跟着通信行业的成长,以开关电源手艺为焦点的通信用开关电源,仅国际有20多亿公民币的市场须要,吸收了国际外一多量科技职员对其遏制开辟研讨。开关电源代替线性电源和相控电源是局势所趋,是以,一样具备几十亿产值须要的电力操纵电源体系的国际市场正在启动,并将很快成长起来。另有别的良多以开关电源手艺为焦点的公用电源、财产电源正在期待着人们去开辟。
参考文献：
古代电源手艺是操纵电力电子半导体器件,综合自动节制、计较机(微处置器)手艺和电磁手艺的多学科边缘交又手艺。在各种高品德、高效、高靠得住性的电源中起关头感化,是古代电力电子手艺的详细操纵。
今后,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的底子,正朝着操纵手艺高频化、硬件布局模块化、产物机能绿色化的标的方针成长。在不远的将来,电力电子手艺将使电源手艺加倍成熟、经济、适用,完成高效力和高品德用电相连系。
1.电力电子手艺的成长
古代电力电子手艺的成长标的方针,是从以低频手艺处置题目为主的传统电力电子学,向以高频手艺处置题目为主的古代电力电子学标的方针转变。电力电子手艺肇端于五十年月末六十年月初的硅整流器件,其成长前后履历了整流器时期、逆变器时期和变频器时期,并增进了电力电子手艺在良多新范畴的操纵。八十年月末期和九十年月早期成长起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,标明传统电力电子手艺已进入古代电力电子时期。
1.1整流器时期
大功率的财产用电由工频(50Hz)互换发机电供给,可是约莫20%的电能是以直流情势花费的,此中最典范的是电解(有色金属和化工质料须要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大范畴。大功率硅整流器可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许高效力地把工频互换电转变为直流电,是以在六十年月和七十年月,大功率硅整流管和晶闸管的开辟与操纵得以很大成长。那时国际曾掀起了-股各地大办硅整流器厂的高潮,今朝天下大巨细小的建造硅整流器的半导体厂家便是那时的产物。
1.2逆变器时期
七十年月闪现了天下规模的能源危急,互换机电变频惆速因节能功效明显而敏捷成长。变频调速的关头手艺是将直流电逆变为0~100Hz的互换电。在七十年月到八十年月,跟着变频调速拆卸的前进,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为那时电力电子器件的配角。近似的操纵还包罗高压直流输出,活动式无功功率静态弥补等。这时候候的电力电子手艺已可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成整流和逆变,但任务频次较低,仅规模在中低频规模内。
1.3变频器时期
进入八十年月,大规模和超大规模集成电路手艺的迅猛成长,为古代电力电子手艺的成长奠基了底子。将集成电路手艺的邃密加工手艺和高压大电流手艺无机连系,闪现了一批全新的全控型功率器件、起首是功率M0SFET的问世,致使了中小功率电源向高频化成长,尔后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的闪现,又为大中型功率电源向高频成长带来机缘。MOSFET和IGBT的接踵问世,是传统的电力电子向古代电力电子转化的标记。据统计,到1995年末,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已到达等分春色的境界,而用IGBT代替GTR在电力电子范畴巳成定论。新型器件的成长不只为互换机电变频调速供给了较高的频次,使其机能加倍完美靠得住,并且使古代电子手艺不时向高频化成长,为用电装备的高效节材节能,完成小型轻量化,机电一体化和智能化供给了首要的手艺底子。
2.古代电力电子的操纵范畴
2.1计较机高效力绿色电源
高速成长的计较机手艺率领人类进入了信息社会,同时也增进了电源手艺的敏捷成长。八十年月,计较机周全接纳了开关电源,抢先完成计较机电源换代。接着开关电源手艺接踵进人了电子、电器装备范畴。
计较机手艺的成长,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境有害的小我电脑和相干产物，绿色电源系指与绿色电脑相干的高效省电电源,按照美国环境掩护署l992年6月17日"能源之星"打算划定,桌上型小我电脑或相干的装备,在就寝状况下的耗电量若小于30瓦,就合适绿色电脑的请求,前进电源效力是降落电源耗损的底子路子。就今朝效力为75%的200瓦开关电源而言,电源本身要耗损50瓦的能源。
2.2通信用高频开关电源
通信业的敏捷成长极大的鞭策了通信电源的成长。高频小型化的开关电源及其手艺已成为古代通信供电体系的支流。在通信范畴中,凡是将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变更器称为二次电源。一次电源的感化是将单相或三彼此换电网变更成标称值为48V的直流电源。今朝在程控互换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源代替,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)颠末历程MOSFET或IGBT的高频任务,开关频次普通节制在50-100kHz规模内,完成高效力和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不时扩展,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩展到48V/200A、48V/400A。
因通信装备中所用集成电路的品种单一,其电源电压也各不不异,在通信供电体系中接纳高功率密度的高频DC-DC断绝电源模块,从中心母线电压(普通为48V直流)变更成所需的各种直流电压,如许可大大减小耗损、便利掩护,且拆卸、增添很是便利。普通都可间接装在规范节制板上,对二次电源的请求是高功率密度。因通信容量的不时增添,通信电源容量也将不时增添。
2.3直流-直流(DC/DC)变更器
DC/DC变更器将一个牢固的直流电压变加倍可变的直流电压,这类手艺被遍及操纵于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和节制,同时使上述节制取得加速安稳、疾速呼应的机能,并同时收到节俭电能的功效。用直流斩波器代替变阻器可节俭电能(20~30)%。直流斩波器不只能起调压的感化(开关电源),同时还能起到有用地按捺电网侧谐波电流噪声的感化。
通信电源的二次电源DC/DC变更器已商品化,模块接纳高频PWM手艺,开关频次在500kHz摆布,功率密度为5W~20W/in3。跟着大规模集成电路的成长,请求电源模块完成小型化,是以就要不时前进开关频次和接纳新的电路拓扑布局,今朝已有一些公司研制出产了接纳零电流开关和零电压开关手艺的二次电源模块,功率密度有较大幅度的前进。
2.4不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计较机、通信体系和请求供给不能间断场所所必须的一种高靠得住、高机能的电源。互换市电输出经整流器变成直流,一局部能量给蓄电池组充电,别的一局部能量经逆变器变成互换,经转换开关送到负载。为了在逆变器毛病时仍能向负载供给能量,别的一路备用电源颠末历程电源转换开关来完成。
古代UPS遍及了接纳脉宽调制手艺和功率M0SFET、IGBT等古代电力电子器件,电源的噪声得以降落,而效力和靠得住性得以前进。微处置器软硬件手艺的引入,可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成对UPS的智能化办理,遏制长途掩护和长途诊断。今朝在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS成长也很敏捷,已有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产物。
2.5变频器电源
变频器电源首要用于互换机电的变频调速,其在电气传动体系中据有的位置日益首要,已取得复杂的节能功效。变频器电源主电路均接纳互换-直流-互换打算。工频电源颠末历程整流器变成牢固的直流电压,尔后由大功率晶体管或IGBT构成的PWM高频变更器,将直流电压逆变成电压、频次可变的互换输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动互换异步电念头完成无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产物已问世。八十年月早期,日本东芝公司最早将互换变频调速手艺操纵于空调器中。至1997年,其据有率已到达日本家用空调的70%以上。变频空调具备温馨、节能等长处。国际于90年月早期起头研讨变频空调,96年引进出产线出产变频空调器,渐渐构成变频空调开辟出产热点。估量到2000年摆布将构成。变频空调除变频电源外,还请求有合适于变频调速的紧缩机机电。优化节制计谋,精选功效组件,是空调变频电源研制的进一步成长标的方针。
2.6高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高机能、高效、省材的新型焊机电源,代表了现今焊机电源的成长标的方针。因为IGBT大容量模块的商用化,这类电源更有着广漠的操纵远景。
逆变焊机电源大都接纳互换-直流-互换-直流(AC-DC-AC-DC)变更的体例。50Hz互换电经全桥整流变成直流,IGBT构成的PWM高频变更局部将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧操纵。
因为焊机电源的任务条件卑劣,频仍的处于短路、燃弧、开路瓜代变更当中,是以高频逆变式整流焊机电源的任务靠得住性题目成为最关头的题目,也是用户最关怀的题目。接纳微处置器做为脉冲宽度调制(PWM)的相干节制器,颠末历程对多参数、多信息的提取与阐发,到达预知体系各种任务状况的方针,进而提早对体系做出调剂和处置,处置了今朝大功率IGBT逆变电源靠得住性。
外洋逆变焊机已可做到额外焊接电流300A,负载延续率60%,全载电压60~75V,电流调理规模5~300A,分量29kg。
2.7大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源遍及操纵于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型装备。电压高达50~l59kV,电流到达0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年月起头,日本的一些公司起头接纳逆变手艺,将市电整流后逆变为3kHz摆布的中频,尔后升压。进入80年月,高频开关电源手艺敏捷成长。德国西门子公司接纳功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频次前进到20kHz以上。并将干式变压器手艺胜利的操纵于高频高压电源,打消了高压变压器油箱,使变压器体系的体积进一步减小。
国际对静电除尘高压直流电源遏制了研制,市电经整流变为直流,接纳全桥零电流开关串连谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,尔后由高频变压器升压,最初整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压到达55kV,电流到达15mA,任务频次为25.6kHz。
2.8电力有源滤波器
传统的互换-直流(AC-DC)变更器在投运时,将向电网注入多量的谐波电流,引发谐波耗损和搅扰,同时还闪现拆卸网侧功率因数好转的景象,即所谓"电力公害",比方,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数唯一0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许静态按捺谐波的新型电力电子拆卸,能降服传统LC滤波器的缺乏,是一种很有成长前程的谐波按捺手腕。滤波器由桥式开关功率变更器和详细节制电路构成。与传统开关电源的区分是:(l)不只反映输出电压,还反映输出均匀电流;(2)电流环基准旌旗灯号为电压环偏差旌旗灯号与全波整流电压取样旌旗灯号之乘积。
2.9散布式开关电源供电体系
散布式电源供电体系接纳小功率模块和大规模节制集成电路作根基部件,操纵最新现实和手艺功效,构成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电慎密连系,降落大功率元器件、大功率拆卸(调集式)的研制压力,前进出产效力。
八十年月早期,对散布式高频开关电源体系的研讨根基调集在变更器并联手艺的研讨上。八十年月中后期,跟着高频功率变更手艺的迅述成长，各种变更器拓扑布局接踵闪现,连系大规模集成电路和功率元器件手艺,使中小功率拆卸的集成成为可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许,从而敏捷地鞭策了散布式高频开关电源体系研讨的睁开。自八十年月后期起头,这一标的方针已成为国际电力电子学界的研讨热点,论文数目逐年增添，操纵范畴不时扩展。
散布供电体例具备节能、靠得住、高效、经济和掩护便利等长处。已被大型计较机、通信装备、航空航天、财产节制等体系渐渐接纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为抱负的供电体例。在大功率场所,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感到加热电源、电念头驱动电源等范畴也有广漠的操纵远景。
3.高频开关电源的成长趋向
在电力电子手艺的操纵及各种电源体系中，开关电源手艺均处于焦点位置。对大型电解电镀电源,传统的电路很是复杂而轻巧,若是接纳高顿开关电源手艺,其体积和分量城市大幅度降落,并且可极大前进电源操纵效力、节流资料、降落本钱。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源手艺，颠末历程开关电源转变用电频次,从而到达近于抱负的负载婚配和驱动节制。高频开关电源手艺,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通信电源、高频加热电源、激光器电源、电力操纵电源等)的焦点手艺。
3.1高频化
现实阐发和现实履历标明,电气产物的变压器、电感和电容的体积分量与供电频次的平方根成正比。以是当咱们把频次从工频50Hz前进到20kHz,前进400倍的话,用电装备的体积分量大致降落至工频设想的5~l0%。不管是逆变式整流焊机,仍是通信电源用的开关式整流器,都是基于这一道理。一样,传统"整风行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照这一道理遏制鼎新,成为"开关变更类电源",其首要资料可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许节俭90%或更高,还可节电30%或更多。因为功率电子器件任务频次下限的渐渐前进,促使良多本来接纳电子管的传统高频装备固态化,带来明显节能、节水、节俭资料的经济效益,更可表现手艺含量的代价。
3.2模块化
模块化有两方面的寄义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单位的模块化。咱们罕见的器件模块,含有一单位、两单位、六单位直至七单位,包罗开关器件和与之反并联的续流二极管,本色上都属于"规范"功率模块(SPM)。最近几年,有些公司把开关器件的驱动掩护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),岂但削减了整机的体积,更便利了整机的设想建造。现实上,因为频次的不时前进,致使引线寄生电感、寄生电容的影响越发严峻,对器件构成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了前进体系的靠得住性,有些建造商开辟了"用户公用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几近一切硬件都以芯片的情势拆卸到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线毗连,如许的模块颠末严酷、公道的热、电、机械方面的设想,到达优化完美的境界。它近似于微电子中的用户公用集成电路(ASIC)。只要把节制软件写入该模块中的微处置器芯片,再把全数模块牢固在呼应的散热器上,就构成一台新型的开关电源拆卸。因而可知,模块化的方针不只在于操纵便利,削减整机体积,更首要的是打消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件蒙受的电应力降至最低,前进体系的靠得住性。如许,岂但前进了功率容量,在无穷的器件容量的环境下知足了大电流输出的请求,并且颠末历程增添绝对全数体系来讲功率很小的冗余电源模块,极大的前进体系靠得住性,即便万一闪现单模块毛病,也不会影响体系的普通任务,并且为修复供给充实的时候。3.3数字化
在传统功率电子手艺中,节制局部是按摹拟旌旗灯号来设想和任务的。在六、七十年月,电力电子手艺拟电路底子上的。可是,此刻数字式旌旗灯号、数字电路显得愈来愈首要,数字旌旗灯号处置手艺日益完美成熟,闪现出愈来愈多的长处:便于计较机处置节制、避免摹拟旌旗灯号的畸变失真、减小杂散旌旗灯号的搅扰(前进抗搅扰才能)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等手艺的植入。以是,在八、九十年月,对各种电路和体系的设想来讲,摹拟手艺仍是有用的,出格是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)题目和功率因数批改(PFC)等题方针处置,离不开摹拟手艺的常识,可是对智能化的开关电源,须要用计较机节制时,数字化手艺就离不开了。
3.4绿色化
电源体系的绿色化有两层寄义:起首是明显节电,这象征着发电容量的节俭,而发电是构成环境净化的首要缘由,以是节电就可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许削减对环境的净化;其次这些电源不能(或少)对电网发生净化,国际电工委员会(IEC)对此拟定了一系列规范,如IEC555、IEC917、IECl000等。现实上,良多功率电子节电装备,常常会变成对电网的净化源:向电网注入严峻的高次谐波电流,使总功率因数降落,使电网电压耦合良多毛刺尖峰,乃至闪现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源弥补器的打算降生,有了多种批改功率因数的体例。
总而言之,电力电子及开关电源手艺因操纵须要不时向前成长,新手艺的闪现又会使良多操纵产物更新换代,还会开辟更多更新的操纵范畴。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的完成,将标记着这些手艺的成熟,完成高效力用电和高品德用电相连系。这几年,跟着通信行业的成长,以开关电源手艺为焦点的通信用开关电源,仅国际有20多亿公民币的市场须要,吸收了国际外一多量科技职员对其遏制开辟研讨。开关电源代替线性电源和相控电源是局势所趋,是以,一样具备几十亿产值须要的电力操纵电源体系的国际市场正在启动,并将很快成长起来。另有别的良多以开关电源手艺为焦点的公用电源、财产电源正在期待着人们去开辟。
参考文献：
2电力电子手艺的将来成长趋向
从近几十年的成长历程中咱们可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许看出，半导体的发现与操纵有用地鞭策了电子手艺的疾速成长，此中晶闸管等电力半导体在这一历程中阐扬了首要的感化。在进入20世纪70年月后，半控型晶闸管构成由低电压小电流到高电压大电流的系列产物，被称为第一代电力电子器件。跟着电力电子手艺现实研讨和半导体建造工艺程度的不时前进，前后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。近期研制的以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件，起头向大容量高频次、呼应快、低耗损的标的方针成长，这又是一个奔腾。步入20世纪90年月后，电力电子手艺取得突飞大进的成长，与该手艺有关的产物也取得进一步进级，大都朝着智能化、模块化标的方针成长，渐渐构成了电力电子手艺的三步走情势及现实的研发，产物的研制、产物的操纵，成为国际科研范畴的新星，成为经济社会成长的热点行业。可是，就今朝我国电力电子手艺成长近况来看，还不容悲观，此中电力半导体器件的研发与操纵同东方发财国度比拟，还存在较大的差异，还比拟掉队，以是，若是在21世纪国际电力电子手艺迅猛成长的背景下，我国半导体器件的掉队状况得不到改良，将间接影响我国公民经济的疾速成长，是以，对我国电力电子手艺的成长趋向来讲，仍然任重而道远。
0 前言
古代电力电子手艺的成长履历了几个差别的阶段，整流器时期、逆变器时期和变频器时期，古代电力电子手艺属于变频器时期，同时又与微电子手艺有用地遏制了连系，这不只使其操纵规模很是遍及，并且在公民经济中的位置也变得愈来愈首要。
1 古代电力电子手艺的成长趋向
在今后迷信手艺疾速成长的新情势下，跟着电力电子手艺的不时鼎新，其成长到达了一个较高的程度。古代电力电子手艺首要是对电源手艺遏制开辟和操纵，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许说电源手艺的成长是今后电力电子手艺成长的首要标的方针。
1.1 古代电力电子手艺向模块化和集成化转变
电源单位和功率器件作为古代电力电子手艺的首要构成局部，是电子器件智能化的焦点地点，其构成器件具备细小性，是以电力电子器件布局也加倍松散，体积较小，但其可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许与其余差别器件的长处遏制有用综合，以是其具备明显的上风。也加速了古代电力电子手艺向模块化和集成化转变的历程，为电力体系操纵机能的晋升奠基了杰出的底子。
1.2 古代电力电子手艺从低频向高频化转变
变压器供电频次与变压器的电容体积、电感闪现正比的干系，在电力电子器件体积不时削减的环境下，古代电力电子手艺必然会加速向高频化标的方针转化。可节制关断型电力电子器件的闪现便是古代电力电子手艺向高频转化的首要标记。并且跟着迷信手艺成长速率的加速，电力电子手艺也必然会向着更高频的标的方针成长。
1.3 古代电力电子手艺向全控化和数字化转变
传统的电力电子器件在操纵历程中存在着一些限定，并且关断电器时还会发生一些风险，自关断的全控型器件在市场上闪现后，有用地弥补了这些限定和避免了风险的发生，这也是古代电力电子手艺变更的首要表现，标明古代电力电子手艺加速了数字化成长的历程。
1.4 古代电力电子手艺向绿色化转变
古代电力电子手艺向绿色化转变首要表此刻节能和电子产物两个方面。比拟于传统的电力电子手艺来讲，古代电力电子手艺的节能性更好，这也完成了发电容量的有用节俭，对环境掩护带来了较好的功效。一向以来一些电子装备会将严峻的高次谐波电流入到电网中，给电网带来较大的净化，致使电网总功率品德降落，电网电压闪现差别法式的畸变。到了上世纪末期，各种有源滤波器和弥补器的面世，完成了对功率参数的批改，从而为古代电力电子手艺的绿色化成长奠基了杰出的底子。
2 古代电力电子手艺的操纵
古代电力电子手艺的功效具备多样性的特色，其在多个范畴都有着遍及的操纵，这也决议了古代电力电子手艺在公民经济成长中据有很是首要的位置，有着不可替换的感化。
2.1 电源方面
（1）普通电源。古代电力电子手艺在开关电源和供电电源方面都取得了较大的停顿，互换电间接由整流器转变为直流电，这局部直流电一局部由逆变器转换为互换，尔后颠末转换开关到达负载，而别的一局部则间接对蓄电池组遏制充电。一旦逆变器发生毛病，蓄电池组则作为备用电源起头间接向负载供给能量。在此刻的电力电子器件中遍及接纳MOSFET和IGBT作为电源，不只具备较好的降噪性，并且电源的效力和靠得住性也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许取得有用的保证。
（2）公用电源。高频逆变式焊机电源和大功率开关型高压直流电源是比拟典范的两种操纵古代电力电子手艺的公用电源。高频逆变式焊机电源是一种高机能的电源，因为大容量模块IGBT的遍及操纵，使得这类电源有着加倍广漠的操纵远景，逆变式焊机电源根基接纳的都是互换-直流-互换-直流的转换体例，因为焊机任务的环境条件卑劣，以是燃弧、短路等就成了习以为常的题目，而接纳IGBT构成的PWM相干节制器，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许提取和阐发参数和信息，进而事后对体系做出处置和调剂。大功率开关型高压直流电源首要操纵CT机、静电除尘等比拟大型的装备上，因为这类装备电压比拟高，乃至到达了50 ～ 159kV，将市电颠末整流器整流变为直流，尔后与谐振逆变电路串连，逆变为高频电压，再升压，最初整流成为直流高压。
2.2 传动节制及牵引
这首要操纵在无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和节制等等方面，颠末历程将一个牢固的直流电压转换为一个可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许变更的直流电压，如许就可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许使节制加倍的安稳和疾速，并且还可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许节能。
2.3 在电力体系中的操纵
在发电体系中古代电力电子手艺的操纵更是遍及，比方说水力风力发电、用电体系、配电、输电等等都和古代电力电子手艺有着慎密亲密的接洽。今朝的风力电力机组已连系了机械建造、氛围能源学、计较机节制手艺、电力电子手艺等等，而古代电力电子手艺便是发电体系中不可或缺的首要手艺，它对电能的转换、机组的节制和改良电能品德等都很首要。
2.4 在节能和鼎新传统行业中的操纵
古代任务的展开离不开电能的撑持，电能是古代财产的首要能源和能量泉源。跟着我国财产用电量不时增添，用电的不公道及华侈景象也日益闪现出来。这就须要有用地降落能源的耗损，前进电能的操纵效力，以便于可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许对今后能源紧缺的场合排场起到必然的减缓感化。是以须要充实的阐扬古代电力电子手艺的机能上风，有用地前进古代电力电子手艺的效力，操纵古代电力电子手艺，颠末历程财产节制有用地将电能转换为休息力，建成古代化的智能车库，从而降落工人的休息强度，完成人力资本的节俭，确保休息出产力的前进，以便于鞭策传统行业的鼎新历程。
2.5 在家用电器方面的操纵
古代电力电子手艺在咱们平常糊口中操纵也较为遍及，今后家用电器遍及操纵古代电力电子手艺，给咱们的平常糊口带来了较大的便利。良多电器都只须要按下按钮就可以或许或许或许或许或许或许遏制任务，而不须要人们亲主脱手。
3 操纵瞻望
在此后古代电力电子手艺操纵历程中，须要正视以下几个方面的题目：起首，须要对节能和环保赐与充实的正视，颠末历程完美节制装备和设想公用的机电来有用地前进机电体系的操纵机能和效力；其次，为了完成节能和环保，则须要操纵中高压直流转电体系，使其完成低能耗及低净化；最初，须要加速处置电力体系中储电拆卸的设置题目，须要电力体系设想者从节制手艺等方面来拟定实在可行的处置打算，从而对电能储蓄中存在题目遏制有用处置，更好地鞭策电力体系的延续、稳定成长。
4 结语
古代电力电子手艺在多个范畴都取得了遍及的操纵，出格是对电网的节制和转换上阐扬着很是首要的感化。颠末历程古代电力电子手艺的操纵，使大功率电能成为其余高新手艺的首要底子，这也决议了古代电力电子手艺在公民经济成长中的首要位置具备不可替换性，对鞭策经济和社会的成长阐扬着很是首要的感化。
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2电子电工手艺简介
2.1电子电工手艺的根基特色跟着电工电子手艺的前进，各种新型电子器件的操纵和研讨也步入了新的阶段，今朝，电工电子手艺闪现出以下几个特色：
2.1.1高频化高频化是指电子器件在集成化的条件下也前进了器件的任务速率。
2.1.2集成化集成化是指全控型器件颠末历程并联多个单位器件，并将其全数集成在一个基片上的手艺。
2.1.3高效力化高效力化首要表此刻两个首要的方面，即器件和变更手艺。颠末历程降落器件的压降，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成降落耗损的方针。
2.1.4全控化全控化表此刻将有自断电功效的器件操纵到电力体系中，从而代替了半控型的晶闸管，这是一项电子器件的严重冲破。全控化的完成，在很大程度上完成了电路设想的精简化。
2.2电子电工手艺的操纵近况
2.2.1优化电能的操纵以全数电力体系的普通运转为条件，颠末历程公道整合和设置装备摆设电能资本，电子电工手艺可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许对电能遏制遍及的优化。
2.2.2完成了机电一体化设想跟着电子手艺的成长，颠末历程鼎新加工传统财产，渐渐完成了新型机电一体化的财产化成长。
2.2.3增进了电子手艺的智能化成长电子电工手艺的智能化，起首保证了功率和信息的协调成长，并在此底子上增进电子电工手艺的一体化历程。
2.2.4指明了体系工频的研讨标的方针以电子电工手艺的成长为背景，为了在小型化成长的历程中使机电装备加速呼应速率，就须要遏制体系高频和变频化的研讨，如许才能撑持和保证电气工程装备的宁静稳定运转。
3电工电子手艺的成长研讨
电工电子手艺在交通运输、电气工程、能源开辟等多个范畴都有着遍及的操纵。跟着各种新资料和新手艺的操纵，电工电子手艺也取得了复杂的成长。下面，咱们对电工电子手艺的新研讨范畴遏制了切磋。
3.1太阳能和风力发电手艺风能和太阳能是两种存储量最大的可再生资本，今朝已取得了愈来愈遍及的操纵。跟着扶植规模的不时晋升，风力和太阳能发电厂的投资本钱降落了良多，装机容量也不时地扩展，电工电子手艺取得了很好的操纵。今朝，扶植规模更大、容量更高的新能源电厂，前进能量的转换效力，已成为该范畴电工电子手艺研讨的重点内容。
3.2太阳能电池发电手艺太阳能电池的成长和电工电子手艺的成长息息相干，新型太阳妙手艺将光伏电池镶嵌到塑料薄膜的外外表，进而构成太阳能薄膜，如许不只降落了投资本钱，也明显前进了发电厂的发电效力。
3.3磁流体发电手艺磁流体发电是指颠末历程加热燃料使其成为易电离的状况，尔后在磁场中高速活动切割磁力线，进而发生电能的手艺。该手艺在很大程度上前进了能量的转换效力。今朝，该手艺的道理尝试已取得胜利，电工电子手艺方面还须要在功率调理、超导磁体和发电通道等方面遏制更深入的研讨。
3.4受控核聚变手艺受控核聚变是一种性价比高、宁静无净化、质料充沛、运转靠得住的新型能源手艺。与氢弹爆炸近似，受控核聚变的手艺难度绝对较高，并且没法遏制有用的节制，是以，须要颠末历程电工电子手艺中的帮助加热、强磁场、等离子体和大能量脉冲等手艺为核聚变手艺的成长供给撑持，使核聚变的反映条件、启动和遏制都在可控规模内。
3.5微型光芯片手艺微型光芯片手艺可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许明显降落光缆的入户本钱，从而让家庭用户便利地享用真实的高速宽带手艺。微型光芯片颠末历程把差别范例的光路调集在统一个芯片上，使光缆体积大大减小，同时还不会影响数据的传输，在节俭本钱方面起到了自动的感化。
3.6磁悬浮手艺磁悬浮列车的高速率乃至跨越了飞机，使搭客真正享用到了出行的便利，其操纵的远景很是广漠。现实上，磁悬浮列车操纵的磁悬浮手艺也是一种电工电子手艺，它颠末历程削减行车的阻力，前进了行驶的速率，同时还具备能耗低、运转宁静、噪声低、运力强的特色。磁悬浮手艺是一种调集了供电体系、机电驱动、磁悬浮和列车检测等多种电工电子手艺的高新科技。
3.7超导电工手艺低温超导手艺对超导的操纵不再规模在尝试室中，超导储能、超导输电都在超导手艺范畴取得了现实的操纵。今朝，超导电工手艺已成了电工电子手艺成长的重点，超导体的操纵将会加倍遍及。
一、EPB与传统手制动比拟的长处
1.1EPB体系可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在发念头熄火后自动施加驻车制动。驻车便利、靠得住，可避免不测的开释（比方小孩、偷窃等）。
1.2差别驾驶员的气力巨细有别，手驻车制动杆的驻车制动可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许由此对制能源的现实感化差别。而对EPB，制动气力是牢固的，不会一视同仁，闪现偏差。
1.3可在告急状况下组委行车制动用。
二、EPB的功效
2.1根基功效：颠末历程按钮完成传统手刹的静态驻车和静态开释功效。
2.2静态功效：行车时，若不践踏板刹车，颠末历程EPB按钮，一样也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成制动功效。
2.3“熄火节制”情势：当汽车拔钥匙熄火时，自动启用驻车制动，发念头不打火驻车不能消弭。
2.4开车开释功效：当驾驶员开车时，踩油门，挂挡后自动消弭驻车。
2.5启动束缚：焚烧封闭，开释束缚情势（掩护儿童），不必操纵制动踏板，便可开释束缚情势。
2.6告急开释功效：当电子驻车没电须要消弭驻车时，可用特地的开释东西开释驻车。
三、拉线式EPB的构成及各部件的感化
3.1拉线。拉线和传统的驻车体系中拉线所起的感化完整一样，便是把力从EPB总成通报到驻车制动器上完成驻车功效。拉线式EPB有单拉线和双拉线两种。
单、双拉线有各自的长处和错误谬误。比拟较起来双拉线有较大的拉线效力，拉线路程短，但支配没单拉线矫捷，发生不异的拉力，节制器须要加载的力大。任务时，双拉线EPB节制器同时动员两根拉线活动，动员制动器驻车，而单拉线时，EPB节制器是只动员了一根拉线，尔后颠末历程拉索均衡器此拉线动员前面的两根拉线驻车。
单拉线模样形状的EPB，一根拉线动员两根拉线的道理为：第一根拉线的芯线在节制器的动员下发生挪动，其动员拉线向右挪动，尔后因为第一根拉线受力曲折，第一根拉线颠末历程牢固在其拉线护套下面的均衡器动员拉线1向左挪动，从而完成了一根拉线动员两根拉线挪动的方针。
3.2按钮。颠末历程按或拉按钮节制EPB驻车和消弭驻车，按钮上有背景灯，提示驾驶者是不是已任务。
3.3告急东西。在EPB因断电不任务时，完成驻车消弭功效。
3.4机电。EPB任务时的能源来历，由其来动员齿轮机构任务完成驻车。（有人仅靠电子驻车纸面意思可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许会担忧驻车后，闪现没电的环境怎样办？现实上电子驻车只是靠电触发齿轮机构任务，终究使车长时候驻车的仍是机械机构，并且国度律例中也明白请求，驻车要用靠得住的机械机构来完成）。
3.5齿轮机构。差别厂家EPB的此局部机构的任务道理不必然不异但其感化是一样的。都是力的通报机构，把力由机电齿轮的动弹转化成拉线标的方针上力。其齿轮布局的任务道理如右图机电动员拉线地点的外齿轮机构和内齿轮机构扭转，因为扭转标的方针相反，动员毗连在表里齿轮机构的拉线活动，完成驻车。
3.6ECU和传感器。ECU用来节制EPB对外的信息互换和反映。传感器用来感到拉力的巨细。
四、EPB总成的任务道理和其功效的完成道理
4.1EPB总成的任务道理。拉线式EPB任务道理为：颠末历程开关给ECU一个通断旌旗灯号，EPB的ECU节制机电遏制扭转，尔后由外部的齿轮机构把此力输出到拉线上，由拉线动员制动器遏制驻车。
4.2EPB各功效的完成道理
（1）根基功效。最根基的功效，静态开释和静态驻车功效，颠末历程按钮驻车和消弭驻车此任务道理简略，也便是下面的EPB任务道理。
（2）EPB卖点之一的静态功效。当车外行车状况，速率大于12km/h,若按下EPB按钮，ECU批示马达动员拉线驻车，当车轮要抱死，有滑移的偏向时，ECU颠末历程CAN取得这个旌旗灯号后，会使拉线力减小，以便不使车轮抱死，如斯轮回，直至车停下为止。固然EPB有此功效，但各个EPB厂家，并不保举客户把EPB看成行车制动器操纵，并且还明白请求客户，此功效只能在惯例制动器生效或不可操纵踏板的告急环境下才能操纵，这是因为外行车中，驻车制动器启动后，那末就把制能源全数加在后轮，对后制动器的侵害是很大的。
（3）“熄火节制”情势。发念头熄火后，颠末历程CAN把此信息通报给ECU，ECU批示EPB驻车。
（4）EPB的别的一卖点功效：开车开释功效。要完成该功效，则EBP体系须要晓得驾驶员是不是但愿车辆起头行驶。对自动挡车辆来讲，EPB可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许颠末历程变速器信息及油门信息领会车辆状况。尔后ECU批示EPB开释驻车。而敌手动挡车辆来讲，原本的设置装备摆设所能供给的信息没法确认驾驶员的希冀。为了完成该功效，须要在车辆上加装档位传感器及聚散器传感器。
（5）告急开释功效。用特地开辟的告急开释东西来完成此功效。东西的任务道理为，用特地开辟的EPB东西，先拔出告急东西孔，尔后扭转，使齿轮旋动弹员涡杆挪动，消弭驻车。偶然为了使消弭驻车便利，或便利于操纵刚性的告急开释东西，也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许操纵易曲东西，完成历程为：把告急开释东西由刚性改成可曲折的易曲东西，尔后按照EPB的支配位置，设想公道的导向管，设想导向管的准绳为将来在操纵东西时比拟便利，不须要拆卸别的整机，或钻到车下。导向管一端，别的一端牢固死在电子驻车东西孔上，操纵时，掏出告急东西，把东西从导向管端拔出，顺着导向管，把东西毗连到电子驻车上，尔后动弹东西摇把，便可开释驻车。在开辟易曲东西中须要正视的是：1.东西的易曲长度不能太长不然会因东西曲折端太长而使通报到电子驻车的力矩消弭不了驻车。2.导向管歪曲的幅度不能过于大，不然东西在颠末历程导管时的难度就很大，乃至通不过导管。
五、拉线式EPB的支配
5.1EPB的支配
EPB的支配须要正视以下几点：
（1）若EPB支配在车身下，要设想公道的支架，力图把EPB包起来，避免车底下高速飞起的石子打在EPB壳体上。（2）正视保证EPB四周的温度不能太高，要在其任务温度规模内。（3）正视挑选公道的缓冲垫来起到防震的功效。（4)EPB位置的挑选，要斟酌到将来告急东西操纵的便利性。
5.2拉线的支配
拉线的支配须要正视以下几点：
（1）拉线之间的空隙请求，须要知足必然请求。（2）单拉线式。EPB是由一根拉线动员前面两根拉线来完成驻车的，为了完成一根拉线动员二根拉线，以是支配时必然要保证第一根拉线的结尾是可挪动的，不能在此处做支架给其牢固死。
六、论断
EPB是迩来研讨的首要功效之一。它替换了手驻车制动，用电子按钮完成泊车制动，且节流了车箱外部的空间。合适此刻花费者们但愿在车内拆卸更多的根基设置装备摆设和功效的这个趋向。是以设想玲珑的EPB倍受喜爱。今朝电子驻车在外洋已操纵的比拟遍及。在未几的将来电子驻车也会几次拆卸在中国的汽车上。
参考文献：
舒华，姚国平.汽车电子节制手艺.北京．公民交通出书社，2002.
电气自动化节制手艺，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成节制体系的自动化，晋升工艺的运转程度。电气自动化节制是一类新型的手艺，焦点是电子手艺，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许大面积地操纵到装备行业中。电气自动化节制的手艺才能高，颠末历程差别手艺的彼此配合，完成电气自动化的运转节制，并且自动化节制是电气运转中的焦点，保证出产的切确性和运转速率。电气自动化节制可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许以少许法式节制多个变量，各个节制东西处于彼此配合的状况，晋升了体系操纵的程度，监视被控东西的运转历程，时期批改被控东西的运转状况，使其具备精确、公道的运转体例。
2 电气自动化节制手艺的成长
2.1 智能化
电气自动化节制手艺下的产物、体系等，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许按照指令智能化的完成操纵，简化操纵办事的流程。智能化是电气自动化节制手艺的首要成长标的方针，恰是因为智能化的请求，促使电气自动化节制手艺与信息手艺、通信手艺彼此融会，正视手艺中的机能开辟，表现手艺节制的速率。
2.2 节俭化
节俭化成长，是指电气自动化节制手艺操纵中完成了节能与环保。比方：电气自动化节制手艺在照明体系中的操纵，其可帮助操纵新能源，同时节制照明灯具的操纵，耽误灯具的操纵寿命，既可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许保证能源操纵的效力，又可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许前进照明装备的品德。
2.3 信息化
电气自动化节制手艺的信息化成长，改良了手艺运转的体例，使电气自动化中，以信息节制为底子，引进互联网、物联网等现实，撑持电气自动化的节制运转。
2.4 统一化
电气自动化节制手艺拉近了各个行业之间的距离，融入各项手艺的同时，朝向统一化的标的方针成长。在电气自动化节制手艺的感化下，行业间遵守不异的设想规范，操纵体例、掩护计谋等，都渐渐统一，在降落行业扶植难度的同时，表现统一化成长的上风[1]。电气自动化节制手艺的统一化成长，消弭行业之间潜伏的成长抵触，晋升行业资本的操纵效力，加速了信息传输、操纵的速率。
3 电气自动化节制手艺的操纵
3.1 财产
财产是操纵最遍及的行业，因为财产规模较大，对电气自动化节制的须要大，以是我国自动鞭策电气自动化节制手艺在财产中的操纵，努力于改良传统财产的经营体例[2]。PLC是电气自动化节制手艺的首要元件，其为一项可编程逻辑节制器，以财产企业为例，阐发PLC的操纵。该财产为机械建造企业，基于PLC的电气自动化节制手艺，为机械建造体系供给了相干的节制，PLC按照机械建造的须要，编写了操纵指令和逻辑运算法式，简化了机械建造出产体系的操纵，并且PLC的精确度高，躲避了该企业出产的偏差，完成了机械建造的自动化、信息化出产，PLC写入编程后，节制了机械建造的历程，同时节制机械建造的参数，包罗尺寸、温度信息等，按照该企业机械建造的指令，构成闭环出产体例，优化机械建造的工艺流程，并且该企业在PLC中设想了PID模块，颠末历程PID子法式，精确节制PLC的外部编程，防备机械建造中闪现题目。
3.2 交通业
电气自动化节制手艺在交通业中的操纵，不只表此刻车辆运输上，还表此刻红绿灯、监控体系等方面。车辆上的元件、器件等，根基都是电气自动化节制手艺的表现，供给专业的自动化节制，保证车辆通行的宁静[3]。比方：电气自动化节制手艺在电子眼中的操纵，代替差人法律，完成自动化的违章取证，电子眼监视交通体系中的车辆运转，抓拍守法行动，提交到交通局的操纵体系内，加重了交通法律的任务承担，电气自动化节制手艺弥补了电子眼的缺点，促使其可更精确、更疾速、更清晰地完成抓拍取证，晋升电子眼对交通运输的监控才能，有用节制电子眼的运转，以避免交通法律中闪现缝隙。我国各地当局在交通业扶植中，自动引进电气自动化节制手艺，完美交通监控体系，今朝，测速器、屏显等多个交通名目中，均触及到电气自动化节制手艺的操纵。
3.3 农业
农业是我国经济成长的底子撑持，为了鞭策农业的出产，引入电气自动化节制手艺，周全扶植智能农业，加速农业机械化的成长速率。以某地域农业中的大棚莳植为例，阐发电气自动化节制手艺的操纵。该地域传统的大棚莳植，是按照农人莳植履历分派任务，一旦节制不好温度、湿度，即会影响大棚莳植的经济效益。研讨职员将电气自动化节制手艺引入到大棚莳植内，以育秧大棚为东西，构建智能节制体系，大棚内拆卸差别属性的无线传感器，特地搜集大棚内的环境参数，如：光照、含水量等，遏制自动化的信息收罗，传感器收罗的旌旗灯号传输到节制中心，比对规范的参数方针，莳植职员把握大棚育秧的现实环境，同时按照对照功效调理大棚内的环境，长途节制特定的装备。该大棚外部拆卸了高清视频，一样接入到节制中心，莳植职员可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许随时检查育秧的状况，电气自动化节制手艺的操纵，帮助构建办理平台，别离为四个功效模块，散布是传感收罗、视频监控、智能阐发和长途节制，全体节制育秧大棚的成长环境，为幼苗的培育供给优良的环境。
3.4 办事业
人们对办事业的须要很是大，方针是便利人们的平常糊口，出格是在电子产物上，更是表现出办事业对电气自动化节制手艺的须要。糊口中的电子产物，大多操纵了电气自动化节制手艺，如：智妙手机、ipad、跑步机等，标明电气自动化对办事业市场的鞭策感化[4]。近几年，电气自动化节制手艺的操纵，由办事业的电子产物，渐渐转型到企业内，比方：餐饮办事中的“机械换人”观点，餐厅内，机械人代替野生办事，供给点菜、传菜等办事，机械人是餐饮业的成长趋向，标明电气自动化节制手艺的首要性，此项手艺在“机械换人”中，起到自动化的节制感化，是机械人开辟中不可贫乏的手艺。
4 竣事语
电气自动化手艺的成长和操纵，标明了该项手艺外行业经营中的首要性，知足我国社会行业扶植的根基须要。按照电气自动化节制手艺的操纵，落实成长计谋，充实阐扬电气自动化节制手艺的潜力，保证其在将来的应代价。电气自动化节制手艺的成长和操纵，必须合适古代企业的须要，由此才能规范节制手艺的现实操纵。
参考文献
[1]贤阳.操纵手艺的成长是财产电气自动化体系的关头—2007年纽伦堡电气自动化（体系和部件）博览会纪实[J].自动化博览，2008，Z1：28-30.
[2]吴琦.煤矿电气自动化节制手艺中单片机的操纵[J].硅谷，2015，3：118+120.
1. 前言
EDA(Electronics Design Automation,电子设想自动化)手艺是古代电子学的标记，是微电子设想范畴的一场反动,而基于EDA手艺的芯片设想正成为电子体系的支流。跟着微电子手艺的迅猛成长，电子设想手艺跨过了三个阶段。①20世纪五十年月：小规模集成电路（SSI）和中规模集成电路（MSI）用来设想硬件体系；②七十年月：以微处置器为焦点的软件编程设想；③八十年月末至今：硬件体系集成设想，即体系芯片(SOC)和公用集成电路(ASIC)设想，是21世纪微电子手艺成长的重点。
本文首要论述了接纳前进前辈的EDA东西MAX+plusⅡ对10MHz自动频次计遏制设想的历程。论文参考。在此设想中咱们接纳此刻国际风行的VHDL硬件描写说话对CPLD遏制编程，并颠末历程MAX+plusⅡ平台对设想遏制仿真考证，终究完成设想的请求，用单片CPLD完成10MHz频次计的功效。
2. 单片自动频次计的设想
数字化、智能化、自动化和小型化是古代丈量仪器的成长标的方针。论文参考。具备50多年成长汗青的频次计是尝试室中经常使用的仪器之一，它已成为一种典范的数字化、智能化、自动化的丈量仪器，并愈来愈趋于小型化。单片自动频次计以单片可编程器件为载体，操纵VHDL说话，完成10MHz之内频次的自动丈量。该频次计用可编程器件一片，10MHz晶体振荡器一块和4位七段LED闪现器。
若是说微电子手艺鞭策了以计较机、因特网、光纤通信等为代表的信息手艺的高速成长，转变了人们的糊口体例，使得常识经济初见眉目，那末跟着信息手艺的成长，大容量光纤通信收集的扶植，光电子手艺将起到愈来愈首要的感化。美国商务部指出：“90年月，全天下的光子财产以比微电子财产高良多的速率成长，谁在光电子财产方面取得自动权，谁就将在21世纪的尖端科技较劲中夺魁”。日本《呼声》月刊也有近似的批评：“21世纪具备代表意思 的主导财产，第一是光电子财产，第二是信息通信财产，第三是安康和福利财产……”，可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许断言，光电子手艺将继微电子手艺今后再次鞭策人类迷信手艺的反动。
1 天下光电子手艺和财产的成长
光纤通信手艺的成长速率远远跨越此刻人们的预感，光纤已成为通信网的首要传输前言，此刻天下上约莫有60%的通信营业经光纤传输，到20世纪末将到达85%，但从今朝光纤通信的全体程度来看，仍处于低级阶段，光纤通信的复杂潜力还不完整开辟出来。今朝，各种新手艺层见叠出，麋集波分复用手艺（DWDM，在统一根光纤内传输多路差别波长的光旌旗灯号，以前进单根光纤的传输才能）、掺铒光纤缩小器手艺（EDFA，可将光旌旗灯号间接缩小，具备输出功率高、噪声小，增益带宽等长处）已取得冲破性停顿并取得遍及的操纵。此刻DWDM体系和光传输装备中，光电手艺的比例将从曩昔比重不到10%到达90%。一种全新的、无需遏制任何光电变更的光波通信——“全光通信”，因为波分复用手艺和掺铒光纤缩小器手艺的停顿，也日益成熟，将在高出承平洋和大泰西的通信体系上初次操纵，给环球的通信业带来兴旺朝气。为此供给撑持的便是半导体光电子器件和部件。光电子器件和手艺已构成一个疾速增添的、复杂的光电子财产，对公民经济的成长起着愈来愈大的感化。美国光电子财产复兴协会估量，到2003年，光电子财产的总产值将达2000亿美圆。
Internet操纵的飞速增添对电信骨干网带宽提出愈来愈高的须要，为知足须要的增添，人们可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许铺设更多的光纤，或靠前进单路光的信息运载量（此刻骨干网可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许别离任务在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性装备）。但更首要的体例倒是靠成长波分复用手艺，增添光纤内通光的路数（光波分复用的尝试记实已到达2.64Tbps）。波分复用手艺的遍及操纵为光电子器件和部件供给了广漠的、疾速增添的市场。无穷计谋公司的报告指出：“旌旗灯号传输用 1.31μm和1.55μm激光器市场1999年到达13亿美圆，比客岁增添23%；1.48μm旌旗灯号缩小用激 光器1999年市场份额到达1.6亿美圆，比客岁增添33%；980nm旌旗灯号缩小用激光器发卖额达2.9 亿美圆，比客岁增添121%。全数激光器市场的份额1999年达18亿美圆，预期2003年将到达30 亿美圆”。美国通信财产研讨公司（CIR）的研讨展望，北美市场光电子部件的市场规模将由今朝的28亿美圆增添到2003年的61亿美圆，约每一年增添18.5%。麋集波分复用装备发卖额也将从1998年的22亿美圆增添到2004年的94亿美圆。报告称固然10年内全光通信还不会周全贸易化，可是全光互换将在几年内成为市场支流，报告也指出固然光学部件市场被至公司所据有，但仍有立异性公司进入的可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许。
2 我国的光电子手艺和财产
近10年来我国光电子手艺研讨在国度“863”打算和有关局部的撑持下有了突飞大进的停顿，在良多范畴同外洋前进前辈国度只要两三年的距离，个体范畴还处于天下抢先位置。
国际光电子有关财产基地在光电子器件、部件和子体系（如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件）等已占据了国际较大的市场份额，开端具备同外洋至公司协作的才能，在毫无市场掩护的环境下，靠本身的气力争得了一席之地，市场营销逐年有较大的增添，个体产物还取得国际市场相干产物中的销量最大的成就。我国呼应研讨成长基地和本范畴高 手艺公司的良多产物弥补了国际相干产物的空缺，突破外洋产物在市场上的把持位置，同时争夺进入国际市场。
掺铒光纤缩小器（EDFA）是高速大容量光纤通信体系必需的关头部件，国际企业产物占国际市场40%的份额。我国也是今朝国际上大都几个有才能研制PIC和OEIC的国度。808nm大功率激 光器及其泵浦的固体绿光激光器，670nm红光激光器已产物化和商品化并批量占据国际市场。国际挪动通信的光纤直放站所用的光电器件，90%操纵国产器件，国产1.55μmDFB激光器 降服了外洋器件，占据了100%的国际市场。
中图分类号：G642.0 文献标记码：A 文章编号：1674-9324（2012）03-0098-02
跟着数字电子手艺、集成电路设想、建造手艺的高速成长和遍及操纵，多量学科纷纭呈此刻高档教导的课程设置中，如DSP、嵌入式体系、SOPC、PLD、EDA、硬件描写说话等。这些课程引领电子手艺的成长标的方针，把作为这一范畴专业底子课的《数字电子手艺》的位置和首要性也推到了史无前例的高度，同时也对数字电子手艺课程的讲授内容提出了极大的挑衅！但是，难以悲观的是今朝国际大都闻名高校该课程的课本几多年来跟着版本的更新，内容变更并不大。可喜的是，最近几年来有个体教员对《数字电子手艺》课本做了很是斗胆的鼎新，比方，有课本大篇幅地增添了可编程逻辑器件及操纵，使先生在讲堂上的大局部时候用于进修把握古代电子手艺设想体例；也有课本将微型计较机道理和数字电子手艺合二为一，将微处置器布局作为数字电子手艺的一个操纵实例，如许不只消弭传统数字电子手艺内容零星的缺点，同时也将微型计较机道理课程和数字电子手艺课程无机地连系在一路，并可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许削减学时数，便利课程支配。作者早在参考文献[1]中也提出这类鼎新打算，但因为讲授内容的多量修改常常牵涉到讲授打算和几门课程的鼎新等题目，影响面比拟大。是以，多年来各闻名高校仍然按兵不动。本文在尽可能不影响讲授打算的条件下，针对今朝的大都课本内容提出几点倡议。
一、数字电子手艺的成长和课程首要性先容
国际外大都课本的开篇都是直入主题，对《数字电子手艺》课程的首要性、电子手艺的成长、课程特色及进修体例等题目很少先容。如许使得先生在刚开课时就接管多量新观点，究竟功效数字电子手艺是走进数字时期的第一入门课程，由摹拟天下到数字天下有些转弯太急。别的，开篇不先容电子手艺成长和一个典范操纵，常常使先生学到最初城市感受内容零星，渐渐落空了进修乐趣。这类大转机性课程有须要先容电子手艺的成长和遍及操纵，先容电子手艺的成长，不只使先生可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许领会该学科前沿手艺及今朝操纵状况，开导先生立异才能，也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许让先生体味EDA软件在古代电子手艺设想中的感化，在课程进修历程中自觉进修和操纵EDA软件遏制仿真尝试，激起先生进修乐趣，引发先生对课程的充足正视，同时也给先生一个顺应历程。课本中先容课程的首要性是很是须要的，数字电子手艺已渐渐渗入到各个行业及范畴，鞭策着天下步入数字化时期，进入21世纪，数字电子手艺将持续增进人类在各个范畴的周全前进。作为走向数字化时期的第一门课程，首要性显而易见。别的，应当夸大先生应当进修一些甚么？课程各章节的首要性和彼此干系等。《数字电子手艺》作为一个转机性和走向数字化时期的底子课程，也能鼓动勉励之前进修较差的先生，将《数字电子手艺》课程作为一个新的进修出发点，走向夸姣将来。别的，电子手艺课程也是良多高校某些专业的考研课程，对今后想考研的先生提早奉告也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许引发先生对该课程的高度正视。《数字电子手艺》课程现实性很强，要在课本中夸大高度正视尝试关键，先容操纵EDA软件遏制电路的设想和阐发体例。鼓动勉励先生在尝试中碰到题目时要有自动自动阐发题目和处置题方针心态，在不时处置题方针中前进自傲和科研脱手才能。
二、现实讲授和尝试内容的配合
今朝大都课本不包罗尝试内容，并且EDA内容先容很少乃至不，尝试与讲授配合不是很慎密。若是课本中尝试内容像每章后的功课一样支配，在课本中每章今后间接给出考证性尝试和设想性尝试内容，并增添EDA仿真尝试，使先生一路头就进修和操纵古代电子设想不可或缺的一些EDA东西，使数字电子手艺的讲授关键接纳“黑板+PPT+EDA仿真”的情势，如许不只使课程与尝试跟尾慎密，加深先生对所学现实常识的懂得，操纵课外学时也处置了尝试时候无穷的题目。同时，EDA仿真环境的开放性为设想性和摸索性尝试供给了尝试环境，降服了什物尝试中硬件耗损带来的资金压力和尝试平台数目和开放时候的限定，对前进先生的综合本质、培育先生的自立进修和立异才能、激起先生自动摸索未知事物的进修热忱具备出格的感化。固然，走进尝试室熟习硬件、搭接电路、调试电路等尝试历程对培育先生现实脱手才能、阐发题目和处置题方针才能具备首要意思。
三、加强现实操纵例子
参考微处置器硬件电路，更新课本内容，使现实与现实相连系。《数字电子手艺》的重点是阐发和设想电路，也是微处置器课程的首要底子。若是能将局部内容和后续微处置器课程连系将会极大前进先生进修乐趣。今朝课本中的良多操纵实例陈腐且不连系现实，参考文献[1]中详细申明了存在的题目，在此举例申明并提出倡议，比方：组合逻辑电路中的中规模集成器件（MSI）及操纵，几近一切的课本都是先容观点、详细某器件标记图、功效表及操纵等，先容的大都器件型号比拟陈腐且操纵先容与现实都有很大距离。比方，编码器从先生熟习的键盘引出编码的观点和编码器的感化后，大都课本给出的集成编码器型号在现实中很少用到，应当增添现实键盘扫描道理电路先容和适用的键盘编码器，比方16键盘编码电路74C922（CMOS工艺手艺建造，任务电压3-15V，“二键锁定”功效，编码输出为三态输出，可间接与微处置器数据总线相连，外部能完成4x4矩阵键盘扫描）。译码器操纵几近一切课本都是先容用74LS138译码器完成逻辑函数、多路分派器等，而不先容其最为首要的地点译码感化，若是先容三态门时增添或加强总线布局，在译码器操纵中就很轻易引入地点译码器的地点译码感化。实在，在先容数字电子手艺相干内容时，将其操纵延长到微型计较机的布局，比方，间断节制逻辑须要的优先编码器、地点译码器、总线布局、键盘编码、存储器、时钟和复位电路等，在《数字电子手艺》课程最初将很轻易搭建起一个计较机简化布局模子。这不只将《数字电子手艺》零星的内容融为一体，并且在进修各个局部时，先生也会更有乐趣，也有助于后续课程呼应内容的懂得和学时紧缩。
四、思虑典范操纵
良多课本或多或少都援用了之前课本的一些典范操纵实例，致使重版或新出书课本都不稳重斟酌也照搬后人的实例，功效构成大大都的《数字电子手艺》课本中都存在有题方针设想实例。比方，串行序列检测电路设想，在参考文献[2]中作者已提出该题目并引发了一些教员的正视，但大都课本题目仍然存在；另有同步JK触发器，个体课本以为在CP=J=K=1时，JK触发器状况翻转一次，有教员就针对该题目颁发了论文，以为按照JK触发器状况变更干系：00稳定、11翻转、别的随J变。是以，CP=J=K=1时，JK触发器状况应当按照Qn+1=■n=1的纪律并以各级门电路提早时候之和为时候距离，不时地翻转，直到CP有用高电平竣事为止。实在这些说法都不准确，颠末历程现实阐发和仿真尝试可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许证实，CP=J=K=1时，JK触发器输出为：，Qn=■n=1，0n和■n不再互补，并且当CP变为低电日常平凡，输出不肯定。这是因为触发器中构成反映的两个门的输出，在CP=J=K=1时，都为Qn，■n=0。这些题目申明即便是大都课本中都援用的内容也须要编写课本的教员细心斟酌和思虑。
五、加强可编程逻辑器件道理和操纵先容
良多大规模、超大规模及公用集成电路产物的问世，出格是高密度可编程逻辑器件的疾速成长，使得古代数字节制体系几近成为两片体系――微处置器+可编程逻辑器件。作为工科院校专业底子课程之一的《数字电子手艺》，其大局部内容和现实操纵明显存在较大差别，不顺应古代电子手艺成长和操纵须要，鼎新课本内容燃眉之急。课本中的典范内容比方，数字逻辑底子、集成逻辑门、存储器等须要保留，对小规模集成逻辑门的剖解有益于懂得集成器件的外特征和机能方针，准确操纵器件公道设想电路，也利于把握统一数字逻辑系列大规模集成器件的操纵体例；触发器、基于门或触发器的组合或时序电路的阐发和设想、中规模器件电路、脉冲发生与整形等要进一步精简；扩大可编程逻辑器件操纵，加强古代电子设想体例的先容和尝试练习很是须要，良多课本固然加强了PLD内容，但讲授并没跟上。本文在尽可能不影响讲授打算的条件下，对今朝的课本内容提出几点倡议，旨在渐渐更新课程内容，顺应古代电子手艺飞速成长和操纵的须要。希冀和同业们配合摸索出更好的课本和讲授鼎新打算。
参考文献：
[1]宁改娣，杨拴科，王建校.数字电子手艺课程讲授鼎新切磋[C].中国电子教导学会会刊.2000.
作者简介：吴晓刚（1981-），男，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，副传授；周美兰（1962-），女，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，传授。（黑龙江 哈尔滨 150080）
基金名目：本文系黑龙江省高档教导讲授鼎新名目（名目编号：JG2201201107）、哈尔滨理工大学高档教导研讨重点名目（名目编号：A201200004）的研讨功效。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0098-02
跟着汽车财产的成长，电子手艺在汽车上的操纵已成为汽车设想研讨局部斟酌汽车布局鼎新的首要缘由。在外洋，均匀每辆汽车上的电子拆卸在整车本钱中占20%～25%，一些奢华轿车上装有40多个微处置器，有的汽车电子产物乃至占整车本钱的50%以上。良多汽车建造商都以为，增添汽车电子装备的数目，增进汽车电子化是篡夺将来汽车市场的有用手腕。[1]
在对汽车电子手艺的讲授研讨中，文献[2]提出优化“汽车电子与节制”设置装备摆设课程的内容、鼎新布局体系、鼎新讲授体例和手腕、加强尝试扶植和课程设想关键等鼎新思绪。文献[3]阐发了“汽车电子节制手艺”课程在现实讲授和现实讲授方面的题目，提出了矫捷多样的现实讲授鼎新打算和接纳名目讲授法等加强现实关键讲授的倡议。文献[4]先容了汽车电子节制手艺课程佳构尝试名方针设想思惟、首要关键及详细现实。文献[5]将假造仪器LabVIEW软件操纵于汽车电子手艺综合性和设想性假造尝试中，并遏制了尝试讲授的现实。文献[6]开辟了汽车电子节制体系尝试讲授所须要的嵌入式体系，完成了尝试箱硬件及讲授尝试所需的撑持软件，并在此底子上展开了讲授现实。文献[7]先容了在电子信息工程专业开设汽车电子系列特色课程的研讨。
在汽车电子中，触及到电力电子手艺的内容凡是称为汽车电力电子手艺，并且成了电力电子手艺的首要分支。哈尔滨理工大学（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业下的电力电子标的方针，在汽车电子研讨上已有了十几年的底子。在依靠汽车电子驱动节制与体系集成教导部工程研讨中心和黑龙江汽车电子手艺研讨中心科研基地的底子上，构成了以新能源汽车能源体系节制和汽车电子驱动节制为特色的研讨标的方针，并培育了多量的硕士研讨生和博士。是以，为了在本科讲授中表现我校电气工程及其自动化专业的办学特色，连系在汽车电子标的方针上的研讨功效，在2010年拟定的电气工程及其自动化专业电力电子标的方针本科生培育打算中，出格增设了“汽车电子手艺”专业标的方针选修课。本文以“汽车电子手艺”课程作为研讨和现实东西，颠末历程课程布局优化设置和查核体例鼎新，连系现场讲授和研讨性讲授的讲授体例，完成具备特色的专业选修课讲授。
一、“汽车电子手艺”课程布局
“汽车电子手艺”课程开设在大学四年级上学期，为专业选修课程，2学分，共32学时。此中现实讲授22学时，现实讲授10学时。按照电气工程及其自动化专业的底子课程战争台课程设置，连系汽车电子手艺的首要特色，“汽车电子手艺”课程的现实讲授可分为6个模块，如图1所示。
在“汽车电子手艺”课的现实讲授关键中，第一局部，先先容汽车电子的根基观点，回首汽车电子手艺的成长汗青，颠末历程实例阐发先容汽车电子对汽车宁静与节能的影响，连系电气工程及其自动化专业的相干常识，报告汽车电子与电力电子的干系。
第二局部，先容汽车电子手艺中经常使用的器件。包罗光电、霍尔、电阻等各种传感器，经常使用于汽车电子节制体系中的单片机选型及选用按照，汽车电子节制体系中所用的交直流机电、电磁阀等履行器件的任务道理和节制体例。
第三局部，在以上先容的底子上，侧重先容汽车变速器电控、ABS体系、能源转向电控等汽车电子节制体系的设想体例，首要内容包罗电控体系开辟遵守的规范、硬件电路设想和软件编程体例，出格夸大今朝汽车电子节制体系中所用的V流程开辟情势。
第四局部，连系新能源汽车的热点题目，充实阐扬电气工程及其自动化专业常识在电动汽车方面的操纵。本门课与今朝车辆工程专业所开设的“汽车电子手艺”差别的地方在于，省去了传统以发念头作为主导的汽车能源体系节制局部，强化了电驱动体系的婚配与设想局部。该局部内容除包罗对汽车能源体系设想体例和婚配纪律的先容外，还增添了对电动汽车能源体系节制的普通体例先容。
第五局部，先容汽车电器体系，包罗汽车仪表体系、灯光照明体系、电动门锁体系、电动车窗、电动后视镜、电动天窗、电动座椅、车载空调体系、车载声响体系、车载电视文娱体系、车载无线通信体系、电子导航与环球定位体系、智能交通体系和车载收集体系等方面的内容。
第六局部是课程的最初局部，先容汽车电子节制体系中靠得住性的评估规范和普通的毛病诊断体例。
以上六局部构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子手艺”现实讲授的首要内容。
在“汽车电子手艺”课程的现实讲授历程中，首要有尝试和课程设想两种体例。尝试课作为先生在校内完成现实接洽现实的一种比拟有用的手腕，先生颠末历程尝试可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许加深对课程现实常识的懂得，并可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许培育必然的现实才能。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子手艺”尝试课的设置上，首要分为5个局部，如图2所示。
课程设想是前进先生阐发题目和处置题目才能的首要手腕，它岂但可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许使先生加深对现实和尝试课程的懂得，并且可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许使先生将所学的课程内容与相干课程综合起来，前进了常识的操纵才能。[8]“汽车电子手艺”是一门现实性很强的课程，课程设想首要连系我校电气工程及其自动化专业平台课的常识，以电动汽车节制体系作为设想方针，让先生连系电力电子手艺的相干常识遏制设想。
二、“汽车电子手艺”课程讲授体例的鼎新
对“汽车电子手艺”课程来讲，触及到的汽车电子节制体系单靠说话描写是很难讲清晰的，而颠末历程传统的板书讲授体例，也很难清晰勾画出汽车电子节制体系的道理和任务历程。是以本门课在讲课体例上接纳多媒体讲授的体例，颠末历程多媒体课件建造出的动画及表示图等来展现汽车电子节制体系的布局、构成及任务道理，使讲授的内容直观清晰，易于懂得。
在“汽车电子手艺”课程的讲授历程中，除普通的多媒体讲堂讲授外，还接纳了现场讲授连系研讨性讲授的讲课体例。现场讲授即依靠我校汽车电子驱动节制与体系集成教导部工程中心的尝试平台，使先生到工程中心观赏现场演示，并试用工程中心开辟的汽车电子产物尝试样机。这些讲授手腕可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许使先生对汽车电子的功效及开辟有更直观的熟悉。除此以外，讲授内容中以汽车电子产物的名目开辟作为主导。比方在“汽车电子节制体系的设想”这局部内容讲授时，可从头至尾以工程中心开辟的汽车变速器节制单位作为东西，从汽车电子产物开辟的后期调研、打算论证，到中心关键的样机开辟、功效考证，再到最初关键的样机标定、测试等遏制全方位的先容。颠末历程如许的讲授，先生对汽车电子的理性常识加深，在现实进修中的方针就会变得明白，清晰地熟悉到须要把握的首要内容。
三、“汽车电子手艺”课程查核体例
为了有用地构造讲授，凸起“汽车电子手艺”课程的现实性，鼎新了这门课程的查核体例。我校其余专业课程的查核体例大局部是以日常平凡成就占30%，期末卷面成就占70%的比例遏制综合评定。而因为“汽车电子手艺”课程面向电气工程及其自动化专业电力电子标的方针的本科生，选课人数根基保持在40～60人规模内，如许的人数规模便于讲课教员遏制小规模内的专业指点，是以在查核体例上提出了日常平凡成就、功课成就、尝试成就、课程设想与专业论文撰写相连系评定的体例。与其余课程差别的地方还在于，其余课程支配的课程设想都是终究给定一个自力的成就，而作为专业选修课，本门课程的课程设想成就只是终究成就的此中一局部。
今朝该门课程的查核接纳日常平凡成就占10%，功课成就占10%，尝试成就占10%，课程设想占30%，专业小论文占40%的比例权重遏制成就的评定。如许做的益处是，岂但可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许充实阐扬本门课现实与现实慎密连系的特色，并且可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许充实激起先生的进修乐趣，培育先生的团队协作精力。
专业小论文作为查核的首要局部，在撰写历程中，讲课教员起首操纵2学时的时候对先生遏制科技论文撰写的培训，尔后指导先生充实操纵黉舍藏书楼的资本，按照各自分派到的科技论文主题遏制文献的检索；先生分红了3至4名成员一组，挑选对于汽车电子的主题名目，可倡议主题为电动汽车整车节制器的设想、汽车防抱死ABS体系设想、汽车自动变速器节制体系设想等，先生也可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许本身提出新的主题。给定主题一段时候今后，先生提交科技论文，并以学术集会的情势在讲堂上遏制互换，教员和其余同窗可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许自在按照报告者的内容发问，并提出定见和倡议。该局部成就可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许就地给出，如许做的益处是激起先生的自动性，所给定的成就可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许完成客观与客观统筹的功效，令一切同窗佩服。
四、论断
按照“汽车电子手艺”现实与现实慎密连系的特色，连系所开设课程在电气工程及其自动化专业的现实环境，提出了讲授中课程内容优化设置装备摆设，现场讲授连系研讨性讲授的讲课体例；查核上提出了日常平凡、功课、尝试、课程设想与科技论文撰写相连系的体例。颠末历程这些讲授鼎新，前进先生进修的自动性和自动性，真正可以或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许或许在无穷的学时内取得最适用的常识，加强先生的现实才能。
参考文献：
[1]李建秋，赵六奇，韩晓东.汽车电子学教程[M].第2版.北京：清华大学出书社，2011.
[2]周雅夫，连静，李琳辉，等.《汽车电子与节制》课程讲授鼎新的探析[J].科技立异导报，2010，（16）：190.
[3]赵科.汽车电子节制手艺讲授切磋[J].新西部：现实版，2011，（27）：221-222.
[4]赵秀春，徐国凯，陈晓云.汽车电子节制手艺佳构尝试名目设想与现实[J].大连民族学院学报，2010，12（5）：497-499.
[5]仇成群.LabVIEW在汽车电子假造尝试讲授中的操纵[J].仪器仪表用户，2011，18（6）：97-98.
