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電子技術論文發(fā)表

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  電子技術在機電類專業(yè)作為一門基礎課程,是電學相關的各個專業(yè)的學生必修的課程之一。學習啦小編為大家整理的電子技術論文發(fā)表,希望你們喜歡。

  電子技術論文發(fā)表篇一

  淺議電力電子技術

  摘要:電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術,就是使用電力電子器件(如晶閘管,GTO,IGBT等)對電能進行變換和控制的技術。電力電子技術所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至GW,也可以小到數(shù)W甚至1W以下,和以信息處理為主的信息電子技術不同電力電子技術主要用于電力變換。

  關鍵詞:電力;電子技術;電力電子

  電力電子技術分為電力電子器件制造技術和交流技術(整流,逆變,斬波,變頻,變相等)兩個分支。現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動化專業(yè)不可缺少的一部分。

  一、電力電子學

  電力電子學(Power Electronics)這一名稱是在上世紀60年代出現(xiàn)的。1974年,美國的W.Newell用一個倒三角形(如圖)對電力電子學進行了描述,認為它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而形成的。這一觀點被全世界普遍接受。“電力電子學”和“電力電子技術”是分別從學術和工程技術2個不同的角度來稱呼的。

  利用電力電子器件實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術,有時也稱為功率電子技術。一般情況下,它是將一種形式的工業(yè)電能轉換成另一種形式的工業(yè)電能。例如,將交流電能變換成直流電能或將直流電能變換成交流電能;將工頻電源變換為設備所需頻率的電源;在正常交流電源中斷時,用逆變器(見電力變流器)將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應用電力電子技術還能實現(xiàn)非電能與電能之間的轉換。例如,利用太陽電池將太陽輻射能轉換成電能。與電子技術不同,電力電子技術變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。因此人們關注的是所能轉換的電功率。

  電力電子技術是大功率的電技術,又大多是為應用強電的工業(yè)服務的,故常將它歸屬于電工類。電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導體為基本材料,最常用的材料為單晶硅;它的理論基礎為半導體物理學;它的工藝技術為半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。電力電子電路吸收了電子學的理論基礎,根據(jù)器件的特點和電能轉換的要求,又開發(fā)出許多電能轉換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路,根據(jù)應用對象的不同,組成了各種用途的整機,稱為電力電子裝置。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統(tǒng)。電子學、電工學、自動控制、信號檢測處理等技術常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應用。

  二、電力電子技術的應用作用

  1、優(yōu)化電能使用。通過電力電子技術對電能的處理,使電能的使用達到合理、高效和節(jié)約,實現(xiàn)了電能使用最佳化。例如,在節(jié)電方面,針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調查,潛在節(jié)電總量相當于1990年全國發(fā)電量的16%,所以推廣應用電力電子技術是節(jié)能的一項戰(zhàn)略措施,一般節(jié)能效果可達10%-40%,我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應用項目。

  2、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)發(fā)達國家預測,今后將有95%的電能要經(jīng)電力電子技術處理后再使用,即工業(yè)和民用的各種機電設備中,有95%與電力電子產(chǎn)業(yè)有關,特別是,電力電子技術是弱電控制強電的媒體,是機電設備與計算機之間的重要接口,它為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術創(chuàng)造了條件,成為發(fā)揮計算機作用的保證和基礎。

  3、電力電子技術高頻化和變頻技術的發(fā)展,將使機電設備突破工頻傳統(tǒng),向高頻化方向發(fā)展。實現(xiàn)最佳工作效率,將使機電設備的體積減小幾倍、幾十倍,響應速度達到高速化,并能適應任何基準信號,實現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。

  4、電力電子智能化的進展,在一定程度上將信息處理與功率處理合一,使微電子技術與電力電子技術一體化,其發(fā)展有可能引起電子技術的重大改革。有人甚至提出,電子學的下一項革命將發(fā)生在以工業(yè)設備和電網(wǎng)為對象的電子技術應用領域,電力電子技術將把人們帶到第二次電子革命的邊緣。

  三、電力電子技術器件

  02年出現(xiàn)了第一個玻璃的汞弧整流器。1910年出現(xiàn)了鐵殼汞弧整流器。用汞弧整流器代替機械式開關和換流器,這是電力電子技術的發(fā)端。1920年試制出氧化銅整流器,1923年出現(xiàn)了硒整流器。30年代,這些整流器開始大量用于電力整流裝置中。20世紀40年代末出現(xiàn)了晶體管。20世紀50年代初,晶體管向大功率化發(fā)展,同時用半導體單晶材料制成的大功率二極管也得到發(fā)展。1954年,瑞典通用電機公司(ASEA公司)首先將汞弧管用于高壓整流和逆變,并在±100千伏直流輸電線路上應用,傳輸20兆瓦的電力。1956年,美國人J.莫爾制成晶閘管雛型。1957年,美國人R.A.約克制成實用的晶閘管。50年代末晶閘管被用于電力電子裝置,60年代以來得到迅速推廣,并開發(fā)出一系列派生器件,拓展了電力電子技術的應用領域。 電力電子電路 隨著晶閘管應用的推廣,開發(fā)出許多電力電子電路。

  四、電力電子電路器件類別

  1、將交流電能轉換成直流電能的整流電路;

  2、將直流電能轉換成交流電能的逆變電路;

  3、將一種形式的交流電能轉換成另一種形式的交流電能的交流變換電路;

  4、將一種形式的直流電能轉換成另一種形式的直流電能的直流變換電路。這些電路都包含晶閘管,而每個晶閘管都需要相應的觸發(fā)器。于是配合這些電力電子電路出現(xiàn)了許多的觸發(fā)控制電路。

  五、電子電路器件分類

  1、控制電路主要由分立的電子元件(如晶體管、二極管)組成。直到80年代后期,還用得不少。

  2、由集成電路組成。自從1958年美國出現(xiàn)了世界上第一個集成電路以來,發(fā)展異常迅速。它應用到電力電子裝置的控制電路中,使其結構緊湊,功能和可靠性得到提高。

  3、由微機進行控制。

  70年代以來,由于微機的發(fā)展使電力電子裝置進一步朝實現(xiàn)智能化的方向進步。 電力電子裝置 隨著電力電子電路的發(fā)展和完善,由晶閘管組成的許多類型的電力電子裝置不斷出現(xiàn)。如大功率的電解電源、焊接電源、電鍍用的直流電源;直流和交流牽引、直流傳動、交流串級調速、變頻調速等傳動用電源;勵磁、無功靜止補償、諧波補償?shù)入娏ο到y(tǒng)用的電力電子裝置;低頻、中頻、高頻電源等各種非工頻電源,尤其是感應加熱的中高頻電源;不停電電源、交流穩(wěn)壓電源等各種工業(yè)用電力電子電源;各種調壓器等等。這些電力電子裝置,與傳統(tǒng)的電動機-發(fā)電機組比,有較高的電效率(以容量10千瓦至數(shù)百千瓦、頻率為1000赫的電動機-發(fā)電機組為例,在額定負載下,效率η=80%,并隨負載減小而顯著降低,若用晶閘管電源,η≥92%,且隨負載變化不大),因此,有明顯的節(jié)能效果。電力電子裝置是靜止式裝置,占地面積小,重量輕,安裝方便(以焊接電源為例,與旋轉焊機相比,重量減輕80%,節(jié)能15%)。同時,電力電子裝置往往對頻率、電壓等的調節(jié)比較容易,響應快,功能多,自動化程度高,因此用于工業(yè)上不但明顯節(jié)能,還往往能提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質量,節(jié)省原材料,并常能改善工作環(huán)境。但電力電子裝置大多為電子開關式裝置,它往往對電網(wǎng)和負載產(chǎn)生諧波干擾,有時還對周圍環(huán)境引起一定的高頻干擾,這是在設計這些裝置和系統(tǒng)時必須妥善解決的。

  電子技術論文發(fā)表篇二

  淺談電子技術發(fā)展

  摘要:電子技術是始于十九世紀末,發(fā)展于二十世紀的一門新興技術,是近代科學技術發(fā)展的一個重要標志。電子技術主要是研究電子器件及其應用,因此隨著電子技術的飛速發(fā)展,各種新型電子器件和產(chǎn)品層出不窮。從而使電子技術在人們生活中得到更多的應用,滿足人們的生成和生活需求,也促進了社會建設和經(jīng)濟發(fā)展。

  關鍵詞:電子技術;發(fā)展;應用

  引言

  二十一世紀,人類進入以微電子技術、電子計算機和因特網(wǎng)為標志的信息時代,而電子電路是信息產(chǎn)生、存儲、傳輸和處理的物理基礎,因此電子技術在促進人類社會各個方面的發(fā)展起到愈來愈重要的作用。電子技術是研究電子器件、電子電路及其應用的科學技術,是其他高新技術發(fā)展的基礎,因而電子技術的飛速發(fā)展是帶動社會生成力水平提高的重要源動力。

  1、電子技術發(fā)展歷程

  電子技術是十九世紀末、二十世紀初發(fā)展起來的一種新興技術。由于物理學的重大突破,使得電子技術得以迅猛發(fā)展和廣泛應用,并促使人類科學技術水平上了一個新臺階。

  1883年美國發(fā)明家愛迪生發(fā)現(xiàn)了熱電子效應,隨后在1904年J.A.Fleming利用這個效應制成了電子二極管,并證實了電子管具有“閥門”作用,其首先被用于無線電檢波中。1906年美國的L.D.Forest在Fleming的二極管中加入了第三個電極――柵極而發(fā)明了電子三極管,從而樹立了早期電子技術上最重要的里程碑,即使人類進入了電子管時代。

  由于電子管制造成本高、體積大、能耗高、壽命短、噪聲大,并且制造工藝也十分復雜。為了解決這些問題,科學家們進行了各種嘗試。1948年美國貝爾實驗室的布拉頓、巴丁和肖克利所在的研究小組發(fā)明了一種點接觸晶體管。這是一種全新的半導體器件,它體積小,電性能穩(wěn)定,功耗低。這項發(fā)明自從1948年公布于世起,很快就應用于通信、電視、計算機等領域,促進了電氣和電子工程技術的飛速發(fā)展,從而使人類進入了晶體管時代。

  1958年,利用單晶硅材料,世界上第一片集成電路(Integrated Circuit,IC)在美國德克薩斯州誕生了,使人類進入了集成電路時代。到20世紀60年代末,在大約四分之一英寸見方的小硅片上可以集成6800個晶體管和數(shù)千個其他元件。從20世紀70年代起,集成電路技術飛速發(fā)展,各種大規(guī)模集成電路(Large Intereated Circuit)和超大規(guī)模集成電路(Very Large Intereated Circuit)層出不窮。至今集成電路的集成度已提高了500萬倍,特征尺寸縮小200倍,單個器件成本下降100萬倍。由于集成電路成本低、尺寸小、可靠性高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點,從而引起了工業(yè)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、測量系統(tǒng)以及生物醫(yī)學系統(tǒng)的革命性發(fā)展。

  2、電子技術的發(fā)展現(xiàn)狀

  現(xiàn)階段電子技術的發(fā)展狀況主要是以下三種技術為主:

  (1)DSP技術

  數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing簡稱DSP) 是指將模擬信號通過采樣進行數(shù)字化后的信號進行分析、處理,它側重于理論、算法及軟件實現(xiàn)。要實現(xiàn)這些算法,特別是要實時的完成某些算法就需要有特殊的硬件支持,這就是數(shù)字信號處理器 (Digital Signal Processor)。DSP是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領域的新興學科,隨著計算機和信息技術的飛速發(fā)展,數(shù)字信號處理技術應運而生并得到迅速的發(fā)展,特別是數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領域得到極為廣泛的應用。數(shù)字信號處理是利用計算機或專用處理設備,以數(shù)字形式對信號進行采集、變換、濾波、估值、增強、壓縮、識別等處理,以得到符合人們需要的信號形式。DSP產(chǎn)品將向著高性能、低功耗、加強融合和拓展多種應用的趨勢發(fā)展,DSP芯片將越來越多地滲透到各種電子產(chǎn)品當中,成為各種電子產(chǎn)品尤其是通信類電子產(chǎn)品的技術核心。

  (2)EDA技術

  電子設計技術的核心就是EDA技術。EDA技術即電子設計自動( Electronic Design Automation)技術,是以大規(guī)??删幊踢壿嬈骷樵O計載體,以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達方式,以計算機、大規(guī)??删幊踢壿嬈骷拈_發(fā)軟件及實驗開發(fā)系統(tǒng)為設計工具,通過有關的開發(fā)軟件,自動完成用軟件的方式設計電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的一門技術。EDA技術是一種實現(xiàn)電子系統(tǒng)或電子產(chǎn)品自動化設計的技術,與電子技術、微電子技術的發(fā)展密切相關。同時它吸收了計算機科學領域的大多數(shù)最新研究成果,以計算機作為基本工作平臺,利用計算機圖形學、拓撲邏輯學、計算數(shù)學等多種計算機應用學科的最新成果而開發(fā)出來的一整套電子CAD通用軟件工具,是一種幫助電子設計工程師從事電子組件產(chǎn)品和系統(tǒng)設計的綜合技術。EDA技術的出現(xiàn),為電子系統(tǒng)設計帶來了一場革命性的變化。

  (3)嵌入式技術

  嵌入式是一種專用的計算機系統(tǒng),是作為裝置或設備的一部分。通常,嵌入式系統(tǒng)是一個控制程序存儲在ROM中的嵌入式控制器。事實上,所有具有數(shù)字接口的設備都使用了嵌入式系統(tǒng),有些嵌入式系統(tǒng)還包含操作系統(tǒng),但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)是由單個程序實現(xiàn)整個控制邏輯。嵌入控制器因其體積小、可靠性高、功能強、靈活方便等許多優(yōu)點,其應用已深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、教育、國防、科研以及日常生活等各個領域,對各行各業(yè)的技術改造、產(chǎn)品更新?lián)Q代、提高生產(chǎn)率等方面起到了極其重要的推動作用。

  3、未來電子技術的發(fā)展趨勢

  隨著科學技術的發(fā)展,人們開始從多個方面來發(fā)展半導體技術,通過發(fā)展電子技術來滿足社會生產(chǎn)的需要,而不僅僅局限于提高現(xiàn)有的工藝。這些途經(jīng)有:SOC技術、MEMS(微電子機械系統(tǒng))技術等。

  SOC(System on Chip)這一概念是從整個系統(tǒng)的角度出發(fā),把處理機制、模擬算法、軟件、芯片結構、各層次電路直至器件的設計都緊密結合起來,用一塊芯片實現(xiàn)以往由多塊芯片組成的一個電子系統(tǒng)的功能。SOC的出現(xiàn),使得電子技術由電路集成轉向系統(tǒng)集成發(fā)展。由于SOC技術能綜合并全盤考慮整個系統(tǒng)的各個情況,因此與傳統(tǒng)的多芯片的電路系統(tǒng)相比,在性能相當時能降低電路的復雜性,從而使得電路成本下降,可靠性提高。所以,SOC是電子技術發(fā)展的新途徑。

  MEMS則是微電子技術與其他學科結合的典型。其將傳感器、執(zhí)行機構和相應的處理電路集成在一起。MEMS將電子系統(tǒng)與外界環(huán)境聯(lián)系起來,系統(tǒng)不僅能感應到外界的信號,同時能處理這些信號并做出相應的操作。MEMS是微電子技術的拓寬和延伸,它將微電子技術與精密加工技術結合起來,實現(xiàn)了微電子與機械融為一體。MEMS技術及其產(chǎn)品開辟了一個全新的領域和產(chǎn)業(yè),它們不僅能降低機電系統(tǒng)的成本,而且還能完成許多大尺寸機電系統(tǒng)所無法完成的任務。

  結束語

  隨著生產(chǎn)和科學技術發(fā)展的需要,電子技術得到高度發(fā)展和廣泛應用,它對于社會生產(chǎn)力的發(fā)展,也起著變革性的推動作用。電子技術水準是現(xiàn)代化的一個重要標志,是實現(xiàn)現(xiàn)代化的重要物質技術基礎。

  [參考文獻]

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  [2]譚會生.EDA技術及應用[M];西安: 西安電子科技大學出版社,2011.

  [3]符意德.嵌入式系統(tǒng)設計原理及應用[M];北京:清華大學出版社,2010.

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