模拟电子技术论文(优质10篇)
无论是身处学校还是步入社会,大家都尝试过写作吧,借助写作也可以提高我们的语言组织能力。范文怎么写才能发挥它最大的作用呢?以下是小编为大家收集的优秀范文,欢迎大家分享阅读。
模拟电子技术论文篇一
1.1燃油喷射系统
现在的汽车燃油喷射系统都是利用电子控制系统,它的原理是:对进入空气的压力数值利用传感器进行测量、对曲轴的旋转角度和速度进行测量,将测量信号传入到电子控制系统中,再通过电子控制系统对燃油喷射装置进行控制喷油,电子控制系统再按照每个部分的传感器传回系统的数据进行计算,控制喷油量。电子控制系统不仅能够使车辆能够根据其出行状况智能的控制燃油喷油量,更能使耗油量在最大程度上实现节省。推出的电子燃油喷射控制系统,使汽车技术发展更可观。
1.2电子点火系统
电子点火系统是由电子执行机构、传感器和微型计算机组成的。电子点火系统不仅可以通过传感器传回的数据准确地计算点火时间,也可以按照车辆的实际运行情况调整点火时间,除此之外,它还能够根据爆震信号及时修正点火时间,使发动起能够保持最佳状态。电子点火系统的推出,节省了汽车燃料,使汽车尾气排放量得到更好的控制,使车辆的环保性提高。
1.3自动变速系统
汽车的自动变速系统绝大部分都是利用了电子技术,它能够根据车辆的实际行驶情况和各个部分的数据指标,来及时地调整车辆的耗油量和档位,使其保持在最佳状态。自动变速系统的应用,使车辆更加容易被驾驶,也使得燃油的经济性得到提高,为广大用户提供了方便。3汽车电子技术的发展方向人们已逐渐步入汽车时代,随着汽车使用的越来越广泛,人们对汽车的要求也越来越高,不仅要求汽车能够具有安全和环保性,也要求汽车能够满足人们的舒适和娱乐,因此,汽车技术需要更进一步的创新和发展。汽车电子技术,在未来的研究中,会重点从新型电源技术、传感器技术、车辆网络技术和处理器技术展开研究。未来的汽车电子技术,功能会更加丰富,实现通讯系统网络化、多系统融合以及电子系统智能化等。汽车电子技长会为人们的生活带来更多的方便和快捷。
二、结束语
现如今,电子技术发展越来越迅速,汽车电子控制越来越智能化和集中化。电子技术的发展和应用在节约能源、改进汽车性能、降低污染、提高安全驾驶等方面占据越来越重要的地位,电子技术的利用程度越来越多的影响着未来汽车品种的创新和汽车性能的提高。因此,汽车电子技术在未来对新车型的开发以及对汽车性能改进等方面发挥着不可替代的作用,要竞争未来的汽车市场,就必须使汽车电子化的速度加快、使汽车电子设备的数量增加。
模拟电子技术论文篇二
髙职教育实践教学是一种以培养学生综合职业能力为主要目标的教学方式,它在髙职教育教学过程中相对于理论教学独立存在但又与之相辅相成,主要通过有计划的组织学生通过观察、实践、操作、实习等教学环节巩固和深化与专业培养目标相关的理论知识和专业知识,掌握从事本专业领域实际工作的基本能力、基本技能,一般由学校实验室的教学实践、实训中心(工业中心)的仿真和模拟训练及生产企业的现场实习和岗位实践等环节组成。实践教学是学生在校期间获得实践能力和职业综合能力的最主要途径和手段,在整个高职敎育教学体索中占有极为重要的地位,是高职教育的主体教学。但是目前髙职教育实践教学还存在不少问题,主要表现为实践教学设施投入不足,企业参与不足,实践教学内容还有待进一步的改进和完善等。
1西部高职院校应用电子技术专业实践教学存在的问题
西部高职院校应用电子技术专业实践教学体系虽已初步建立,部分院校制定了实践教学大纲,设计了实践教学环节,并将其贯穿于个才培养的全过程,对培养学生的职业能力具有重要的作用,但还是存在以下问题:
1.1对实践教学的理解存在偏差
西部高职院校很多人在思想深处还依然以理论教学为重心,实践教学从属于理论教学,表现在教学中很少安排实践环节,有的将实践环节随意调整,有的让位于理论教学。还有一部分人仅仅把实践教学视为培养学生技能的手段,而忽略了实践教学在学生的知识能力、素质培养方面的综合作用,从而影响实践教学功能和作用的发挥。
1.2实践教学内容还有待进一步改进和完善
部分院校经费投人不足,致使实训设备老化,导致实践教学内容的先进性和超前性差。实训设备及仪器缺少足够数量,影响实践教学内容的开出。还有实践教学指导教师在质和量上的严重缺乏,年青见习教师勉为其难承担这一任务,造成实践教学内容理论性太强。现有实践教学内容验证较多,几乎占有80%以上,而综合开设性实验实训项目太少。
1.3实验室软件建设几乎是空白,缺乏完整的实践教学文件,绝大多数实验实训环节没有实验(训)教学大纲、实践指导书、实践教材等。
2电子体系
应用电子技术是一个宽口径专业,它针对的不是一个岗位而是针对一个岗位群,它要求学生应该具有小型电子产品的制作能力、设计绘图能力、安装调试维修能力。在教学实践中要改变传统的以理论教学为重心、以实践支撑理论的教学理念和教学方法,采用“以能力培养为核心,以实践教学为主线,以理论教学为支撑”的教学思想,培养“大学水平的能工巧匠”。围绕核心能力设置符合能力要素要求的实践教学目的,根据项目内容确定必备的知识点,再由知识点对理论教学内容进行整合。运用系统科学的理论和方法,对应用电子技术专业现有的实践教学进行整体设计,以形成结构和功能最优化的实践教学体系,在实际教学过程中,只要沿着能力训练的主线进行教学组织和教学安排,就能分阶段地逐渐提高学生的专业基础应用能力。
在应用电子技术专业的教学改革过程中,经过几年的实践与探索,已经初步建立起了一套模块化、进阶式的实践教学体系。遵循“贴近生产、贴近工艺、貼近设备”的“三贴近”原则设置实践教学内容。根据教学设计的要求,通过真实岗位能力分析,将实践教学内容划分为基本技能、专项技能、专业技能、综合能力训练四大模块。然后根据这些模块的要求确定实训课程,并制定了每一门实训课程的教学大纲。再将每一门课程的实训内容划分成若干个独立进行的基本训练单元,每个训练单元对应为一个项目,每个项目必须有项目单、项目卡、项目报告等内容。在实践教学中特别注重行业标准,专业训练的内容都与国家职业技能鉴定接轨,实行“双证书“制度,取得相应的中级工等级证书是学生毕业资格的必备条件。应用电子技术专业的实践教学模块如下:
2.1专业基本技能培养模块
应用电子技术专业学生自进校起,就对学生进行本专业的认知教育和基本技能培养。在电工技能基础实训室首先进行电工接线练习,学习各种不同种类、不同规格导线的连接(如导线削剥、导线连接、绝缘恢复等)和导线的不同连接方法。接着进行烙铁焊练习,学习焊接工具的结构和制作,并制作电子设备中常用的小型变压器、绕制小型三相异步电动机和组装万用表。最后是简单电子设备设计与制作,安排两周时间,选择了直流稳压电源设计、制作和调试为基本内容。通过电工电子基础实训的训练使学生具有基本器件识别、仪器操作、焊接、识图、制作、简单调试的能力。通过各专业课程的实验使学生初步攀握基本的专业技能,并使学生了解从实验目的出发、设计实验方案、选择实验仪器、组装调试实验系统、获取实验数据、整理总结并得出实验结论的整体思路,提高学生应用实验解决问题的能力。
2.2专项技能的培养模块
为了适应社会经济发展的需要,进一步提高毕业生进人劳动市场的竞争能力,结合学生专项技能培养的需要,通过培训与考核对学生的专项技能进行综合培养。应用电子技术专业专项技能培养开设的相应职业(工种)有:无线电装接工、家电产品维修工、电器维修与plc中级工等,通过这些工种的考核,使学生得到一项专项技能,提髙就业的`能力。
2.3专业技能的培养模块
开设电子产品制作实习与电子产品装联实习,在电子产品制作实习中安排学生根据模拟电子课程设计的内容,实际制作直流稳压电源,要求制作pcb板、组装电路、实验检测;在电子产品装联实习中安排学生进行电视机的组装和维修,使学生能够在组装、调试的过程中,掌握基本的安装、调试工具的使用,最终使学生具备初步的安装、调试能力。
2.4综合技能培养
这一技能的培养依托校内外实训基地通过产学研结合的模式进行的。从新生班级入学的第一次电子实习开始挑选优秀的学生(焊接技术好、动手能力强)参加实训基地的生产、加工等工作。对于学生的实训环节,制定了综合培训计划,学生通过在研究所的工作、学习能够把电子产品制作的整个流程完整地训练一遍,并通过不断的学习、研究工作对学生的综合技能进行逐步提高。除了以上的实践教学模块外,还组织应用电子专业学生参加全国大学生电子设计竞赛,通过参赛培养他们对本专业知识的综合应用能力。
3应用电子技术专业实践教学体系建设的体会
由于每个模块都是由与能力训练层次逐步提高相适应的实训项目和综合训练项目构成,每个实训项目都由相应的理论模块中的单元知识点来支撑的。所以,实训指导教师应该对每个实训项目达到的能力训练目的非常明确,而理论教师应该对各实训项目中具备的知识点非常清楚,以此作为理论教学内容取舍的重要参考依据,使两者很好地融洽在一起,形成真正意义上的课程内容。实践证明,应用电子技术专业整合后理论课程学时比以往减少,实践教学训练增加,提高了教学效果。由于是模块化教学,使教学内容的调控更具备灵活性,可以实现对实训模块的项目内容进行及时调整和改进,对知识点进行及时更新和补充,特别是将技能等级工考核的训练项目融入到教学模块中,增加了实践教学的针对性,同时又增强了学生的就业竞争力。这种实践教学体系已被教师和学生们普遍认同。
模拟电子技术论文篇三
1“电子技术实验”课的现状及存在的问题
1.1教育理念落后,教学方法欠妥
在传统的电工电子教学过程中,长期采用填鸭式教学,不注重先进教学工具的使用,教学方式单一,内容枯燥,没有考虑到学生个体之间的差异,不能够做到因材施教,学生的学习积极性不高;重理论轻实践,实验教学一直是依附于理论课程,内容主要为验证性实验,缺乏对学生整体分析能力、综合设计能力、创新能力的培养。
1.2教材选择不当
实验教材的选取也存在问题,很多时候,教师只是讲解下实验的.目的和性质,针对其实验原理,讲述一遍实验的过程,照方抓药,完成实验过程,这种传统的教学模式能够让学生掌握基本的实验技能,却缺乏创新,学生处于被动状态,严重制约了学生的主观能动性。
1.3教学资源紧张
由于目前高职院校的不断扩招,电子信息技术、机械类的人才培养任务也越来越大,要求的教学资源、实验机器也越来越多,仪器设备在超负荷的过程中进行运转,无法承担繁重的教学任务。
1.4考核方式单一
实验课程的考核方式也存在问题,目前主要的考核方式仍是以实验报告为主,并且这种实验报告都是照本宣科地将实验步骤抄一遍,然后在实验中填一些实验数据,而这些实验书也有很大部分是虚假构造、蒙混过关的。电子技术浅谈这样的实验报告无法完全进行课程的评定,无法真实反映学习的情况,进而无法激发学生的积极性,在实验课程中,无法有目的地提高学生的动手实践能力。
2电子技术教学改革措施
2.1以就业为导向,合理整合教学内容
中职学校现用的电子技术专业教材过于看重学科的完整性和统一性,教学内容陈旧,跟不上技术的发展,对一些新工艺、新技术涉及很少,学生缺乏学习兴趣。因此,必须对教学内容进行合理整合,编写适合本校和本区域经济社会发展的校本教材,适当删除一些纯理论性难理解的教学内容,增加一些现代工业应用较多的知识,多引入一些新工艺、新技术的介绍。
例如,电子技术的电路部分多数还是以分立元件为主,很少涉及集成电路的知识。现实工业生产中多数以集成电路为主,要求学生明白其外部特性并会使用,其内部的结构及原理对于理论基础薄弱的中职生来说理解非常困难,可以不做要求。所以,中职学校在整合教材内容时可以删除或者简化分立元件的内容,适当增加集成电路的现实应用案例,提高学生的兴趣,开阔视野。在电子技能实训课程中,中职学校还在练习常用元件的整形、安装和焊接,而目前企业几乎都使用波峰焊机或回流焊接自动批量焊接,工作人员只是负责焊接质量检测,对于极少数的大型或者特殊元件才使用人工焊接,而且都是使用恒温烙铁,焊接元件也都以贴片焊接为主。因此,中职学校电子技能实训课程应该增加smt表面安装技术和波峰焊、回流焊的相关内容,有效衔接课程内容和岗位知识,培养学生的职业能力。
2.2采用行为引导教学法,引导学生自主探究
行为引导教学法是以职业活动为导向,以学生为中心,以培养学生的职业能力为目标,吸引学生的学习兴趣,激发学生的学习主动性而采用的教学方法。这里的教学方法由多种教学技术、教学手段和教学方法结合而成,主要包括启发教学、小组合作、案例教学、项目教学、任务驱动等,主要是激发学生的求知欲,变被动为主动,充分发挥学生的主体作用,引导学生发现问题、解决问题,从而掌握知识、提高技能。
行为引导教学要求教师由传统的教学组织者变为引导者,营造良好的学习环境,以学生为中心,引导学生心、手、脑并用,教、学、做相结合,使学生在团队合作中身体力行地获取知识和技能,达到做中学、学中做的效果。
2.3重视实训环节,以实训促进理论知识的学习
技工院校的学生理论知识比较薄弱,对理论知识也不感兴趣,但动手操作能力却很强,且积极性高,因此,实训是一个重要教学环节。实训不仅可以使学生掌握一项技能,还可以在操作中促进理论知识的学习,为理论学习提供动力。例如,学生在组装功放音响的实训过程中首先要从众多的元器件中,选出所需要的元器件。在这过程学生要对组成功放音响的每个元器件的名称、型号、外形、识别方法、用途等有所了解。色环电阻的读数,电解电容和二极管正负极判断,三极管管脚的识别等知识,在理论学习时学生不感兴趣也学不好,可是在这时候很轻松很主动地就都掌握了。接着焊接完电路板以后还要进行安装调试,在调试过程中学生进一步了解了设置静态工作点的作用及重要性。而后,在把变压器,直流稳压电源,功放电路,扬声器,led显示器、音频线等元器件焊接安装在一起时,学生对电路的结构、组成以及输入信号、输出信号等理论上的概念也有了进一步的理解。最后,在学生用着自己做好的功放电路来播放手机里的音乐时那种成就感是技校学生从小到大都比较少有的成功的情感体验,这种情感体验能大大地增强学生的自信心,并提高学生学习电子技术理论课程的积极性。
总之,对于高职学校学生的技能培养一直是讨论的热门问题,近年来高职学院的课程改革也越来越多,对于以电子信息技术为例的学科,一直以来要求全面的培养,既要求学生掌握基本的理论知识,而且要求掌握全方位的职业技能。
参考文献:
模拟电子技术论文篇四
摘 要:伴随科学技术的快速发展,现代化网络技术手段不断创新改革,进而为电子信息工程发展提供了更多机遇,同时也令其面临着更为严峻的考验。新时期,电子信息工程在较多领域实现了广泛应用,深入渗透至人们日常生活以及生产作业之中,为我国国民经济持续稳步增长作出了重要贡献。因此,本文就电子信息工程发展状况展开探讨,通过问题分析,制定了科学有效的实践发展对策。对激发电子信息工程技术综合应用优势,推进其实现不断的优化与完善,有重要的实践意义。
新时期,电子信息技术逐步发展成为产业的决定诱因,同时是众多因素之中最为活跃、最具驱动性的内容之一。我国在加入wto组织后,电子信息工程产业经受了前所未有的考验与挑战。同时,我国正在经历国民经济的现代化、工业化改革,民族信息产业无法实现现行发展,并稳固基础实现快速增长。而大力推进电子信息化发展,不但可为现代工业的产业化发展打下坚实基础,提供必要的物质保障,开拓提升空间,同时还可辅助我们发觉内涵优势,真正推进社会生产力实现全面飞跃式提升。
电子信息工程技术在我国发展起步相对较晚,通过数十年的努力以及发展建设,电子信息技术产业逐步构建了较为完善的工业化系统,并实现了科研技术同教学管理、实践生产及现实应用的全面集成,完成了整机的生产以及各个配套元器件的工业化制造。发展至二十一世纪,我国电子信息技术产业逐步变为国民经济的核心支柱,其平均年产量增长百分比均为大于25%,且产值持续呈上升态势。由此可见,电子信息工程产业逐步成为我国经济建设发展的战略以及先导行业,其产业结构实现了持续优化更新,相关产品则向着高科技、优秀品质、大附加值的模式扩充,并渐渐成为跨区域、行业以及所有体制的超大规模集团。产业的.全面集中化,进一步加快了电子信息技术产业的综合基地建设,并令整体品质实现了全面提升,令国民经济实现了更加快速的增长。
由技术水平层面来讲,我国电子信息产业发展速度同发达国家还存在较大差距。由于起步相对较晚,因此令电子信息技术综合水平仍然有待进一步提升。为此,一些企业通过扩充电子信息各类产品技术含量,吸引西方国家现代化先进技术、强化资金投入。而这一措施的实施令电子信息机构面临了更大的经济负担,虽然同发达地区技术水平差异实现了逐步缩减,然而却令我国电子信息技术产业始终无法在国际市场的激烈竞争中崭露头角,而是始终处在被动状态,对产业的全面自主创新形成了不利影响,并对电子信息技术的快速发展产生了制约作用。
电子信息工程的产业化发展需要具备夯实的人力资源基础,电子信息工程所需的知识以及应用技术均呈现出密集型特色,精英人才则是影响企业核心竞争力的首要因素。基于电子信息领域的人才建设培养发展相对滞后,因此无法符合快速发展的行业人才需要。一些单位在欠缺综合技术人才的支撑下,对其经济效益创建与快速发展形成了负面影响。
过于依赖西方发达国家现代技术以及元器件的现状决定,我国电子信息工程产业欠缺自主经营品牌以及知识产权研发产品,体现出企业单位创新意识有限、实践能力不足的问题,进而制约了其位于国际市场中的竞争力提升。
优质的市场发展环境为电子信息行业持续生存的必要保障。然而,当前我国电子信息行业市场环境却充斥着较多假冒伪劣产品,呈现出知识产权不能得到良好保护、贩卖盗版产品的问题。倘若该类问题持续蔓延便会形成恶性竞争,对电子信息行业提升竞争力极为不利。
电子信息工程领域的产业结构虽然实现了全面优化升级,然而仍旧包含软件以及信息服务等比重失衡的问题,集成电路行业领域整体水平有待进一步提升,并需要持续扩充数据库整体规模,提升自主创新能力。
4。1 完善资源环境,实施技术改造
为推进电子信息工程的持续优质发展,应完善资源环境,健全科技管理法规与政策措施,全面推进集成电路以及现代化软件技术的快速发展。应积极落实相关政策,完成数字电视领域技术的全面应用与深化推广。同时,应响应中央号召,持续完善三网融合,强化电子信息领域科技管理制度的分析,在政府部门的引领下,实现技术创新,令市场竞争更加合理规范,并推进电子信息工程领域的健康良好发展。
另外,应继续深化新型电子信息工程技术的投入,实现系统改革,令投资结构更加完善优质。对于重要电子信息技术的创新突破应给予全面的支持,创建有利保障。同时,应积极开展自主创新,制定目标战略,捕捉国际领域产业技术相关标准的更新发展动向。应大力支持电子信息企业借助重要项目工程引领并组建利益共享管理机制,形成技术创新的机构联盟,国家级的服务管理平台。应面向电子信息工程产业供给有利的技术支撑,优化服务管理。企业则应加快推进技术更新改造项目,提升整体技术水平,强化产业核心竞争力。
4。2 注重人才培养,树立创新意识、保护知识产权
为推进电子信息工程的持续科学发展,应秉承以人为本的服务理念,培养建设出与国际先进水平接轨的电子信息工程领域人才。应打造技术带头人以及自主创新发展团队的人力资源组织结构模式。企业应联合政府单位扩充人才建设培养经费投入力度,注重信息技术综合人才、管理应用复合人才的聘用引进,开创完善的分配管理制度以及激励人才对策,打造一支全方位、高技能、高素养的新时期人才团队。
自主创新发展为电子信息工程领域的持久动力。为此,我们应基于知识产权管理保护体制,强化执法管控力度,激励技术人才开拓创新的实践热情,健全电子信息技术产业持续拓展的知识产权体系战略,树立保护精神,进行严格的监督管控。
总之,伴随现代科技的快速发展,电子信息工程技术领域实现了迅猛增值。当然其仍旧包含一些不足问题,为此我们只有完善资源环境、实施技术改造、注重人才培养、树立创新意识,做好知识产权保护,方能加快信息化进程,推进电子信息工程实现产业化、持续化发展。
[1] 吴李。电子信息工程在工业领域的设计与应用[j]。硅谷,2012(19)。
[2] 吕茂明,赵永平,袁涛。电子信息工程的发展现状及保障措施分析[j]。城市建设理论研究(电子版),2012(27)。
[3] 朱晓。电子信息工程的现代化技术探讨[j]。中国电子商务,2013(1)
模拟电子技术论文篇五
摘 要:该文针对高频电子技术传统的实验教学现状,通过对实验教学内容进行改革,同时将硬件实验和软件仿真实验相结合并改善设计性实验教学的进程管理,从而有效提高实验教学效果。
关键词:实验教学 高频电子技术 改革
高频电子技术在整个专业体系中起到承上启下的作用。其中实验教学可以将课本中抽象的理论知识变成直观的波形和数据,对学生增进学习兴趣、掌握知识要点、培养动手能力起到不可替代的作用。但高频电子技术实验在教学中存在诸多问题,为了更好地提高实验教学效果,该研究者结合自身的教学实践,对高频电子技术实验教学改革作了一些探索。
要改变高频电子技术实验课的教学现状,对实验内容进行合理改革是关键。在对高频电子技术理论课程的内容结构和实验参考资料做了综合分析,同时结合该院自身的条件和教学要求来考虑,将实验课教学内容进行相应的`模块化整合。高频实验教学内容模块见表1。
验证性实验教学是让学生理解和巩固相关的理论知识,把理论教学与实验教学紧密联系起来,同时通过按部就班地实验操作培养学生规范且扎实的基本技能。综合性实验教学是通过将前面所学的各单元电路组合成一个综合系统,引导学生完成由局部到整体的分析和调试。设计性实验是由教师提出设计任务和要求,采取讨论式和启发式为主的教学方法,引导学生独立完成设计任务,培养学生的创新意识和独立解决问题的能力。
该院高频电子技术实验教学原来全部采用实验箱和电子仪器设备进行硬件实验,存在如下弊端:随着设备的使用时间增加,仪器老化日益严重,同时受外界的电磁干扰比较大,无法保证每个实验的准确性,各组实验测量数据相差大。
基于以上问题的综合考虑,所以在实际的操作过程中,笔者采用实验箱硬件实验和 multisim 软件仿真实验相结合的方法来完成高频电子技术实验中的验证性实验和综合性实验。同时通过分析该课程各个实验的特点,并根据实际情况确定采用实验箱硬件实验或软件仿真实验完成,如表1所示。
如“石英晶体振荡器” 实验,振荡频率由石英晶体固有频率决定,受其他参数影响小,故该实验在实验箱条件下效果较好,无须使用软件仿真。但有些实验单纯采用实验箱硬件设备是无法取得理想的实验效果。以“高频小信号调谐放大器”实验为例,由于在高频信号作用下,晶体管自身的结电容可能使放大器输出与输入之间形成内反馈和lc谐振回路阻抗的大小和性质随频率变化剧烈,致使谐振放大器工作不稳定;同时高频小信号受外界的干扰明显致使调谐不准确,会导致测试数据误差增大,实验结果达不到预期要求,验证理论正确性的效果不甚理想。而采用multisim软件搭建电路进行仿真实验不但可以克服以上问题,而且在仿真过程中可以根据需要快捷方便地修改实验电路、元件参数和输入信号,有利于观测信号变换全过程,有利于对输出信号的特点进行研究和分析,从而极大地提高学生的学习兴趣与电路分析的能力。
设计性实验是高频课程课题设计的一项综合技能训练,在实验教学的地位举足轻重。通过自身的实践和探索,发现由于受到课时等因数的限制导致学生只是一味被动接受,缺乏思考,难以取得良好的实验效果。在这种情况下,笔者通过采取以下几方面的措施改善设计性实验教学的进程管理,以发挥学生的主观能动性,满足设计性实验的教学要求。
(1)在设计性实验之前,要求学生根据所选课题设计(实验主题)在实验箱上自行完成参数的提取和验证,形成对电路组成和电路参数设计的必要认识。
(2)提供包括良好仪器设备和完备元器件在内的完善的实验条件,鼓励学生采取不同的方案实现课题设计。
(3)教师适当引导学生,让学生在得到正确引导的同时,又能独立地完成课题设计,留出空间以便让学生自由发挥和充分思考。
(6)在对电路进行系统统调时,可以引导学生对电路功能的增加和电路参数的设定进行软件仿真,作出必要的分析后再对电路进行相应的修改。
高频电子技术实验教学改革,是高频电子技术课程顺应教学规律的需要,也是高校应用型人才培养教学体系的需要。几年来的实验教学实践表明,通过这些改革,不仅有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,激发其积极探索、大胆创新的意识,而且培养了学生的综合设计能力,有助于学生更好地理解和掌握高频电子技术课程的理论知识,教学效果显著提高。
模拟电子技术论文篇六
信息技术是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称,通信、计算机与计算机语言、计算机游戏、电子技术、光纤技术都属于信息技术的内容。信息技术在社会实践中已经被广泛使用,也对人类生活的方方面面产生了深远的影响。信息技术在教学上的运用,影响了各科教学的教学理念和模式,在课程上实现信息技术的整合,已经成为当前关注的一项重要内容了。就如当前的电子技术学科来说,在课程上引入一定的信息技术,通过不断的整合,不断可以提高学生上课的积极性,还能够显著的提高教学效果,改善教学质量。
简而言之,信息技术与电子技术的整合,就是将信息技术融入到电子技术的课程中,将信息技术作为电子信息技术课程必不可少的工具,多媒体技术在电子技术的应用就是一个十分典型的案例。若要将信息技术渗透到电子技术课程的方方面面,首先要包括教师的课前准备,课前准备需要设计合理的教学内容;其次,在教学过程中,要确立以老师为主导,学生为主体的教学模式,在教学中坚持以解决问题为主,用相关的任务驱动学生积极的学习,并且通过信息技术的实践与运用,让学生不断的提高探究能力和自主学习能力,从而显示提高教学效果。
1)教学对象分析
调动他们的积极性、改变其以往习惯的思维定势,发挥出未被发掘的创造性。
2)教学目标的分析
对于职业学校的学生来说,电子技术的实践能力使他们着重关注的,在应用方面我们多多引进信息技术,使目标更容易实现。
3)对学科课程分析
4)信息技术环境分析
职业学校有较为成熟的计算机、网络技术和齐全的设备,一些专用的软件广泛使用在教学中,比如电子自动化设计软件。
在电子信息教学中充分运用信息技术,其目的在于进一步整合课堂资源、优化教学手段。信息技术是一把双刃剑,因此老师在电子技术课程使用信息技术一定要注重提升教学效果,并不试试单纯地为了追求课堂形式,目的是为了提升课堂效果。笔者认为有以下三种形式,可以充分利用信息技术到电子技术的课堂中,从而改变原有的较为死板的教学模式,创造灵活多样的教学结构,改善教学效果,提高教学质量。
改变课堂教学结构,改变传统的以教师为中心的教学方式。
1)学生主讲课
课前布置预习作业,以小组为单位,使用ppt进行讲解,每次课堂上抽取一个小组的某一个成员上台演示,随机抽取,这样做到每一个学生都有被抽到的可能性,通过让学生讲课的方法不仅可以提高学生的注意力,激发学生的学习和探索兴趣而且可以营造积极的学习氛围,使每个学生都参与其中,真正成为课堂的主人,当然,教师应合理地安排由学生讲解的教学内容,难度要适宜,才能达到预期的效果。
2)教师主导课
“如何既可以抑制零点漂移又使放大倍数不下降呢?”接着引导学生自我解决与发现。
(1)把信息技术融入学科教学,为学生创设探究学习的环境,比如在多媒体课件中介绍工程实际应用和系统电路,并进行仿真演示,运用多媒体优势互补,启发学生思考、自主探究、多重交互,协作学习。
(2)在素质教育的观念下,培养学生的思维和能力显得极其重要。在将信息技术整合到电子技术课程的应用中,教师可以采用情景式教学,先建设一个工程背景,再结合实际引出电路,之后将两者对比,并以多媒体的形式将构思和设计过程直观地展示给学生。
(3)把握好课堂信息输入速度与学生知识接受速度的关系。多媒体教学改变了以往传统的教学模式,信息化的教学呈现出速度快,停留时间缩短,课堂的知识量剧增,课堂效率明显增高,反观这样的速度学生是否可以接受呢,他们有可能难以写笔记,记忆也跟不上,造成知识无法消化的现象,然而协调这一矛盾的关键在于有效控制教学进度与节奏,给学生反映的时间。
3)网络课堂
教师可以选择把各种教学资源放在校园网上或者组建的内部qq群以及微信群等,供学生们自我选择,实现知识的下课巩固、资源共享、自主探究。网络课堂给学生创造了一个不受时空限制的轻松、自由的学习环境,可以有效地促使学生真正成为学习的主人,发挥学生的主体性。但是由于网络资源不够完善,还并不能取代传统的课堂,如何结合网络课堂和传统课堂的优点,在两者中找到平衡是广大教师需要努力的方向。
电子技术课程的学时少内容多,教学难度较大,将信息技术整合在电子技术的课程中不是易事,不仅需要广大的教师付出努力也需要学生积极配合。作为教师要积极意识到信息技术作为辅助教学手段的不可取代性,在教学实践的过程中勇于突破,改变原有的固定的教學模式,结合学生的特点和实际学习情况,有针对性的将信息技术融入到电子技术的教学中,实现信息技术与电子技术的有效整合,为培养出高素质的具有创新能力的人做出贡献。
模拟电子技术论文篇七
气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机械手控制器仿人操作
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。
机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的还增设行走机构。
1、手部
即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件,常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单,制造容易,故应用较广泛。平移型应用较少,其原因是结构比较复杂,但平移型手指夹持圆形零件时,工件直径变化不影响其轴心的位置,因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。
常用的指形有平面的、v形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
2、手腕
手腕是连接手部和手臂的部件,并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)。
3、手臂
手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件,并按预定要求将其搬运到指定的位置。工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合,以实现手臂的各种运动。
4、立柱
立柱是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作需要,有时也可作横向移动,即称为可移式立柱。
5、行走机构
当工业机械手需要完成较远距离的操作,或扩大使用范围时,可在机座上安滚轮式行走机构可分装滚轮、轨道等行走机构,以实现工业机械手的整机运动。滚轮式布为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。
6、机座
机座是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上,故起支撑和连接的作用。
驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置调节装置和辅助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间),同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
控制机械手执行机构的运动位置,并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。
[1]张建民。工业机器人。北京:北京理工大学出版社,1988
[2]蔡自兴。机器人学的发展趋势和发展战略。机器人技术,2001:4
[5]严学高,孟正大。机器人原理。南京:东南大学出版社,1992
模拟电子技术论文篇八
随着社会的发展与科学技术水平的提高,电子技术在很多领域中都得到广泛的应用,但在不同应用环境中对电子技术的要求也不相同,模拟电子技术主要对信号时间和数值上的变化进行的相应处理,数字电子技术主要对离散的数字信号进行处理,基于两项技术的信号处理内容不同,也具有不同的使用优势,为了使两项技术能够充分发挥自身优势,以下主要对模拟电子技术和数字电子技术的详细分析,进行两项技术的优势对比。
电子技术主要被应用于电路中,在电路运行中具有放大镜的作用,模拟电子技术就是电子技术中一项重要组成部分,它主要处理的是电路中一些连续的电子信号,处理方法相对简单[1]。使用该项技术的电路被称为模拟电路,由于模拟技术成本相对较低,模拟电路的造价也相对较低,因此现阶段使用范围相对广泛,但更多的是应用于对电路电子信号运输的精准度要求不高的工业领域之中,但如果在传输过程中外部环境相对较差、噪音相对较高就会影响信号传播的准确性,使用该项技术常会由于噪音干扰而出现失真的情况,导致传输效果与最初的电子信号之间存在一些差异,影响人们的使用。
数字电子技术与模拟电子技术不同,它是一种相对技术,即借助抽样定理,通过对模拟信号进行抽样,从而提高电子信号的精度,保证电子信号在传输过程中具有精准性特点。现阶段,数字电子技术使用在数字电视中,使用该项技术能够减少周围环境特别是噪音对信号传输的干扰,保证信号传输过程中的准确性,提高电视播放效果,使画面更加清晰[2]。并且使用该项技术在信号加密的过程中,由于数字信号能够使用更加高级的加密系统,因此能够对数字信号传输过程起到保障作用,从而提高数字信号运行的安全性。
信号形式能够对电路工程产生很大的影响,直接决定了电子技术的选择方式,在模拟电路中,由于信号形式为模拟电子信号,因此在选择电子技术时,通常情况下,都会根据模拟电路的特点,选择相应的模拟电子技术,并按照模拟电子技术的规范完成电路工程。由于信号形式须使用特定信号技术,因此在数字信号传输过程中更多的选择了数字技术,这时在完成电路工程时,就需要结合电路具体情况和实际需求,确定数字技术的开展方向,从而根据相应的数字电子技术相关规范完成工作。
通过上文对模拟电子技术与数字电子技术的详细分析,能够更好的认识到两项技术的区别,为了保证模拟电子技术和数字电子技术能够应用到适宜的领域,发挥出更大的作用,下面通过对比,分析两项技术各有的优势。
4.1模拟电子技术优势
模拟电子技术主要具有以下几方面优势:
(三)适用能力强,应用面广。虽然该项技术应用面也十分广,但使用该项技术的传输过程中,信号精准度有所下降,为了使该项技术能够发挥出自身优势,使用该项技术时,就要充分考虑到电路对信号精准度的要求,并在电子技术不断发展的过程中,找到完善该项技术的方法。
4.2数字电子技术优势
与模拟电子技术核心内容和采用的方法不同,适用领域和方向也有所差距,数字电子技术主要具有以下几点优势:(一)采用开关电路,降低对物理量精确度的要求,只需确定物理量的大致使用范围即可,简化使用流程,提高使用该项技术的方便性;(二)传输数据可靠性高,由于使用该项技术的电路中能够有效抵抗外界环境特别是造成对电路造成的干扰,因此在数字电路中,信号的精准度更高,更有利于信号的传输与储存。现阶段在数字电视中就使用了数字电子技术,与使用模拟电子技术的电视相比,数字电视画面更加清晰。但同时由于该项技术的原理相对复杂,精准度更高,造成使用该项技术的造价也更高,因此在使用该项技术的过程中还需要考虑对电路的实际要求,如果能够提供更多的成本资金,保证信号的准确性,就要合理使用数字电子技术;(三)数字电路能够更好的实现程序控制,有利于进行系列化、集成化的生产,提高生产效率,保证企业经济收益。四、能够实现高精度的加密,由于数字信号在传播过程中能够使用较为高级的加密系统,因此在处理数字信号时使用的数字技术就具有较强的加密功能,通过保证信号的安全性,提高整体电路传输的安全性。
总而言之,模拟电子技术和数字电子技术在不同的应用领域具有不同的优势,模拟电子技术的使用更为方便、简单,造价较低,但精准度也相对较低,因此模拟电子技术更适用于相对低端对误差率要求不高的电路设备中,而数字电子技术则能够有效提高信号的精准度,保证电子电路处于高精度运行状态下,也因此更适用于较为精确的电路设备中。
[1]冀炜,于富尧,常思安,王雨龙,李梦茹.模拟电子技术与数字电子技术的对比分析[j].通讯世界.2016(07)
[2]孙炳.模拟电子技术与数字电子技术的优势比较[j].电子技术与软件工程.2015(16)
[3]任志刚.模拟电子技术与数字电子技术优势对比[j].电子技术与软件工程.2015(03)
模拟电子技术论文篇九
要培养出适应社会需求的技能型、应用型人才,这就对高职院校提出新的要求,改变传统的课程教学模式,要使理论教学与实践教学有机地结合在一起,有效解决学生学习中的理论与实践结合的问题,就要开展教学理论与实践有机结合的教学模式,提高和强化学生动手能力。“教学做”一体化正是实现新的高职课程教学目标的有效手段。从教学改革入手,要求把教师的教与学生的学有机结合起来,做到边教边做、边学边做,在做中学,在学中做,从做中找出差距及时更正,重新复习所学的理论知识,再重新动手操作,学生学的过程也是融入做的过程。教师教完了整个项目,学生不仅学会了相关的理论知识,也学会实际的操作,使所学的理论得到实操的验证,专业技术学会了,技能也得到加强。
“教学做”一体化教学模式也是一种项目驱动教学模式,是在老师的指导下,将项目交给学生,从信息的收集、方案的设计到项目实施及最终评价,都由学生负责。每个项目设置了多个任务,以任务为主线、教师为主导、学生为主体,将所要学习的新知识隐含在这些任务中,学生通过对所提出的任务进行分析、讨论,学生在完成任务的过程中在老师的指导、帮助下找出解决问题的办法,从而实现对所学知识的掌握。“教学做”一体化教学一般包括“项目设计———项目实施———项目评价”等环节。通过“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”等一系列完整的行动来实施教学活动,在“做中学,在学中做”,理论和实践有机的融合到了一起,教学往往能达到事半功倍的效果。例如,在“学习情境一直流稳压电源的分析与实践”模块中,项目分成“掌握用万用表识别与检测二极管、稳压二极管、电解电容、发光二极管的方法”,“用数字电压表和示波器观察、测试二极管单相桥式整流电容滤波硅稳压管稳压电路的波形和输出直流电压值”,“能按工艺要求进行电路的装配与调试”,“能排除装配、调试过程中出现的故障现象”4个任务,让学生先了解要制作一个直流电源,不是照着电路图进行机械装配,还要了解其每个部分的作用,从而激发起学生的学习兴趣。在提出任务后,教师可以对任务进行描述:在电子设备中,内部电路都由直流稳压电源供电的。直流稳压电源在使用时,能向负载提供一个稳定的直流电源。电路由四部分组成:变压、整流、滤波、稳压。其中变压电路由电源变压器将市电220v电压降到电路所需的交流值,整流电路由半导体二极管构成的单相桥式整流电路组成,把变压器次级交流电压变换为脉动直流电压,再经过电容滤波后送给稳压管组成的并联型稳压电路得到一个平滑的符合负载需要的直流电压。让学生了解该项目情境,再分别列出完成这些任务必须要掌握的知识点和必须具备的技能,使得学生能够明确自己通过此项目训练得到那些收获。这样,学生能在任务的驱动下,带着兴趣学习,为了完成感兴趣的实训项目,而学习必须掌握的理论知识;为了顺利实现项目,必须按照技能要求来操作,最后大部分学生都圆满完成了设置的任务,不仅学习专业知识和技能,而且能够通过经历工作过程提高自身的职业素养,达到教学目的。其它的项目情境也是一样,理论是依据设置的实践项目而展开的,实践是依据教师传授的理论知识而开展的,两者相辅相成。理论教学遵循够用为原则,相应的设定需要掌握的实践操作技能。实践知识以深化为原则。实践不仅可以促进学生技能水平的提高,而且可以检验理论、深化理论。因此,在项目制定中,实践教学部分要充分考虑理论知识的延伸,真正体现做中学的理念。理论与实践只有有机的结合到一起,通过一体化教学方式,才有可能促进学生综合职业能力的提高,为学生的就业和职业生涯发展提供必要条件。
我国职业教育已步入现代职业教育体系建设的新阶段。随着我国工业化进程的加快,原来的职业教育已经不能很好的适应社会的发展,所以需要进行全方位的调整。“教学做”一体化是教学改革后实现高职课程教学目标的有效手段。要使理论教学与实践教学有机地结合在一起,提高和强化学生动手能力。以项目为导向,实现教学过程与生产过程对接,使高职毕业生真正成为高素质的技能型人才。
模拟电子技术论文篇十
现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1。电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、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,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1。1整流器时代
大功率的工业用电由工频(50hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、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)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了—股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1。2逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,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)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1。3变频器时代六剑客职教园(最大的免费职教教学资源网站)
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率m0sfet的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(igbt)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。mosfet和igbt的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率m0sfet和gtr在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用igbt代替gtr在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2。现代电力电子的应用领域
2。1计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的。外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。
2。2通信用高频开关电源
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取代,高频开关电源(也称为开关型整流器smr)通过mosfet或igbt的高频工作,开关频率一般控制在50—100khz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48v/12。5a、48v/20a扩大到48v/200a、48v/400a。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频dc—dc隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48v直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2。3直流—直流(dc/dc)变换器
dc/dc变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源dc/dc变换器已商品化,模块采用高频pwm技术,开关频率在500khz左右,功率密度为5w~20w/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2。4不间断电源(ups)
不间断电源(ups)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代ups普遍了采用脉宽调制技术和功率m0sfet、igbt等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对ups的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式ups的最大容量已可作到600kva。超小型ups发展也很迅速,已经有0。5kva、lkva、2kva、3kva等多种规格的产品。
2。5变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流—直流—交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或igbt组成的pwm高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kva以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
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性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于igbt大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流—直流—交流—直流(ac—dc—ac—dc)变换的方法。50hz交流电经全桥整流变成直流,igbt组成的pwm高频变换部分将直流电逆变成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,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(pwm)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率igbt逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300a,负载持续率60%,全载电压60~75v,电流调节范围5~300a,重量29kg。
2。7大功率开关型高压直流电源
。电压高达50~l59kv,电流达到0。5a以上,功率可达100kw。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3khz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20khz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kv,电流达到15ma,工作频率为25。6khz。
2。8电力有源滤波器
传统的交流—直流(ac—dc)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0。5~0。6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统lc滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2。9分布式开关电源供电系统
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展,各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加,应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3。3v)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
3。高频开关电源的发展趋势
在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术,通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
3。1高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50hz提高到20khz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”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根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
3。2模块化
格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(asic)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。
3。3数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(emc)问题以及功率因数修正(pfc)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
3。4绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(iec)对此制定了一系列标准,如iec555、iec917、iecl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。
现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。
总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。