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浅谈单片机中电子技术的应用及发展

浅谈单片机中电子技术的应用及发展
浅谈单片机中电子技术的应用及发展

浅谈单片机中电子技术的应用及发展

摘要:单片机是目前在各行各业应用相当广泛的嵌入式系统,在电子技术飞速发展的前提下,单片机的应用取得了令人满意的效果,逐渐在工业生产过程中占据主要地位。本文基于上述背景,对单片机中的电子技术应用与发展进行了论述,以期能帮助从业人员更加深入的了解并充分掌握单片机使用技术。

关键词:单片机;电子技术;应用发展

体积小、精度高是单片机的主要优点,从功能控制层面分析,单片机可靠性要远远高于其他同类系统。因此,单片机在家用电气、医疗、工业制造等方面得到了广泛应用。

以下将以单片机的组成和特征为基点,对单片机中电子技术的应用与发展进行逐步论述。

1 单片机的主要架构

单片机主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备,从工作原理上来看,单片机是一种将程序指令存储器和数据存储器合并的存储器结构,程序指令存储地址与数据存储地址指向同一个存储器不同物理位置,因此,程序指令与数据宽度相等。从实用功能来看,单片机在控制性上有绝对优势,可支持设备升级和存储信息,且集成度高,能兼容多种电子设备。

2 单片机电子技术在各领域的应用

2.1 家用电器领域的应用

在家用电器朝智能化、实用性发展的前提下,单片机也呈现出越来越广阔的发展前景,例如在家用游戏机、电视遥控器等电器当中均会使用单片机来对电子设备进行控制。

最为突出的例子是目前新型智能化洗衣机,利用单片机可通过运算器和控制器进行指令操

作,识别机器的洗涤质量和时间,并能根据衣物的污染程度来自动选择洗涤模式。

此外,在智能冰箱当中,利用单片机可根据食物新鲜度来完成冷冻到冷藏的自由转换,在家用电器当中使用单片机不仅能提高智能化水平,且能加快家用电器的功能研发速度。

2.2 医用设备领域的应用

随着人们对医疗技术的逐渐重视,在医疗设备当中,单片机的应用也相当广泛,首先,大多数医用消毒设备均需要单片机电子技术支持才能完成消毒杀菌的功能,并且通过对单片机中控制器进行调整,能识别杀毒程度,对杀毒不彻底的区域或器械进行重新杀毒,有利于提高杀毒质量。

单片机也在监护仪器、诊断设备当中应用广泛,由于人体各种生理参数可直接反映出人体的健康状态,因此对生理参数进行测量尤为重要。此外,生理参数几乎均为低频或超低频的模拟信号,对数据处理速率要求低,利用单片机电子技术就能完成处理。

在医学领域,通用性较强的Intel系列单片机可用于对生理参数的直接测量,具体方法为:可直接使用自带AID转换的单片机,例如8098、80c552等型号,对经过放大、滤波等处理后的各种生理信号进行A/D转换,再以软件采集处理,从而可准确测量出相应的生理参数,为临床治疗提供依据。

2.3 工业应用

在工业生产领域当中,单片机已经有十多年的使用历史,且在现代化工业体系当中承担着越来越重要的角色,在工业领域的特殊环境当中,例如核工业、粉尘工业等,由于对人体危害较大,因此自动化操作相当重要,而借助单片机的数据采集功能和控制功能,可对工业生产中的机械操作实现高效、智能的控制,包括自动喷漆系统、流水线作业、报警系统、温控系统等等。

2.4 自动化仪器仪表的应用

从技术方面来看,单片机推动了传统扩展和测量仪器仪表技术的改革进程,自动化仪器仪表在单片机的技术支持下,实现了综合化、数字化、多功能化发展,与传统的数字电路相比,单片机功能更为强大,兼容性和综合性优势更为突出。

例如电力行业中常用的智能万用表则充分利用了单片机优势,由于万用表的测量精度要求较高,利用单片机软件可对放大器和A/D转换器零点漂移产生的系统误差予以消除,同时也能消除不相关独立因素导致的随机误差,从而提高测量精度。

例如ICL7135属于4■分位的双积分A/D转换器,其数字范围区间为-19999~-20000,分辨率为1/40000,以双斜率积分式进行工作,抗工频干扰能力非常显著。

3 单片机发展前景

在科技水平不断发展的前提下,单片机电子技术呈现出微型化、高稳定性、低噪音的发展趋势,具体表现为:

3.1 微型化发展

在目前的技术水平支持下,将定时电路、ROM只读存储器和RAM随机存取数据存储器、CPU等功能的相关模块相对集中于微型化的单一芯片当中,同时,在功能模块当中,还可深入扩展增强型的单片机,有利于单片机朝微型化、功能多元化的方向发展。

3.2 高稳定性和低噪音

近年来,生产企业在设计单片机时采取了一系列增强稳定性的技术,例如EFT抗干扰技术、驱动技术以及低噪音分布技术,一方面,当单片机振荡电路的正弦信号收到干扰时,波形上会迭加毛刺信号,当使用施密特电路整形时,交替使用Rc滤波电路即可消除毛刺;另一方面,将相邻两条引脚上单独设置电源和地角引线,不仅能降低芯片电流,而且能在电路板上印制去耦电容,达到降噪的目的。

4 结语

单片机的应用已成为家电、工业、医疗诊断等方面的核心技术,在科学技术发展的背景下,单片机中的电子技术也越来越高端复杂,在逐渐朝微型化、高稳定性和低噪音发展的过程中,单片机电子技术也必将会引领新的科技革命。

参考文献:

[1] 闫泽愿,薛海莉.探讨单片机中电子技术的应用和发展[J].消费电子,2014,(4):94.

[2] 沈国阳.浅谈单片机中的电子工程技术应用分析[J].农家科技(下旬刊),2014,(1):216. 感谢您的阅读!

光电子技术的应用和发展前景

光电子技术的应用和发展前景 姓名:曾倬 学号:14021050128 专业:电子信息科学与技术 指导老师:黄晓莉

摘要:光电子技术确切称为信息光电子技术,本文论述了一些新型光电子器件及其发展方向 20世纪60年代激光问世以来,最初应用于激光测距等少数应用,光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索,到70年代,由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输 损耗很低的光纤,光电子技术才迅速发展起来。现在全世界敷设的通信光纤总长超过1000万公里,主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术称为市场最大的电子 产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望,希望获得功耗的、响应带宽很大,噪音低的光电子技术。

目录 (一)光电子与光电子产业概况 (二)光电子的地位与作用 (三)二十一世纪信息光电子产业将成为支柱产业 (四)国际光电子领域的发展趋势 (五)光电子的应用

(一),光电子及光电子产业概况 光电子技术是一个比较庞大的体系,它包括信息传输,如光纤通信、空间和海底光通信等;信息处理,如计算机光互连、光计算、光交换等;信息获取,如光学传感和遥感、光纤传感等;信息存储,如光盘、全息存储技术等;信息显示,如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。在信息技术发展过程中,电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。 采用光子作为信息的载体,其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上,加之光子的高度并行处理能力,不存在电磁串扰和路径延迟等缺点,使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点,必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。 今天,光电子已不再局限传统意义上的用于光发射、光调制、光传输、光传感等的电子学的一

电子技术发展史概述-首次

电子技术发展史概述 电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破,电子技术在二十世纪发展最为迅速,应用最为广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。 从20世纪60年代开始,电子器件出现了飞速的发展,而且随着微电子和半导体制造工艺的进步,集成度不断提高。CPLD/FPGA、ARM、DSP、A/D、D/A、RAM和ROM等器件之间的物理和功能界限正日趋模糊,嵌入式系统和片上系统(SOC)得已实现。以大规模可编程集成电路为物质基础的EDA技术打破了软硬件之间的设计界限,使硬件系统软件化。这已成为现代电子设计的发展趋势。 现在,人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识,而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。 我国很早就已经发现电和磁的现象,在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间,在《韩非子》和东汉王充著《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要,我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造,而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪,指南针才由阿拉伯人传入欧洲。 在十八世纪末和十九世纪初的这个时期,由于生产发展的需要,在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在 1785 年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力,电荷的概念开始有了定量的意义。

1820 年,奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用,揭开了电学理论的新的一页。同年,安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似,这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在 1826 年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献,他在1831 年发现的电磁感应现象是以后电子技术的重要理论基础。在电磁现象的理论与使用问题的研究上,楞次发挥了巨大的作用,他在1833 年建立确定感应电流方向的定则(楞次定则)。其后,他致力于电机理论的研究,并阐明了电机可逆性的原理。楞次在 1844 年还与英国物理学家焦耳分别独立的确定了电流热效应定律(焦耳 - 楞次定律)。与楞次一道从事电磁现象研究工作的雅可比在 1834 年制造出世界上第一台电动机,从而证明了实际应用电能的可能性。电机工程得以飞跃的发展是与多里沃 - 多勃罗沃尔斯基的工作分不开的。这位杰出的俄罗斯工程师是三相系统的创始者,他发明和制造出三相异步电机和三相变压器,并首先采用了三相输电线。在法拉第的研究工作基础上,麦克斯韦在 1864 年至 1873 年提出了电磁波理论。他从理论上推测到电磁波的存在,为无线电技术的发展奠定了理论基础。1888 年,赫兹通过实验获得电磁波,证实了麦克斯韦的理论。但实际利用电磁波为人类服务的还应归功于马克尼和波波夫。大约在赫兹实验成功七年之后,他们彼此独立的分别在意大利和俄国进行通信试验,为无线电技术的发展开辟了道路。 人类在自然界斗争的过程中,不断总结和丰富着自己的知识。电子科学技术就是在生产斗争和科学实验中发展起来的。 1883 年美国发明

浅谈电力电子技术在电子电源中的应用

浅谈电力电子技术在电子电源中的应用 衢州电力局吴丹 电力电子技术无处不在、天生具有节能效果预计全球未来将有95%以上的电能要经过电力电子技术的处理后才能使用。电力电子技术的核心是电力电子元器件电力电子元器件的发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,以功率MOSFET和IGBT为代表的功率半导体器件的诞生,标志着传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。CCID预计电力电子器件的年平均增长速度超过20%。IGBT 等新型电力电子器件的年平均增长率超过30%。电力电子装置种类繁多、行业应用范围极广电力电子装置主要包括三大类产品:变频器、电能质量类产品以及电子电源产品。电力电子技术在电力行业的应用涉及发电、输电、配电、其中电力电子技术在电子电源产品中的应用尤为突出。 电子电源就是对公用电网或某种电能进行变换和控制,向各种用电负载提供优质电能的供电设备,其代表有开关电源和不间断电源(UPS)等。其中开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是升压和降压,广泛应用于现代电子产品。因为开关三极管总是工作在“开” 和“关” 的状态,所以叫开关电源。开关电源实质就是一个振荡电路,这种转换电能的方式,不仅应用在电源电路,在其它的电路应用也很普遍,如液晶显示器的背光电路、日光灯等。开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等优点,缺点是功率相对较小,而且会对电路产生高频干扰,变压器反馈式振荡电路,能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路,变压器反馈式振荡电路就

是能满足这种条件的电路。 程控交换站,计算机、电视、医疗设备、航天、航海舰艇及家电上,都广泛应用开关电源,开关电源最大的应用领域是在通信行业,美国开关电源中用于通信方面的占开关电源总量的35%。这些开关电源都采用高频化技术,使其体积重量大大减小,能耗和材料也大为降低。 下面介绍一款典型的单片开关电源产品——TOP开关。 1、结构:TOP开关集各种控制功能、保护功能及耐压700V的功率开关MOSFET于一体,采用TO 220或8脚DIP封装。少数采用8脚封装的TOP开关,除D、C两引脚外,其余6脚实际连在一起,作为S端,故仍系三端器件。三个引出端分别是漏极端D、源极端S和控制端C。其中,D是内装MOSFET的漏极,也是内部电流的检测点,起动操作时,漏极端由一个内部电流源提供内部偏置电流。控制端C 控制输出占空比,是误差放大器和反馈电流的输入端。在正常操作时,内部的旁路调整端提供内部偏置电流,且能在输入异常时,自动锁定保护。源极端S是MOSFET的源极,同时是TOP开关及开关电源初级电路的公共接地点及基准点。 2、工作原理:TOP包括10部分,其中Zc为控制端的动态阻抗,RE是误差电压检测电阻。RA与CA构成截止频率为7kHz的低通滤波器。主要特点是: (1)前沿消隐设计,延迟了次级整流二级管反向恢复产生的尖峰电流冲击;

单片机应用概述

第1讲单片机应用概述 教学目的: 1、初步了解单片机的发展历史, 基础知识以及应用范围; 2、通过演示单片机产品的实物来激发学生的学习兴趣; 3、了解单片机的发展方向和主流技术。 重点、难点: 1、单片机的概念和特点; 2、单片机的主要发展方向和主流技术; 3、几种常见的单片机产品。 教学方式、步骤: 一、课程介绍、学习的目标、学习本课程的方法 1、课程介绍 单片机是当今信息时代的产物,自20世纪70年代问世以来,以实时控制能力强,成本低,体积小,受到人们的重视和关注,应用很广,发展很快。尤其在电子产品、工业控制等领域的应用广泛,已对人类社会产生了巨大的影响。单片机技术开发和应用水平已成为衡量一个国家工业化发展水平的标志之一。 由于单片机的广泛使用使得社会对掌握单片机技术的人才的需求在不断增加,目前全国普通工科大学均已经将单片机课列为必修的专业(基础)课程。 2、学习的目标 通过对孝感周边相关电子企业(亚光电子公司、○六六集团、四四○四厂等)的毕业生跟踪调查和人才需求调研,相关工作岗位都对单片机应用能力都提出了一定的要求。且不同的岗位对单片机应用能力要求的高低不同。要求较高的岗位如电路联调岗和电子线路设计助理工程师岗,对单片机的应用能力要求如下: 掌握常见单片机芯片及外围芯片的功能和引脚分布; 理解掌握单片机系统结构、存储器结构、指令系统,中断、定时器、串行口、接口技术等重要概念和基本知识; 具备一定的电子线路基本知识,能看懂典型单片机外围硬件的原理图,并具备相应的硬件线路调试的基本技能; 能看懂程序流程图,掌握程序调试的基本技能; 具有基本的单片机编程能力; 掌握单片机软硬件联调的基本技能; 掌握单片机产品开发的基本流程和工艺。 课程标准: 作为一门核心的专业基础课程,本课程的专业目标定位为:通过基于实际工作过程(项目制作)的项目导向、任务驱动的理论实践一体化教学模式,教、做、学三者合一,使学生在做中学,学中做,在理解掌握单片机系统结构、存储器结构、指令系统,中断、定时器、串行口、接口技术和单片机初步应用知识的基础上,掌握智能电子应用相关岗位所需要的单片机应用系统的初步的应用分析和软硬件设计能力,掌握基本的编程和程序调试能力,掌握单片机典型外围硬件线路的分析与初步设计能力、硬件调试能力,掌握单片机系统的安装和软硬件联调、故障诊断维护技能,掌握单片机产品开发的基本流程和工艺。在以上述单片机应用能力培养为主线的教学过程中,还要注重学生职业能力的培养,使学生毕业后能够直接适应单片机相关岗位的工作。

单片机发展前景

单片机的现状也发展前景 计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展;这三个方向就是:巨型化,单片化,网络化。以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用,故而,巨型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时,Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器(embedded microcontroller)。单片机的最明显的优势,就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。 在本文,介绍单片机的最新技术进步,包括数字单片机的工艺及技术,模糊单片机的工艺及技术,单片机的可靠性技术,以及以单片机为核心的嵌入式系统。 数字单片机的技术发展 数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面,较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前,用户对单片机的需要越来越多,但是,要求也越来越高。下面分别就这四个方面说明单片机的技术进步状况。 1、内部结构的进步 单片机在内部已集成了越来越多的部件,这些部件包括一般常用的电

路,例如:定时器,比较器,A/D转换器,D /A转换器,串行通信接口,Watchdog电路,LCD控制器等。 有的单片机为了构成控制网络或形成局部网,内部含有局部网络控制模块CAN。例如,Infineon公司的C 505C,C515C,C167CR, C167CS-32FM,81C90;Motorola公司的68HC08AZ 系列等。特别是在单片机C167CS-32FM中,内部还含有2个CAN。因此,这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制,系统较为复杂时,构成一个控制网络十分有用。 为了能在变频控制中方便使用单片机,形成最具经济效益的嵌入式控制系统。有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽调制控制电路,这些单片机有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列;Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在这些单片机中,脉宽调制电路有6个通道输出,可产生三相脉宽调制交流电压,并内部含死区控制等功能。 特别引人注目的是:现在有的单片机已采用所谓的三核(TrCore)结构。这是一种建立在系统级芯片(System on a chip)概念上的结构。这种单片机由三个核组成:一个是微控制器和DSP核,一个是数据和程序存储器核,最后一个是外围专用集成电路(ASIC)。这种单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。虽然从

电力电子技术的发展与应用

电力电子技术的发展与应用作为电气自动化的学生,我们有必要对专业课程电力电子技术做个全面的了解。我们先对电力电子的定义做了解,再对电子电力技术的发展做大致介绍,最后综述电力电子技术的应用。 电力电子技术,是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面,涉及电力电子器件,电力电子设备和系统,电力电子技术在各个行业的应用。与以信息处理为主的信息电子技术不同,电力电子技术主要用于功率(电力)变换,所变换“电力”功率的范围小到数瓦(W),大到数百兆瓦(MW)甚至吉瓦(GW)。 电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术,电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术,又大多是为应用强电的工业服务的,故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料,最常用的材料为单晶硅;它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了

微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础,根据器件的特点和电能转换的要求,又开发出许多电能转换电路。 电力电子技术的发展史:一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明期。1904年出现了电子管,它能在真空中对电子流进行控制,并应用于通信和无线电,从而开启了电子技术用于电力领域的先河。20世纪30年代到50年代,水银整流器广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动,甚至用于直流输电。1947年美国著名的贝尔实验室发明了晶体管,引发了电子技术的一场革命。 晶闸管时代,晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能,使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组,并且其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件,属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。

浅谈电子技术对电视新闻传播的影响及应用分析

浅谈电子技术对电视新闻传播的影响及应用分析 伴随着现代电子技术的迅速发展,电视已成为当今世界上独具影响力的新闻媒体之一,在社会生活中扮演者十分重要的角色。电视新闻作为新闻传播产业的精神产物之一,它的生产过程、制作理念和产品质量在一定程度上受到电子技术的影响和制约。在论述电子技术发展给电视新闻传播带来影响的基础上,探讨现代电子技术在电视新闻传播方面的具体应用策略。 标签:电子技术;电视新闻传播;影响;应用 电子科学技术的进步和发展,使电视新闻传播语言的表达方式和细节形式变得丰富多彩,现代化的数字、互联网、通信技术与电视台音视频非线性编辑、电视新闻音视频制播网、媒体资产管理技术的结合,实现了电视新闻在同一时间进行多个现场、多个时空、多个信道的传播,并将电子特技和动画的随机应用成为可能。 1 电子技术对电视新闻传播的影响 作为现代科技的产物,电视与电子技术的关系十分密切,电视传播形式的每一次演变,都依赖于电子技术的进步和发展。在不同性质的媒体中,电视是最能够鲜明体现电子技术进步的一个,从电子新闻采集到卫星新闻采集,从“今天的新闻今天报”,到“现在的新闻现在报”,电子技术不仅改变了电视新闻传播的时效,也拓展并延伸了电视新闻定义的内涵和外延。 电子技术的发展是电视新闻传播和接受的渠道更加畅通,一方面,互联网技术在电视新闻传播过程中的运用,使提供新闻信息和获取新闻信息的机会增多。另一方面,网络采访逐渐发展成为电视新闻采访的新形式和重要组成部分,同现场采访和演播室采访一起构成未来电视新闻采访的三大形式,构筑了多重采访空间,使电视新闻采访形式和内涵更为丰富,全面呈现了现代新闻采访的立体化格局,更能突出电视新闻传播的优势。 同时,电子技术的发展使电视新闻信息的数量急剧增加,以新闻影响素材为代表的各种信息出入日趋简单化。对于电视新闻传播而言,新闻信息的数量决定了电视新闻工作者提供素材的具体内容,决定着电视新闻受众对新闻事件的理解程度。电子技术的发展实现了紧急情况下大量新闻信息的迅速整理,保证了电视新闻播出的时效性。电子信息技术以席卷全球之势深入电视新闻传播领域,逐渐构筑了电视新闻制作和播出的网络化形式,数字技术的普及和沟通系统的网络逻辑转变,为电视新闻传播创造了水平式全球沟通的技术条件。电子技术的进步促进了不同网络的融合,增强了大众传媒网络之间的互动。互联网技术和通讯网络技术在电视新闻传播领域的运用和融合为电视新闻采访提供了更为便捷和灵活的信息传输渠道。在新闻信息传播过程中,可以通过互联网或通讯网传输文字和声像信息,也可进行网络采访或异地采访。

浅谈电力电子技术

浅谈电力电子技术 【摘要】电力电子技术正在不断发展,新材料、新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。 【关键词】电力电子电路;电力电子;电子元件 电力电子技术诞生近半个世纪以来,使电气工程、电子技术、自动化技术等领域发生了深刻的变化,同时也给人们的生活带来了巨大的影响。目前,电力电子技术仍以迅猛的速度发展着,新的电力电子器件层出不穷,新的技术不断涌现,其应用范围也不断扩展。不论在全世界还是在我国,电力电子慢慢的被人所熟知,下面我们就电力电子电路和其应用、结构等进行简单阐述。 1.电力电子电路 1.1 电子电路的概念 电子电路时利用电力电子器件对工业电能进行变换和控制的大功率电子电路。因为电路中无旋转元、部件,故又称静止式变流电路,以区别于传统的旋转式变流电路(由电动机和发电机组成的变流电路)。电力电子电路始见于20世纪30年代,包括由气体闸流管和汞弧整流管组成的低频变流电路和由高频电子管组成的变流电路。它们构成了第一代电力电子电路。60年代由晶闸管组成了第二代电路,泛称半导体电力电子电路(又称半导体变流电路)。80年代,由于可关断晶闸管(GTO)和双极型功率晶体管(GTR)等新型器件的实用化,又逐渐在不同领域中取代了普通晶闸管并形成第三代电路。由于它们具有控制极关断和工作频带较宽的优点,使电力电子电路具有更佳的技术和经济性能,获得了更为广泛的应用。 1.2 电力电子电路的特征 电力电子器件一般都工作在开关状态导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,电压降接近于零,而电流由外电路决定阻断时(断态)阻抗很大,接近于断路,电流几乎为零,而管子两端电压由外电路决定电力电子器件的动态特性(也就是开关特性)和参数,也是电力电子器件特性很重要的方面,有些时候甚至上升为第一位的重要问题。作电路分析时,为简单起见往往用理想开关来代替 1.3 典型电力电子电路的系统结构 电力电子电路的系统包括以下三种: (1)电力电子器件:如功率二极管、晶闸管、功率MOSFET、IGBT、MCT

电力电子技术的发展及应用趋势

浅析电力电子技术的发展及应用 张友均 摘要:本文主要简要回顾了电力电子技术的发展史,简述了电力电子在电力系统中的一些应用及发展趋势。关键词:电力电子技术;发展史;电力系统;应用;发展趋势 1 引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台,标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢?美国电气与电子工程师协会下设的电力电子学会对“电力电子技术”的阐述是:有效的使用电力半导体器件,应用电路设计理论以及分析开发工具,实现对电能高效能变换和控制的一门技术。对电能的高效能变换和控制包括对电压,电流,频率或波形等方面的变换。它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前,电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪,随着新的理论、器件、技术的不断出现,特别是与微控制器技术的日益融合,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代。 2 电力电子技术的发展史 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。 2.1 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

电子技术的发展及应用前景

电子技术的发展及应用前景 摘要:电子技术是一种工程理论与技术体系,是随着电子技术与信息技术的应用而发展起来的。电子技术应用,就是利用电子信息工程的相关工程理论解决电子技术的应用。在不同的工程领域,电子技术提供了信号,信息采集,传输和处理的实现技术,随着各行业信息化,智能化的发展,导致信息技术已经成为各工程应用领域的基本技术之一。本文介绍了电子信息技术应用的特点以及各种应用。电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,像电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传递数据,甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息工程的应用技术。我们可以通过一些基础知识的学习认识这些东西,并能够应用更先进的技术进行新产品的研究和电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术于一体的专业。 关键词:电子信息技术应用的特点,应用 电子技术是基于电子技术的信号或信息处理技术,电子信息应用前景非常广泛。电子信息工程是电子科学与技术,计算机科学与技术,信息与通信工程等学科支撑下的综合性工程应用技术体系,其核心是以电子信息技术和信息处理技术为支撑,研究相关应用领域中电子技术与信息技术的应用原理,方法和技术,创造性地应用电子科学与信息科学的基本原理,以设计,操作和维护满足应用领域所需要的机器设备和系统。 随着科学技术的日新月异的发展,电子技术也在不断的向前探索,以满足人们的生活需求。我认为,今后的电子技术的发展将会朝着智能化,集成化的方向发展。电子技术的应用也会非常广泛,和人们的生活息息相关。本文将就电子技术的发展及应用前景浅谈个人的一些肤浅认识。信息技术是现代文明的技术基础, 是科学研究和技术开发中不可缺少的技术手段,是高技术中的关键技术。它以微电子技术为基础, 以计算机和通信技术为主体, 并渗透到各种传统技术中, 又形成了许多边缘学科。正如江总书记指出: “四个现代化, 哪一化也离不开信息化”。信息技术的发展, 影响着整个国民经济的发展, 也直接影响了国家综合实力的变化。 纵观电子技术的发展,从第一代晶体管时代到第二代电子管时代,再到第三代集成化时代,以及现在的超大规模集成化时代。我们发现,电子技术的发展一

浅谈电力电子技术的发展及应用

浅谈电力电子技术的发展及应用 发表时间:2017-11-06T13:35:33.807Z 来源:《电力设备》2017年第18期作者:王鹏 [导读] 摘要:文章从电力电子技术的相关概念及其发展历程出发,就此项技术在交通运输、家电、电力节能等方面的具体应用展开探究。 (南瑞集团公司(国网电力科学研究院)国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市 210000) 摘要:文章从电力电子技术的相关概念及其发展历程出发,就此项技术在交通运输、家电、电力节能等方面的具体应用展开探究。 关键词:电力电子技术;发展;具体应用 1电力电子技术的相关概念 电力电子技术又称为功率电子技术,主要是对各种电子电力器件,以及与之构成的可控制、转换电能的相关装置及电路展开研究。此技术不仅是电工学在电子领域或弱电中的分支,同时也是电子学在电动领域或强电中的分支,总体来说,是结合强弱电的一门新型学科。当前,我国科技发展迅猛,电力电子技术也愈发重要,其可优化电能的使用情况,达到高效节能的目的。除此之外,通过应用电力电子技术,可有效改造相关传统产业,促进机电一体化发展,并且还能统一功率及信息化处理,在有机结合微电子技术的基础上,促进电子技术的进一步改革与发展。 2电力电子技术的发展历程 自上世纪五十年代诞生第一只晶闸管以来,电力电子技术就获得了显著发展,并在电气传动技术领域占据了重要的一席之地。以下就电力电子技术的发展历程展开探究。 2.1晶闸管整流时代 工频(也即50Hz)交流发电机为大功率工业用电的主要来源,在实际应用过程给中,以直流形式消费的电能约占20%,例如牵引(包括地铁机车、电气机车、城市无轨电车等)、直流传动(造纸及轧钢)、电解(包括化工原料及有色金属)等领域。为将工频交流电高效率地转变为直流电,就需要应用到大功率的硅整流器。在20世纪60、70年代,人们加大了大功率硅整流器的开发及应用力度,国内还曾掀起开办硅整流器厂的热潮,现阶段我国大部分的硅整流器制造厂就是于那个时代建成的,那一时期也被称为电力电子技术晶闸管时代。 2.2逆变时代 自20世纪70年代以后,自关断器件被制造出来并投入实际应用中,此时,电力电子技术便进入到逆变时代。当时,在世界范围内爆发了能源危机,而具备显著节能效果的交流电机变频调速因此获得了迅速的发展。其中,将直流电逆变为频率为0至100Hz的交流电为变频调速的关键性技术,而应用在大功率逆变中的晶闸管、门极可关断晶闸管、巨型功率晶体管等便迅速成为当时众多电力电子技术的主要组成部分。尽管当时电力电子技术已实现逆变以及整流等功能,但工作频率比较低,且只是在中低频率的范围内。 2.3现代变频器时代 自20世纪80年代以后,人们加大了大规模集成电路技术的应用力度,这为电力电子技术的发展奠定了扎实的基础。在集成电路技术中,高压大电流以及精细加工两种技术得到了有机结合。其中,传统采用低频技术处理问题为主的电力电子学,以及集大电流、高压、高频于一身的,以功率IGBT与MOSFET为代表的功率半导体复合器件,均朝着以高频处理问题为主的现代电力电子学方向进行转变。此种现象显示,当时已进入到了电力电子的现代变频器时代。在此时期,集成电路技术被大规模应用在各种新型的器件中,并不断朝着模块化及复合化的方向发展,不但有效缩小了电力电子器件的体积,使其结构更加紧凑,而且还能将不同器件的优点进行综合。总体而言,随着这些新型器件的飞速发展,交流电机变频调速的频率更高,性能也更加可靠、完善,这为电力电子技术的高频发展,以及用电设备的小型轻量化、节材节能高效化、机电一体化提供了非常重要的基础支持。 3电力电子技术的具体应用 3.1在交通运输中的具体应用 随着时代的进步与发展,电力电子技术在众多领域得到了非常广泛的应用,例如在电气化铁道交通中,电气机车中的交流机车便应用到了变频装置,而直流机车则应用到了整流装置。同时,在磁悬浮列车中的牵引电机传动以及各种辅助电源等方面,也应用到了电子电力技术,可以说,磁悬浮列车的顺利运行离不开电力电子技术的支持。除此之外,在电动汽车的电机方面,为了发挥出控制驱动的作用,同样需要对电子装置展开合理应用。而在飞机、船舶等交通运输工具方面,其对电源的应用也存在着不小的差异,因此,科学应用电力电子技术就具有关键性的作用。 3.2在家电中的具体应用 在人们日常生活中的各种家电方面,电力电子技术也得到了较为广泛的应用,给人们的生活带来了极大的便利。例如,生活中常见的洗衣机,通过应用电力电子技术,便可有效替代手工劳动,人们只需在洗衣机中放入脏衣服,再按下按钮,便可借助电力电子技术的相关功能完成洗衣服的整个过程。其次,厨房中常见的洗碗机,其应用电力电子技术的原理与洗衣机的应用原理大致相同;而空调器通过应用电力电子技术,可起到显著的节能效果,经大量实践研究证明,其节约的电能约占30%及以上;在工作效率方面,电频荧光灯要明显高于平常使用的普通白炽灯。 3.3在发电环节中的具体应用 经分析得知,我国经济快速发展离不开能源的支持,在经济建设不断深入的大背景下,消耗了大量的能源,特别是电能。现阶段,经济发展的一项关键条件便是有机结合电力与工业,正是由于电能具有利用率高、稳定性高等显著优势,因而其消耗量呈现出不断增加的趋势。分析我国工业发展的整体情况可知,当前的工业用电还存在一系列不了合理的情况,导致电力能源的严重浪费。随着可持续发展理念的提出与实行,人们对节约电能也愈发重视。而通过应用电力电子技术,便可有效节约原材料,优化各种电力设备的性能,最终充分降低电能的消耗程度。 3.4在电力节能中的具体应用 近些年来,我国不断加大对水力发电、风力发电等新能源的开发及利用力度,其中涉及到发电机电流频率的转换。具体来说,水头的流量及压力对水力发电的功率起到了决定性的作用,而这会影响到机组最佳转速的变化。此时,为实现有效功率的最大化,就需要对转子励磁电流频率进行调整,从而实现机组的变速运行。此外,在大型发电机中,也应用到了晶闸管整流自并励的方式来实现相对静止励磁的

单片机各种通信方式的特点和主要应用场合

单片机各种通信方式的特点和主要应用场合 串口用的比较多: RS232,用于与标准的RS232设备通讯 网卡,用于互联网或采用网卡端口的设备通讯 I2C,用于单片机自己外设或多个单片机之间通讯 CAN,工业标准,汽车中常用 并口: 并口就是直接将数据输入或输出,多少位数据就要用多少根线,此外还要加上控制线2根以上。 例如8位的数据通讯,至少用10根线。由于单片机的引脚数目有限,这种方法很不实用。 并行口现在计算机都几乎不用了。如果感兴趣,你就找以前的计算技术方面的书上还有介绍。 并口线路复杂,可靠性低,速度低,除了早期的打印机还用,也几乎没有这样的外设了。 大家好,通过前一期的学习,我们已经对ICD2 仿真烧写器和增强型PIC 实验板的使用方法及学习方式有所了解与熟悉,学会了如何用单片机来控制发光管、继电器、蜂鸣器、按键、数码管等资源,体会到了学习板的易用性与易学性,看了前几期实例,大部分都是基于单片机端口操作原理呢? 大家是否觉得这样一个单片机系统似乎缺少点什么呢?不错,本期我们将介绍单片机与电脑通讯,使单片机与PC 机能够联机工作。 单片机除了需要控制外围器件完成特定的功能外,在很多应用中还要完成单片机和单片机之间、单片机和外围器件之间,以及单片机和微机之间的数据交换和指令的传输,这就是单片机的通信。单片机的通信方式可以分为并行通信和串行通信。并行方式传送一个字节的数据至少需要8 条数据线。 一般来讲单片机与打印机等外围设备连接时,除8条数据线外,还要状态、应答等控制线,当传送距离过远时电线要求过多,成本会增加很多。单片机的串行通信方法较为多样,传统的串行通信方式是通过单片机自带的串行口进行RS232 方式的通信。 串行通信是以一位数据线传送数据的位信号,即使加上几条通信联络控制线,也比并行通信用的线少。 因此,串行通信适合远距离数据传送,如大型主机与其远程终端之间,处于两地的计算机之间,采用串行通信就非常经济。 串行通信又分为异步传送和同步传送两种基本方式。 异步通讯:异步通信传输的数据格式一般由1个起始位、7 个或8 个数据位、1 到2 个停止位和一个校验位组成。它用一个起始位表示字符的开始,用停止位表示字符的结束。其每帧的格式如图1 所示。

单片机技术最新发展情况

单片机技术最新发展情况 单片机的最新技术进步,包括数字单片机的工艺及技术,模糊单片机的工艺及技术,单片机的可靠性技术,以及以单片机为核心的嵌入式系统。 数字单片机的技术发展 数字单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面,较为典型地说明了数字单片机的水平。在目前,用户对单片机的需要越来越多,但是,要求也越来越高。下面分别就这四个方面说明单片机的技术进步状况。 1、内部结构的进步 单片机在内部已集成了越来越多的部件,这些部件包括一般常用的电路,例如:定时器,比较器,A/D转换器,D/A转换器,串行通信接口,Watchdog电路,LCD控制器等。 有的单片机为了构成控制网络或形成局部网,内部含有局部网络控制模块CAN。例如,Infineon公司的C505C,C515C,C167CR,C167CS-32FM,81C90;Motorola 公司的68HC08AZ系列等。特别是在单片机C167CS-32FM中,内部还含有2个CAN。因此,这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制,系统较为复杂时,构成一个控制网络十分有用。 为了能在变频控制中方便使用单片机,形成最具经济效益的嵌入式控制系统。有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽调制控制电路,这些单片机有Fujitsu公司的MB89850系列、MB89860系列;Motorola公司的MC68HC08MR16、MR24等。在这些单片机中,脉宽调制电路有6个通道输出,可产生三相脉宽调制交流电压,并内部含死区控制等功能。

特别引人注目的是:现在有的单片机已采用所谓的三核(TnCore)结构。这是一种建立在系统级芯片(Systemonachip)概念上的结构。这种单片机由三个核组成:一个是微控制器和DSP核,一个是数据和程序存储器核,最后一个是外围专用集成电路(ASIC)。这种单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。虽然从结构定义上讲,DSP是单片机的一种类型,但其作用主要反映在高速计算和特殊处理如快速傅立叶变换等上面。把它和传统单片机结合集成大大提高了单片机的功能。这是目前单片机最大的进步之一。这种单片机最典型的有Infineon公司的TC10GP;Hitachi公司的SH7410,SH7612等。这些单片机都是高档单片机,MCU都是32位的,而DSP采用16或32位结构,工作频率一般在60MHz以上。 2、功耗、封装及电源电压的进步 现在新的单片机的功耗越来越小,特别是很多单片机都设置了多种工作方式,这些工作方式包括等待,暂停,睡眠,空闲,节电等工作方式。Philips公司的单片机P87LPC762是一个很典型的例子,在空闲时,其功耗为1.5mA,而在节电方式中,其功耗只有0.5mA。而在功耗上最令人惊叹的是TI公司的单片机MSP430系列,它是一个16位的系列,有超低功耗工作方式。它的低功耗方式有LPM1、LPM3、LPM4三种。当电源为3V时,如果工作于LMP1方式,即使外围电路处于活动,由于CPU不活动,振荡器处于1~4MHz,这时功耗只有50μA。在LPM3时,振荡器处于32kHz,这时功耗只有1.3μA。在LPM4时,CPU、外围及振荡器32kHz都不活动,则功耗只有0.1μA。 现在单片机的封装水平已大大提高,随着贴片工艺的出现,单片机也大量采用了各种合符贴片工艺的封装方式出现,以大量减少体积。在这种形势中,Microchip公司推出的8引脚的单片机特别引人注目。这是PIC12CXXX系列。它含有0.5~2K程序存储器,25~128字节数据存储器,6个I/O端口以及一个定时器,有的还含4道A/D,完全可以满足一些低档系统的应用。扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是今天单片机发展的目标之一。目前,一般单片

电子技术的发展与应用综述

电子技术的发展与应用综述 摘要:本文针对电子技术的基本概念,发展及在自动化专业中的典型应用、工艺、功能电路实现手段及未来发展前景等进行了综述。其中,着重介绍了电子技术自动化、温度控制系统等当前电子技术应用较为广泛的领域。同时,文章以微电子领域为主阐述了电子技术未来发展的方向。 关键词:电子技术;EDA;自动控制;变革 引言 人类历经过以火、陶瓷及金属农具生产为代表的年代;人类也走过以英国瓦特蒸汽机发明为代表的产业革命、以德国李比希为代表的化工技术革命以美国爱迪生发明为代表的电力革命;如今跨入了以高新科技综合创新为代表的信息革命时代。 而正是电子技术的出现和应用,使人类进入了高新技术时代.电子技术诞生的历史虽短,但深入的领域却是最广最深,而且成为人类探索宇宙宏观世界和微观世界的物质技术基础.随着新型电子材料的发现,电子器件发生了深刻变革。 二十一世纪,人类进入信息时代,信息社会中信息的生产、存储、传输和处理等过程一般均由电子电路来完成,因此电子技术在国民经济各方面占有至关重要的作用。尤其是近年来,随着计算机技术、通信技术和微电子技术等高新科技的迅猛发展,大量的生产实践和科学技术领域都存在着大量与电子技术有关的问题,目前,电子技术的应用极其广泛,涉及计算机产业、通讯、科学技术、工农业生产、医疗卫生等各个领域,如电视信号传播、无线电通信、光纤通信、军事雷达、医疗X射线透视等,所有这些方面均与电子科学与技术学科息息相关,密不可分。 电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。电子技术是其他高新技术发展的基础和龙头,它的发展带动了其他高新技术的发展。 1.电子技术发展史概述 电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破,电子技术在二十世纪发展最为迅速,应用最为广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。

电子技术发展史概述-首次

电子技术发展史概述电子技术是十九世纪末、二十世纪初发展起来的新兴技术。由于物理学的重大突破,电子技术在二十世纪发展最为迅速,应用最为广泛,成为近代科学技术发展的一个重要标志。 从20世纪60年代开始,电子器件出现了飞速的发展,而且随着微电子和半导体制造工艺的进步,集成度不断提高。CPLD/FPGA、ARM、DSP、A/D、D/A、RAM和ROM等器件之间的物理和功能界限正日趋模糊,嵌入式系统和片上系统(SOC)得已实现。以大规模可编程集成电路为物质基础的EDA技术打破了软硬件之间的设计界限,使硬件系统软件化。这已成为现代电子设计的发展趋势。 现在,人们已经掌握了大量的电子技术方面的知识,而且电子技术还在不断的发展着。这些知识是人们长期劳动的结晶。 我国很早就已经发现电和磁的现象,在古籍中曾有“磁石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。磁石首先应用于指示方向和校正时间,在《韩非子》和东汉王充着《论衡》两书中提到的“司南”就是指此。以后由于航海事业发展的需要,我国在十一世纪就发明了指南针。在宋代沈括所着的《梦溪笔谈》中有“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”的记载。这不仅说明了指南针的制造,而且已经发现了磁偏角。直到十二世纪,指南针才由阿拉伯人传入欧洲。 在十八世纪末和十九世纪初的这个时期,由于生产发展的需要,在电磁现象方面的研究工作发展的很快。库仑在1785年首先从实验室确定了电荷间的相互作用力,电荷的概念开始有了定量的意义。1820年,奥斯特从实验时发现了电流对磁针有力的作用,揭开了电学理论的新的一页。同年,安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似,这就指出了此现象的本质问题。有名的欧姆定律是欧姆在1826年通过实验而得出的。法拉第对电磁现象的研究有特殊贡献,他在1831年发现的电磁感应现

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势

浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与发展趋势 李洪新 胜利油田滨南采油厂山东省滨州市256606 摘要,概述性地介绍电力电子技术在电力系统中的各类应用,重点在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用.以及电力电子技术的发展趋势。 关键词s直流输电;电力电子;微电子;发电机;换流技术 前言 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。电力电子技术广泛应用于国民经济、人民生活和现代化军事装备等众多领域,是传统产业改造,高新技术发展和国防工业进步的重要支柱。据估算,现代化国家所用电能的90%以上都将利用电力电子技术进行各种处理,可大量节约电能和提高用电设备的性能。发电和远距离输电的现代化技术更大量需要电力电子技术。 经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用,以及电力电子技术的发展趋势。 l电力电子技术和微电子技术 1947年晶体管发明之后,到50年代末开始向两个方向发展。一个是以1958年集成电路的诞生为标志的微电子技术,它面向处理,其特点是加工线条越来越细,集成度越来越高,功能越来越全。目前生产水平典型线宽为0.5-0.6微米,典型产品为16Mb的动态随机存储器(DRAM)和PowerPC及Pentium(奔腾)微处理器。研制水平还远高于此。微电子技术的发展带动了一系列高新技术的兴起,标志着第一次电子技术革命的开始,其应用几乎遍及所有领域。 1957年晶闸管的问世标志着电力电子技术的开端,它面向电力处理,其特点是功率越来越大,性能越来越高,派生器件越来越多。到70年代末期80年代初为传统电力电子技术已经衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、不对称晶闸管、光控晶闸管等整个家族。 80年代以来,微电子技术和电力电子技术在各自发展的基础上,又逐渐走向结合。电力电子器件在工艺和结构上,大量采用微电子微细加工技术的工艺方法和加工设备,使传统电力电子器件的高电压、大电流、深注入技术与微细加工技术有机结合,统一在一块芯片上。目前,典型电力电子器件的最细线条可达2-3微米。从此产生现代电力电子技术,开始了第二次电子技术革命。 电力电子技术与微电子技术结合,首先出现了多种全控型器件。它们的功能特点是实现了自关断,从而避免了传统电力电子器件关断时所需的强迫换流电路。其结构特点是,一个器件由多个元胞并联,大面积集成。例如,1000A的门极关断晶闸管(GTO)含有近千个单元(GTO)。一个40A/IOOV的电力MOS场效应管(VDMOS),有3.5万个元胞并联,最小间距3微米,整个制造过程共i00多道工序,全部利用微电子MOS集成电路制造技术。其中关键工艺为离子注入、细线光刻、外延、自对准双扩散、薄栅氧化、表面钝化及背面金属化等。一个300A的静电感应晶闸管(SITH)含有5万个元胞,而一个50A/500V的MOS控制晶闸管(McT)则含有10万个元胞并联。

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