数字电源的特点与发展现状分析
随着半导体工艺技术的不断升级，电路板上的元器件运行速度更快、体积更小，而且还要求更多、更低的供电电压和更大的供电电流；最终系统的功能不断增加，平均售价却不断下降。此外，用户对电源的故障修复时间、电源运行状态的感知与控制的要求越来越高，电源设计人员不再满足于实时监控电流、电压、温度，还提出了诊断电源供应情况、灵活设定每个输出电压参数的要求。这些需求已是今日的模拟解决方案难以满足的。因此，作为电源管理发展的新思路的数字电源应运而生，其目标就是将电源转换与电源管理架构用数字方法集成到单芯片中，实现智能、高效的转换与控制及通信。
数字电源是采用数字方式实现电源的控制、保护回路与通信接口的新型电源技术。可编程、响应性和数字环路控制是表征数字电源的3个主要特征。
随着电源系统的性能和功率的不断提高，实现电源性能指标所必需的元件数量和成本也随之增加，越来越多的控制需要通过具有成本效益的数字电路实现。一般认为，在设计DC/DC变换器时，通常100W以上的系统中会应用数字控制技术；而在设计AC/DC变换器时，250W以上的系统会应用数字技术，这样电源的经济
性会更高一些。因此，在未来的电源系统中，模拟与数字技术将共存相当一段时间。30年前，电源行业转向开关电源是一个很大的变化，而电源数字化趋势将
会是一个更大的变化。
模拟电源的优势与不足
目前，除了一些专门用于微处理器的转换器之外，市场上大多数砖形转换器、中间总线转换器及负载点POL转换器仍采用模拟控制。这是因为许多模拟电源系统经过了多年的检验，可靠性还是很高的。
可尽管模拟电源解决方案的成本、性能（如负载变化时的电源响应时间）、占板面积等指标都优于当前的数字电源解决方案，但对开发人员来说，它完全是一种固定模式的黑盒应用，抑制了开发人员发挥创造力的激情。对电源进行同步跟踪、电压排序、故障诊断及适应环境变化的能力还是比较差的。
目前，许多高性能的DC/DC转换器仍通过简单的无源器件产生的模拟信号进行设置和控制。即使是具有最先进拓扑结构的高性能转换器，也还需要使用外部电阻、电容来确定诸如启动时间、输出点值及开关频率等参数。这些电阻、电容的值都是设计调试时确定的，制造完成后不可轻易更改，因此自适应的电源管理方案也就不可能实现。而且，为实现更多功能，就要设计更多的直接反馈电路，所以模拟控制环路会变得非常复杂。
传统的模拟控制架构已经使用多年，但仍有不少缺陷。举例来说，模拟控制电路因为使用许多元器件而需要很大空间，这些元器件本身的值还会随使用时间、温度和其他环境条件的变化而变动，从而对系统稳定性和响应能力造成负面影响。模拟控制的控制-响应特性是由分立元器件的值决定的，它总是面向一个范围狭
窄的特定负载，因此无法为所有电压值或负载点提供最优化的控制响应。换句话说，如果你需要一个可以在很多产品中重复使用而不必更换部件的设计平台，则模拟方案难以胜任。除此之外，模拟系统的测试和维修都非常困难。
数字电源的优势与不足
数字电源正是为了克服现代电源的复杂性而提出的，它实现了数字和模拟技术的融合，提供了很强的适应性与灵活性，具备直接监视、处理并适应系统条件的能力，能够满足几乎任何电源要求。数字电源还可通过远程诊断以确保持续的系统可靠性，实现故障管理、过电压（流）保护、自动冗余等功能。由于数字电源的集成度很高，系统的复杂性并不随功能的增加而增加过多，外围器件很少（数字电源的快速响应能力还可以降低对输出滤波电容的要求），减少了占板面积，简化了设计制造流程。同时，数字电源的自动诊断、调节的能力使调试和维护工作变得轻松。
数字电源管理芯片易于在多相以及同步信号下进行多相式并联应用，可扩展性与重复性优秀，轻松实现负载均流，减少EMI，并简化滤波电路设计。数字控制的灵活性能把电源组合成串联或并联模型，形成虚拟电源。而且，数字电源的智能化可保证在各种输入电压和负载点上都具有最优的功率转换效率。
相对模拟控制技术，数字技术的独特优势还包括在线可编程能力、更先进的控制算法、更好的效率优化、更高的操作精确度和可靠性、优秀的系统管理和互联功能。数字电源不存在模拟电源中常见的误差、老化（包括模拟器件的精度）、温度影响、漂移、补偿等问题，无须调谐、可靠性好，可以获得一致、稳定的控制参数。数字电源的运算特性使它更易于实现非线性控制（可改善电源的瞬态响应能力）和多环路控制等高级控制算法；更新固件即可实现新的拓扑结构和控制算法，更改电源参数也无须变更板卡上的元器件。
数字控制还能让硬件平台重复使用，通过设计不同固件即可满足各种最终系统的独特要求，从而加快产品上市，减少开发成本、元器件库存与风险。
数字电源已经表现出相当多的优点，但仍有一些缺点需要克服。例如，模拟控制对信号状态的反应是瞬时的，而数字电源需要一个采样、量化和处理的过程来对负载的变化做出反馈，因此它对负载变化的响应速度目前还比不上模拟电源。数字电源的占板面积要大于模拟电源，精度和效率也比模拟电源稍差。虽然数字控制方法的优点在负载点（POL）系统中非常明显，但模拟电源在分辨率、带宽、与功率元件的电压兼容性、功耗、开关频率和成本（在简单应用中）等方面仍然占有优势。不过，如果考虑到数字电源解决方案具有的优点，使用模拟电路搭建功能相似的电路，成本并不一定就比数字电源低。
数字电源中包含的技术无疑是复杂的，但它的使用并不一定就复杂。不过它要求设计人员具有一定的程序设计能力，而目前的电源设计人员普遍都是模拟设计为主，缺乏编程方面的训练。这对数字电源的推广也造成了一定的障碍。
人们对数字电源还有一个担心就是它还不像模拟电源那样经过多年应用的考验，因而可靠性不高。但就像数字电路在概念上就优于模拟电路一样，可靠性是设计的问题，而不是数字化的问题。
不过，成本显然是约束数字电源广泛应用的一个主要因素。由于数字实现方式的成本看似高于相似的模拟实现方式，而且人们对于数字电源产品的采用存在顾虑，所以，从用户的角度来说，也只有当数字电源的成本等于或低于模拟电源（因为成本是中国市场考虑的第一市场因素），同时又能提供模拟电源做不到的许多先进功能的时候，数字电源才会被考虑。
综上所述，在简单易用、参数变更不多的应用场合，模拟电源产品更具优势，因为其应用的针对性可以通过硬件固化来实现。而在可控因素较多、需要更快实时反应速度、需要管理多个电源、复杂的高性能系统应用中，数字电源则具有优势。
数字电源的实现与进展
数字电源有几种不同的含意，实现方式也各不相同。
最简单的是数字检测，包括监视开关电源的状态，如温度、输入/出电流、输入/出电压、开关频率（占空比）等，并根据需求向主机报告。故障状态信息甚至时间标记等信息可以存储在非易失性存储器中，并在将来某个时间上报这些信息。
第二个定义是在“数字检测”的基础上通过数字接口控制开关电源，一般是通过I2C或类似的数字总线控制输出电压、开关频率、多通道电源的（上/下电）排序、上升斜率、跟踪、（软）启动、裕度控制、故障保护等等。实际上，目前市场上的很多电源管理集成电路都以这种方式工作。
第三个定义是用数字电路彻底取代开关电源中的所有模拟电路，这是真正的原生数字电源。只须编写几行简单的代码，一个核心数字电源集成电路就可以配置成升压稳压器、降压稳压器、负输出、SEPIC、反激式或正激式转换器，这样将使开关电源更容易设计、配置而且更稳定。但要实现这点从目前看来是相当困难的，因为从物理定律上来说，电流是模拟信号，即使用ADC和DSP取代误差放大器和脉冲宽度调制器的数字开关电源也仍然需要电压基准、电流检测电路和FET驱动器，这些组件目前只有模拟形式的产品。此外，电感器、变压器以及电容器等模拟元器件在实现数字电源时也是不能没有的。
传统的模拟电源是以模拟控制环路为基础的，如果在模拟控制环路外添加模拟量采样、量化电路，并辅以通信电路，即可构成上面第一个定义中所指的带数字检测的比较初级的数字电源。
目前的数字电源大都是按照上面第二个定义（即数字控制+数字监视）实现的，电源内部的模拟控制环路由数字控制环路替代。未来是属于数字电源的，但数字化是个渐进的过程，其发展很可能由同时使用模拟和数字技术的混合系统开始，进而演进到全数字实现。以前，数字化是以采用高成本的复杂多芯片电路方案为代价的。例如，一个具有电压、电流监视及控制能力的应用可能需要很多集成电
路，如高稳定度基准源、高精度多通道ADC、DAC和专用微控制器，此外还需要不小的软件开发工作量。如果再考虑成本、复杂性、线路板空间限制和严苛的产品上市时间要求，以数字方式管理电源的确需要人们付出不菲的代价。
最近出现的数字电源产品的集成度和易用性已经达到一个更高的高度。包括传统的模拟电源厂商和新兴的数字电源芯片设计厂商在内的大部分厂商都在着手解
决纯粹的电源转换以外的问题，包括添加监测功能，提供可与系统通信的数字接口，以及建立数字控制反馈环路，即在模拟变换器外面使用“ 数字外壳”。常见的方案有两种：（1）单芯片控制器方案。通过外接A/D转换芯片进行取样，取样后对得到的数据进行运算处理，再把结果通过D/A转换后传送到PWM芯片，从而实现单芯片控制器对开关电源的控制。这种方案的技术目前已经比较成熟，设计方法容易掌握，而且对单芯片控制器的要求不高，成本比较低。但是整套电路用到多个芯片，电路比较复杂；且经过A/D和D/A转换等步骤，会造成比较大的信号延迟，进而影响电源的动态性能和稳压精度。有些单芯片控制器整合了PWM输出，但一般单芯片控制器的运行频率有限，无法产生足够高的频率和精度的PWM输出信号。（2）通过高性能数字芯片（如 DSP或MCU）对电源实现直接控制的方案。数字芯片完成信号采样、处理和PWM输出等工作。由于数字PWM
输出的信号功率不足以驱动开关管，一般还需通过一个驱动芯片驱动开关管，即数字控制器与功率级之间的接口由MOSFET驱动器提供。由于这些数字芯片有较高的取样速度（DSP片内的AD转换器完成一次A/D转换只需数百纳秒，相较之下，一般8位MCU控制器要数微秒之久）和指令周期，输出的PWM信号的分辨率仅数百皮秒，过流检测和关闭电源仅须数十纳秒，可以快速有效的实现各种复杂的控制算法，使设计具备较高的动态性能和稳压精度。此外，在微处理器的支持下添加RS232/485、USB、以太网等扩展通信手段也非常方便。数字控制的电
源产品能够实现大部分数字电源的功能需求，但如果不添加一些额外部件，还实现不了全部功能需求。
这种“数字外壳”的架构存在以下问题：为了保证电源有较高的稳压精度，A/D 转换器必需要有较高精度的取样，但高精度的取样频率需要更长的A/D转换时间，造成回路的实时反应能力变差。而且，高速的采样和运算将产生巨大的运算量，能达到实时要求的核心处理器还是很少的。虽然在要求比较高的场合一般都会用DSP芯片，其运算和取样速度快，功能强大，但DSP芯片结构复杂，成本比较高；而且DSP控制技术较难掌握，对设计者要求比较高。通用DSP芯片不是专门作为电源控制芯片使用的，一般的电源应用对通用DSP芯片资源的利用率不高。不过目前以DSP为主要处理单元的数字电源芯片厂商，如TI、Freescale等公司都在优化其作为数字电源核心的DSP的结构，同时努力降低成本，并改善开发手段（提供评估板、IP模块等），以帮助开发人员轻松地如期完成开发。除了DSP 的方案，有的厂商提供基于MCU（如Silicon Labs公司）或状态机（如Zilker 公司）的方案。MCU长于控制，而状态机的优点是低功耗。鉴于DSP和MCU两种方案各有长处，现在有的厂商（如 SiliconLabs公司、Microchip公司）开始将硬件DSP和辅助MCU同时集成入芯片中，使系统性能最优，效率已经可以与模拟电源相媲美。
软件设计对数字电源设计人员而言是另一个挑战。为降低数字电源的设计门槛，很多半导体厂商推出了不需要软件编程或者支持图形用户接口（GUI）的数字电
源解决方案，设计人员通过GUI界面就能设定电源特性参数，而不需要任何编程技能。此外，还可根据具体系统的情况，设定每个输出电压的跟踪、升压时间和延时等。有的数字电源管理芯片允许设计人员通过芯片管脚配置电源特性参数。许多数字电源芯片允许在系统运行中通过电源管理总线（PMBus）来实时更改电源输出特性。系统控制算法的设计通常是在专用的集成开发环境IDE中进行，例如TI的面向DSP的CCS、Silicon Labs的基于MCS51的IDE等。
目前，数字电源芯片的集成度已经达到较高的水平，适合复杂系统如服务器、通信设备等使用。芯片中集成数个同步控制器和自适应驱动器，有的集成了MOSFET或功率驱动模块、LDO、电荷泵及电源管理（包括热管理）功能。其他有特色的特性还包括可编程中断输出、看门狗等。
先进的半导体制造工艺在数字电源芯片上也得以利用，其中数字电路应用
0.18～0.25μm VLSI工艺；模数混合电路应用高压BiC MOS工艺还比较常见。有的厂商借鉴大功率芯片的成功设计，在数字电源芯片上采用先进的封装技术，使芯片可在工业级的温度范围内可靠工作。
PMBus
电源管理总线（PMBus）通信协议规范定义了一个用在功率转换器件和管理器件之间的数字通信协议（包括接口和命令）。该规范对于数字电源产品的推广有着非常重要的意义，意味着数字电源产品的接口完成了标准化。借助PMBus，数字电源可以依据一套标准命令进行配置、监控和维护（设置电源的工作参数并监控其工作，而且能够在故障发生时采取应对措施），还能使多个数字电源产品协同工作。
PMBus规范的传输层基于低成本SMBus（系统管理总线）的1.1版本，这是个功能更为强健的基于业界标准I2C串行总线的版本，具有分组错误检查和主机通知功能。
PMBus规范定义了2个必需信号和3个可选信号：必需信号为时钟信号（SCL）
和数据信号（SDA），可选信号为SMBALERT#、 CONTROL和WP。SMBALERT#由任
何需要获得PMBus主控器支持的从属设备发起。当SMBALERT#有效时，主控器在PMBus上发送告警（alert）响应地址，然后每个发信号（alerting）的器件将
其器件地址放在SDA上。一旦器件成功地将其地址加入总线，它就会释放SMBALERT#线。SMBALERT#信号可以使从属设备（如负载点转换器）中断系统主机或总线的控制，这就使设计人员能够更容易地实现基于事件驱动的闭环控制方案。CONTROL信号用于启动和关闭单个从属设备。WP信号可用于防止意外更改存储器中的数据。此外，PMBus协议规定所有从属设备必须将其默认的配置数据保存在永久性存储器内或使用针脚编程，这样它们在上电时无须与总线通信。
除采用SMBus传输层之外，PMBus规范还增加了用于电源设计的控制语言。PMBus 的通信是按照一个连续的字节流进行的。每个字节流包含一个地址字节，一个命令字节，若干个数据字节，以及一个可选的包错误码（PEC）字节。主机使用单独的“开始”和“停止”信号来表明一个通信过程的开始和结束。而从属设备
则使用单独的位来确认收到的每个字节。为了减少响应时间及处理器开销，从属设备在收到“停止”信号时立即处理并执行命令。
结语
毫无疑问，随着数字控制技术的发展和市场需求的驱动，电源领域里数字电源的优势将会越来越明显，但从模拟电源到数字电源的完全转换还需要很长时间，因此模拟和数字控制技术将在未来数年内共存。数字电源技术为电源设计领域注入了新的活力，同时也对电源设计人员提出了更高的要求。如何在传统技术的基础上不断创新，进而设计出满足未来市场需求的电源系统将成为电源设计人员必须面对的新课题。
矿山数字化技术现状与发展方向1 陈建宏，古德生，周智勇 中南大学资源与安全工程学院，长沙（410083） E-mail：cjh@https://www.doczj.com/doc/b817606424.html, 摘要：本文对我国“九五”、“十五”期间我国矿山数字化和信息化研究成果和存在的问题进行了分析；对目前具有一定争议的“数字矿山”建设的目标、内容、思路和方案进行了讨论；对数字矿山和矿业ERP的概念进行了解释和界定；对矿山信息化发展的模式和阶段进行了分析；对我国矿业信息化项目建设的优先顺序进行了论述；对国内外矿山数据仓库技术的发展方向和应用前景进行分析。全文试图对我国矿山数字技术的现状与发展趋势作简要评述，期望对新世纪我国矿山数字化和信息化发展理出一个指导性思路和基本框架。 关键词：矿山数字技术，数字矿山，矿山信息化，建设目标，发展趋势 1 前言 矿产资源的开发对人类赖以生存的环境造成了极大的污染和破坏。因此，如何在有限的资源条件下，在生态系统包容能力允许的条件下，探讨矿产资源开发与环境保护，实现经济的可持续发展是21世纪人类面临的重大课题。如果继续沿袭旧的外延扩张式经济发展模式，而不是转向寻求一种变革性力量，将难以解决矿产资源开发中的诸多矛盾。强化信息资源开发利用，加强矿山数字技术运用是这种巨大变革性力量的主力军。 信息化建设已成为我国的一项重要的战略国策，国家“十五规划”中明确指出：“信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业升级和实现工业化、现代化的关键环节。要把推进国民经济和社会信息化放在优先位置。”并提出“坚持以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子”的战略方针。因此，充分利用现代信息技术，实现矿业的可持续发展，达到资源开发与环境保护和谐统一，是“十一五”矿业发展规划要解决的重要任务之一。 矿山企业作为资源开发的主体，其信息化是矿业信息化的重要组成部分之一。矿山信息化即是挖掘先进的管理理念，应用先进的信息技术去整合矿山现有的生产、经营、设计、管理，及时地为矿业“三层决策”（战术层、战略层、决策层）系统提供准确而有效的数据信息，以便对市场需求做出迅速反应，进而提升矿业经济核心竞争力的过程。矿山信息化不仅是矿山信息技术的延伸，更重要的是矿业管理、组织结构、业务流程的变革和延伸[1-7]。 近年来，随着我国矿业经济的繁荣以及信息技术的发展，我国矿山企业对信息化软件产品的需求大量增加。上世纪90年代，由于我国矿业经济不景气，矿山企业、高等学校及研究院所在相当长的时间内，对矿业软件产品的研发速度缓慢，除了经济因素外，其中主要原因是矿山行业难以留住高水平的软件开发和管理人员。面对新世纪迅速繁荣的矿业经济和快速发展的采矿工业，目前我国矿山信息化发展存在二大矛盾：一是矿山信息化产品需求空前增加与国内矿山软件产品研发能力相对滞后的供需矛盾；其次是矿山企业领导对“数字矿山”的高期望值与矿山IT人才流失严重，IT技术力量的严重不足，操作维护培训跟不上，难以保证系统良好实施和运行的矛盾[1-3]。 与此同时，面对中国巨大的矿业软件市场，国外矿业软件商的将主要力量转向中国，在1本课题得到全国优秀博士论文专项基金（(200449）的资助。
HefeiUniversity 合肥学院电力电子技术课程综述 系别：电子信息及电气工程系 专业：自动化 班级： 姓名: 学号：
目录 摘要： (3) 绪论 (4) 1.1电力电子技术简介： (4) 1.2电力电子技术的应用： (4) 1.3电力电子技术的重要作用： (5) 1.4电力电子技术的发展 (5) 本课程简介 (6) 2.1电力电子器件： (6) 2.1.1根据开关器件是否可控分类 (6) 2.1.2 根据门极)驱动信号的不同 (6) 2.1.3 根据载流子参与导电情况之不同，开关器件又可分为单极型器件、双极型器 件和复合型器件。 (6) 2.2 DC-DC变换器 (7) 2.2.1主要内容： (7) 2.2.2直流-直流变换器的控制 (7) 2.3 DC-AC变换器（无源逆变电路） (8) 2.3.1电压型变换器 (8) 2.3.2电流型变换器 (8) 2.3.3脉宽调制(PWM)变换器 (9) 2.4 AC-DC变换器（整流和有源逆变电路） (9) 2.4.1简介 (9) 2.4.2工作原理 (9) 2.5 AC-AC变换器 (10) 2.5.1 简介 (10) 2.5.2 分类 (10) 2.6 软开关变换器 (10) 2.6.1分类 (10) 2.6.2 重点 (10) 总结 (11) 参考文献 (11)
摘要：电力电子技术是在电子、电力与控制技术上发展起来的一门新兴交 叉学科，被国际电工委员会（IEC）命名为电力电子学（Power Electronics）或称为电力电子技术。近20年来，电力电子技术已渗透到国民经济各领域，并取得了迅速的发展。作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关专业的一门重要基础课，电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。 关键词：电力电子技术控制技术自动化电力电子器件 Abstract: Power electronic technology is in Electronics, electric Power and control technology developed on an emerging interdisciplinary, is the international electrotechnical commission (IEC) named Power Electronics (Power Electronics) or called Power electronic technology. Nearly 20 years, power electronic technology has penetrated into every field of national economy, and have achieved rapid development. As electrical engineering and automation, industrial automation or related professional one important courses, power electronic technology course about power electronics device, power electronic circuits, the basic theory of converter technology, the basic concept and basic analysis for subsequent specialized course of study and power electronic technology research and application lay a good foundation. Keywords:Power electronic technology control technology automation power electronics device
2020年通信电源基础知识和维护全套复习 讲义（重点版） 第一章基础知识 第一节通信电源系统的组成 电力系统：由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。也可描述为电力系统是由电源、电力网以及用户组成的整电信局(站)的电源系统由交流供电系统、直流供电系统和接地系统组成,其组成方框示意图如下所示：
1、交流供电系统 交流供电系统由主用交流电源、备用交流电源、高压开关柜、电力降压变压器、低压配电屏、低压电容器屏和交流调压稳压设备及连接馈线组成的供电总体。 主用交流电源均采用市电。为了防备市电停电,采用油机发电机等设备作为备用交流电源。大中型电信局采用1OKV高压市电,经电力变压器降为380V/220V低压后,再供给整流器、不间断电源设备(UPS)、通信设备、空调设备和建筑用电设备等。小型电信局(站)则一般采用低压市电电源。 电力网：是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。 变、配电所的类型：有室外变电所、室内变电所、地下变电所、移动式变电所、箱式变电所、室外简易型变电所。 2、直流供电系统 在电信局（站）中，一般把交流市电或发电机产生的电力作为输入，经整流后向各种电信设备和二次变换电源设备或装置提供直流电的电源称为直流电源。由整流设备、直流配电设备、蓄电池组、直流
变换器、机架电源设备和相关的配电线路组成的总体称为直流供电系统。 目前高频开关整流器在技术上已经相当成熟，由于具有小型、轻量、高效、高功率因数和高可靠性等显著优点。高频开关整流器机架的输出功率大,机架上装有监控模块,与计算机相结合属于智能型电源设备。 阀控式密封铅酸蓄电池是一种在使用过程中无酸雾排出,不会污染环境和腐蚀设备,可以和电信设备安装在一起,平时维护比较简便,体积较小,可以立放或卧放工作,蓄电池组可以进行积木式安装,节省占用空间。 3、接地系统 为了实现各种电气设备的零电位点与大地有良好的电气连接,由埋入地中并直接与大地接触的金属接地体(或钢筋混凝土建筑物基础组成的地网)引至各种电气设备零电位部位的一切装置组成接地系统,即由接地体、接地引入线、接地汇集线和接地线组成。电信电源按照接地系统的用途可分为工作接地、保护接地和防雷接地。按照安装方式可分为分设的接地系统和合设的接地系统。 通讯电力系统的组成：答：一般由发电机、变压器、电力线路和用电设备组成。. 电力网：答：是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。变、配电所的类型有哪些：答：有室外变电所、
开关电源研究背景历史与现状 1研究背景 2开关电源发展历史及现状 1研究背景 21世纪是信息化的时代，信息化的快速发展使得人们对于电子设备、产品 的依赖性越来越大，而这些电子设备、产品都离不开电源。开关电源相对于线性电源具有效率、体积、重量等方面的优势，尤其是高频开关电源正变得更轻，更小，效率更高，也更可靠，这使得高频开关电源成为了应用最广泛的电源。从开 关电源的组成来看，它主要由两部分组成：功率级和控制级。功率级的主要任务是根据不同的应用场合及要求，选择不同的拓扑结构，同时兼顾半导体元件考虑设计成本；控制级的主要任务则是根据电路电信号选择合适的控制方式，目前的开关电源以PWM控制方式居多。 2开关电源发展历史及现状 开关电源最早起源于上世纪50年代初，美国宇航局以小型化、轻量化、为 目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个多世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术 制造的连续工作电源，并广泛应用于电子整机与设备中。 20世纪80年代，计算机全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代。20世纪90年代，开关电源在电子、电气设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展时期。 历经几十年的不断发展，现代开关电源技术有了重大的进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使中小型开关电源的工作频率达到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）；软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减小电源的体积和重量，而且提高了电源的效率；控制技术的发展和专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正（APFC）技术的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电
数字矿山软件国内 应用现状 姓名： 学院：信息科学与工程学院 班级： 学号：
摘要：数字矿山被定义为，以计算机及其网络为手段，把矿山的所有空间和有用属性实现数字化存储、传输、表述和深加工，并应用于生产与管理和决策之中。近年来，我国矿山数字化进程发展较快，取得了一些成就，但总体数字化程度不高，与国际先进水平仍有很大差距。 关键词：数字矿山；数字化；应用；现状 数字化矿山(Digital Mine)或简化/简称为“数字矿山”，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。 随着计算机技术、空间数据库技术以及地理信息系统技术的发展与深入研究，信息化在采矿工程及矿山生产技术管理中，也发挥着越来越重要的作用。信息技术的快速发展和浪潮般的推广应用，为矿山企业带来了机遇，也带来了压力，“数字矿山”应运而生。数字矿山是以计算机及其网络为核心手段，实现矿山信息的获取、存储、传输、表述、深加工及其在各个生产环节和管理与决策中的应用。它是一个由多个相互关联的软、硬件分系统组成的庞大系统。 矿山数字化的最终目标，是应用矿产经济、数学地质、信息技术的原理与方法，通过计算机及软件，把矿床地质、矿产开发等有关信息，以地理坐标为标准有机集成起来。并通过数学分析研究，建立这些数据的三维空间联系，实现现实矿山实体的数字化、可视化，从而
解决矿山生产动态管理、生产方案优化决策、矿山生产规划、矿床边深部找矿增储、资源的合理开发利用等技术问题，以便减少资源的浪费和环境污染，提高矿业开发的社会经济效益。 1.矿山数字化的必要性及其应用 从２０世纪８０年代中期起，计算机在我国矿山开始得到应用，经过学术界与工业界近２０年的努力，取得了不小进展。数字矿山则是数字地球和数字中国理念及技术，在矿山勘探、开发及矿山管理中的具体应用，是一种未来矿山的崭新体系，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现。矿山数字化的实现对矿山企业的发展具有极其重要的意义。 1.1化解矿山风险隐患，增强安全系数 数字矿山建设的目的，就是要通过将矿山各种信息系统、计算技术和工业控制的有机整合，最大限度合理调配各种资源，最优化地控制与调度各种装备与设备，实现矿山管理的科学性和生产的安全、高效、经济和矿产资源利用的最优化。 数字矿山是对真实矿山整体及其相关现象的统一性认识与数字 化再现，可以有效利用数字化的方式，对环境进行监测和监视。对生产空间的各种信息进行采集，建立各种分析模型。对采集的信息进行加工处理，化解开采过程中的高危险、高危害因素，预防可能发生的各种灾害事故，做到重大事故的提前处理，把事故消灭在隐患之中。降低开采风险，降低工人劳动强度和保障生产人员的安全。通过矿山数字化，提高矿山安全生产管理能力，进一步提升矿山技术管理水平，
现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合
供用电技术的发展现状及前景展望 摘要：现代社会的快速发展也伴随着能源的大量消耗，电力能源就是其中的重 要动力能源之一。相对于传统更多交流供用电技术而言，直流供用电技术能够发 挥更大的效益，避免了无功功率问题的发生，不会造成输电线路中的额外电能损耗，且直流供用电技术使得家庭并网发电的可行性更高，省去了更多的变流装置，系统使用和维护成本相对较低，是目前供电市场中经济实用的绿色供电技术之一。 关键词：直流供用电技术；发展现状；前景展望 1直流供用电技术的含义 直流供用电技术是指通信站提供直流电给用户使用的供电技术。根据具体的 指标规定，一般使用的基础电源是－４８Ｖ直流电源。整套系统的主要组成部 分是整流器、蓄电池、直流变换器和直流配电屏等。蓄电池储蓄足够的电量，使 其能保证在主供电设备出现断电时，蓄电池内的电量可以继续支撑电力的供应。 目前，根据电流供电方式不同，我国的直流供电系统划分成集中供电方式和分散 供电方式两种；又可以根据电源型号的特性，划分成正常式供电和混合式供电。 2直流供用电技术的发展现状 2.1发展现状 现阶段，在工业界以及日本学术界都在一直追捧用直流电方式来给负载以及 用户进行电力提供的技术以及演示系统，特别是在数据中心以及家庭供电场合。 早在 2008 年，日本经济产业省启动了直流生态住宅这一开发项目，为的就是可 以在住宅之中借用直流供电方式来进行直流家用电器的使用，在此项目开发之后，欧盟以及美国也逐渐进行直流供电这一方面内容的研究。2009年，第一届 GBPF 会议在东京展开，在该会议中提出直流供电标准是380VDC，同时针对供电系统 结构，用电设备规格以及电源品质测量等一系列的问题展开了详细地谈论。在之 后的几年中，几乎各国都给予了直流供用电技术的一些相关研究非常高的重视， 同时也取得了一定的成绩。目前，军舰，航空都和自动化系统的直流区域展开了 配电工作，同时直流供用电技术已经逐步趋于成熟，这为直流供用电技术的推广 提供了一定的基础。我国的直流供用电技术研究在 2009 年才开始正式启动，现 在还处于直流供用电研究的起步阶段，近些年我国一直在努力进行高压直流供电 系统技术的研究，国家政府也开始给予能源开发一定的重视，因此更多的直流家 电技术开始获得了比较广泛的应用，因此可以看出直流供用电技术具备有非常广 阔的发展空间。 2.2具体的应用现状 现阶段，人们经常会使用到的一些用电设备包括有电子设备、电动设备、电 热设备以及照明设备这四种，从表面上来看这些设备的电源使用的都是交流电， 但是如果仅仅从内部电路的角度来看，在这些设备的电源输入端大多存在有整流 滤波电路，再经过进一步的转化成为电器需要的直流或者是交流电压，常用的办 公或者是生活用电设备经过改造之后，都可以通过对直流供电技术展开使用来提 供电源，因此在电子设备、电动设备、电热设备以及照明设备中都可以借助整流 滤波将交流电转化成为直流电来推动设备工作。 3直流供用电技术的应用现状及应用实例 3.1直流供用电技术的应用现状 3.1.1照明系统 照明系统主要包括白炽灯、荧光电源以及半导体照明系统三部分。白炽灯可
现代电源技术发展历程概述[精编版] 现代电源技术发展历程 2007-08-23 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。
安全管理编号：YTO-FS-PD451 高压直流电源技术的发展现状及应用 通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
高压直流电源技术的发展现状及应 用通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 高压直流电源的基本工作原理和应用 高压直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，高压直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。高压直流电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型直流高压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
范文 2020年通信电源基础知识和维护知识考试题库及 1/ 8
答案(共180题) 2020 年通信电源基础知识和维护知识考试题库及答案（共 180 题） 1.电是什么? 答:有负荷存在和电荷变化的现象。 电是一种和重要的能源。 2.什么叫电场? 答:带电体形成的场,能传递带电体之间的相互作用。 3.什么叫电荷? 答:物体或构成物体的质点所带的正电或负电。 4.什么叫电位? 答:单位正电荷在某点具有的能量,叫做该点的电位。 5.:什么叫电压?它的基本单位和常用单位是什么? 答:电路中两点之间的电位差称为电压。 它的基本单位是伏特。 简称伏,符号 v,常用单位千伏(kv),毫伏(mv) 。 6.什么叫电流? 答:电荷在电场力作用下的定向运动叫作电流。 7.什么叫电阻? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:电流在导体中流动时,要受到一定的阻力,,这种阻力称之为导体的电阻。 它的基本单位是欧姆,简称欧,符号表示为 ?,常用的单位还有千欧 ( k? ),兆欧(m? ) 8.什么是导体?绝缘体和半导体?
答:很容易传导电流的物体称为导体。 在常态下几乎不能传导电流的物体称之为绝缘体。 导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称之为半导体。 9.什么叫电容? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:电容器在一定电压下储存电荷能力的大小叫做电容。 它的基本单位是法拉 , 符号为 F, 常用符号还有微法 (MF), 微微法拉 (PF),1F=106MF=1012MMf(PF) 。 10.什么叫电容器? 答: 储存电荷和电能(电位能)的容器的电路元件。 11.什么是电感? 它的基本单位和常用单位是什么? 答:在通过一定数量变化电流的情况下,线圈产生自感电势的能力,称为线圈的电感量。 简称为电感。 它的常用单位为毫利,符号表示为 H,常用单位还有毫亨(MH) 。 1H=103MH 12.电感有什么作用? 答:电感在直流电路中不起什么作用,对突变负载和交流电路起抗拒电流变化的作用。 13.什么是容抗?什么是感抗?什么是电抗?什么是阻抗?他们的基本单位是什么? 答:电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗。 电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗。 电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 3/ 8
数字矿山软件国内应用现状 摘要：数字矿山软件被定义为把矿山的所有空间和有用属性实现数字化存储、传输、表述和深加工,并应用于生产与管理和决策之中的软件。近年来,我国矿山数字软件发展较快,取得了一些成就,但总体程度不高,与国际先进水平仍有很大差距。本文综合论述了矿山数字矿山软件在矿山生产中的应用,介绍了我国数字矿山软件发展现状,并对当前面临的问题进行分析。关键字：数字矿山软件，三维建模、VRMine， 中图分类号：TD178文献标识码：A 数字矿山”是继“数字地球”[1]后提出的一个概念，不同的研究者有不同的看法[2]，我们认同“数字矿山是指在矿山范围内建立一个以三维坐标为主线，将矿山信息构建成一个矿山信息模型。描述矿山中每一点的全部信息，并按三维坐标组织，存储起来，提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段，使有关人员都可以快速准确、充分和完整地了解及利用矿山各方面的信息。”[3]在这个意义上说，数字矿山就是一个矿山范围内的以三维坐标信息及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌人我们所获得的信息的总称。实现数字矿山需要一系列的软硬件的支持，需要研究解决诸多的关键技术。本文结合已经部分完成的数字矿山合作研究项目，就数字矿山软件系统研发中所遇到的若干关键技术问题的解决和应用。 1.数字矿山软件系统的总体架构 “数字矿山系统（VRMine）”是西安集灵信息有限公司自主研发，系统以地测信息、矿井地面设施、生产系统、地质体和井巷工程等矿井空间信息为基础，通过自主开发的独特的3DGIS底层支撑能力和高效的真三维建模技术，为矿井生产提供一个“虚拟矿山”的几何展示、分析、制图和专业应用的平台。[4] 2.数字矿山软件的关键技术 2.1 多源、异构数据的一体化存储和管理 目前绝大多数煤矿已经应用了二维的矿山软件系统，如地测科和通风科所使用的图件编制软件，但这些软件大多数都不是底层开发，多数是在AutoCAD、Microstation、Mapgis等上二次开发的，这些应用系统基本上没有数据库的概念，所以很难满足数字矿山系统的需求，导致大量重复工作；同时数字矿山是一个很而VRMine采用先进的空间数据库技术高效地、一体化存储和管理二、三维空间数据，二维的线、面数据，可以通过指定高度，快速动态建模成三维的立体对象，真正实现了二、三维数据一体化，彻底解决了以往一个系统、两套数据的问题。 2.2 二、三维一体化 当前的二维和三维各具优势，人们常常希望在一个系统中能够同时包含二维和三维的功能。而目前有些系统虽然同时存在三维和二维的展示部分，但两者本质上是相互独立的。具体表现在：数据相互独立，两者使用各自的数据格式，通常是一套系统，两套数据；表现方法相互独立，两者使用各自的一套表现风格和体系，操作人员需要为两者单独设计表现方式，用户也必须单独识别两个系统；功能相互独立，两者实现各自所需要的功能，实际上相当于两个系统……这些问题无疑为GIS应用带来了巨大的成本和困难[5]。 而VRMine成功的解决了上述问题，真正做到了二、三维一体化的数字矿山系统，可以
目录 摘要： (1) 一、电力电子技术主要内容 (1) 1、1电力电子器件及应用 (1) 1、1、1电力电子器件分类 (1) 1.1.2电力电子器件的应用 (2) 1．2 整流（AC-DC变换器） (2) 1．2.1整流电路分类 (2) 1.2.2 整流的概念 (3) 1．3斩波 (3) 1.3.1基本概念 (3) 1.3.2主要内容 (3) 1、4逆变 (4) 1.4.1基本概念 (4) 1.4.2主要内容 (4) 1、5 AC-AC变换器 (4) 1.5.1基本概念 (4) 1.5.2主要内容 (5) 二、电力电子技术的应用 (5) 三、学习小结 (5) 四、电力电子的发展及其发展趋势 (6) 五、电力电子技术的具体应用 (7) 参考文献 (8)
摘要： 电力电子技术（Power Electronics Technology）是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和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电力变换。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。电力电子技术（Power Electronics Technology）是研究电能变换原理及功率变换装置的综合性学科，是在电子、电力与控制技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科。包括电压、电流、频率和波形变换等知识，涉及电子学、自动控制原理和计算机技术等学科。 关键字:整流、逆变、斩波、变频 正文 一、电力电子技术主要内容 1、1电力电子器件及应用 1、1、1电力电子器件分类 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类： 1.半控型器件，例如晶闸管；
国内外研发状况及发展方向 国内外开关电源的研发现状 自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(PWM)控制器集成电路，美国Motorola公司、Silicon General 公司、Unitrode公司等相继推出一系列PWM芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1MHz的高速PWM、PFM芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(Power Integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式PWM型单片开关电源，其属于AC/DC电源变换器。之后相继推出TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出VIPer100、VIPer100A、VIPer100B等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。 与国外开关电源技术相比，国内从1977年才开始进入初步发展期，起步较晚、技术相对落后。目前国内DC/DC模块电源市场主要被国外品牌所占据，它们覆盖了大功率模块电源的大部分以及中小功率模块电源一半的市场。但是，随着国内技术的进步和生产规模的扩大，进口中小功率模块电源正在快速被国产DC/DC产品所代替。 开关电源的使用为国家节省了大量铜材、钢材和占地面积。由于变换效率提高，能耗减少，降低了电源周围环境的室温，改善了工作人员的环境。我国邮电通信部门广泛采用开关电源极大地推动了它在其它领域的广泛应用。值得指出的是，近两年来出现的电力系统直流操作电源，是针对国家投资4000亿元用于城网、农网的供电工程改造、提高输配电供电质量而推出的，它已开始采用开关电源以取代传统的相控电源。国内一些通信公司如中兴通讯等均已相继推出系列产品。目前，国内开关电源自主研发及生产厂家有300多家，形成规模的有十多家。国产开关电源已占据了相当市场，一些大公司如中兴通讯自主开发的电源系列产品已获得广泛认同，在电源市场竞争中颇具优势，并有少量开始出口。 开关电源的发展方向 目前市场上开关电源中功率管多采用双极型晶体管，开关频率可达几十千赫；采用MOSFET的开关电源转换频率可达几百千赫。为提高开关频率，必须采用高速开关器件。对于兆赫以上开关频率的电源可利用谐振电路，这种工作方式称为谐振开关方式。它可以极大地提高开关速度，理论上开关损耗为零，噪声也很小，这是提高开关电源工作频率的一种方式。采用谐振开关方式的兆赫级变换器已经实用化。开关电源的技术追求和发展趋势可以概括为以下四个方面。 一、小型化、薄型化、轻量化、高频化———开关电源的体积、重量主要是由储能元件（磁性元件和电容）决定的，因此开关电源的小型化实质上就是尽可
2016年国内外超级电容行发展现状及未来趋势分析 一、超级电容的定义 超级电容又名电化学电容器，双电层电容器是通过极化电解质来储能的一种电化学元件。它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。 二、超级电容有哪些特点 （1）充电速度快，充电几秒-几分钟就可充满； （2）循环使用寿命长，深度充放电循环使用次数可达1-50万次，远高于充电电池的充放电使用寿命； （3）功率密度高，可以快速存储释放电荷，可达300W/KG-5000W/KG，相当于电池电量的5-10倍； （4）大电流放电能力强，能量转换效率高，循环过程能量损失小，循环效率≥90%； （5）贮存寿命长，因为充电过程没有化学反应，电极材料相对稳定； （6）低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃，随着温度的降低，锂电池放电性能显著下降；（7）可靠性高。 缺点：成本高，功率密度较高，能量密度低。 法拉（farad），简称“法”，符号是F 1法拉是电容存储1库仑电量时，两极板间电势差是1伏特1F=1C/1V 1库仑是1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A·S。 1法拉=1安培·秒/伏特 一个12伏14安时的电瓶放电量=14×3600×1/12=4200法拉（F），图中一个30000F的超级电容的电量相当于7个12伏14安时的电瓶放电量，够大吧。 三、超级电容的种类 按储存电能的机理，超级电容器可分为以下2种：包括双电层电容器和赝电容器。 四、超级电容的用途 超级电容可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景，在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、军工等领域具有非常广阔的发展前景，特别是在部分应用领域具有非常大的性能优势。 1、电子设备最早应用：例如我们电脑的内存系统、照相机的闪光灯，音响设备后备存储电源。 2、汽车工业中：插电式混合动力汽车中超级电容主要和电池相配合形成智能启停控制系统。（1）超级电容可以迅速高效地吸收电动汽车制动产生的再生动能； （2）加速和爬坡时超级电容为智能启停控制系统电机提供电能，延长了电池的使用寿命。 3、大尺寸超级电容器可用在火车和地铁的刹车制动系统上，可以节省30%的能量。 4、超级电容轻轨列车 超级电容轻轨列车是一种新型电力机车。2012年8月10日，世界第一列超级电容轻轨列车在湖南省株洲市下线。这种新型电力机车最多能运载320人，不再需要沿途架设高压线，停站30秒钟就能快速充满电。列车充电后能高速驶向相距2公里左右的另一个站点，再上下客并充电，如此周而复始。 5、全球首创超级电容储能式现代电车
一煤一炭一 数字矿山发展现状分析 徐会军１一潘一涛２ (１ 神华集团有限责任公司,北京市东城区,１０００１１; ２ 神华和利时信息技术有限公司,北京市东城区,１０００１１)一一摘一要一介绍了美国和澳大利亚为代表的国外发达国家数字化矿山发展现状和未来发展趋势,分析了我国典型数字化矿山建设情况和总体发展水平,提出了我国数字矿山建设存在的问题,结合国内外数字矿山的发展现状,提出了１０个方面的对策和建议. 关键词一数字矿山一矿山GIS一矿山信息化与自动化一安全生产６大系统 中图分类号一TD２１一一文献标识码一A 一一信息技术的飞速发展给传统矿山生产的升级改造提供了难得的机遇和挑战,为了提高矿山的自动化和信息化水平,提升矿井的安全水平,各大矿山企业都在推动数字矿山建设.但是,我国数字矿山建设起步较晚,矿山生产总体自动化二信息化和智能化水平较低,与世界发达国家的建设水平尚存在较大差距.因此,要借鉴国内外数字矿山最新研究成果,研究数字矿山的关键技术,掌握核心技术提高矿山生产效率,提高矿山安全生产水平.本文将对国内外矿山企业数字矿山的最新进展现状进行分析,用于指导我国矿山企业特别是煤炭企业的数字矿山建设. １一国外数字矿山的发展现状 国际上传统矿业国家如德国二加拿大二美国和澳大利亚等国家在矿山自动化和信息化方面的研究起步较早,尤其是德国鲁尔集团和巴西淡水河谷公司等矿业巨头,他们代表了当今数字矿山发展的最高水平. 德国鲁尔集团与PSI公司合作,将电力系统的SCADA应用软件p simin g引入到煤矿控制中,建立了煤矿生产综合监控系统,该系统将所有的地下开采生产数据集成到一个中央控制中心,实现了井上下生产数据的统一展现,而且把设备的位置信息和地测信息相关联,实现了数据联动.神华集团神东公司正在和德国PSI公司进行合作,力争在神东矿区建立一个４矿５井的区域控制系统. 巴西淡水河谷公司(Vale)二必和必拓－力拓公司分别和ABB公司合作,利用ABB公司的自动控制中心方案,把露天矿的调度室按照露天开采二矿物处理和铁路运输等环节统筹设计规划,整体布局合理,充分体现了一体化集中调度管理的特征.但是,目前还只是根据对设备的电源进行控制,实现对固定设备的控制,并没有实现对移动设备的监控.调度方式还是监控和发送请求的传统调度方式,在控制中心的各系统之间没有进行数据集成共享和联动,自动化系统二视频监控二运输管理和车辆定位均是独立运行的系统,缺乏统一应用整合软件平台. 美国和澳大利亚的煤炭企业在工作面采用计算机(技术)控制的大功率电牵引采煤机二电液控制的液压支架和具有软启动功能的刮板输送机.在主煤流运输二矿井供电系统二通风二排水系统和矿井提升系统等方面,均采用计算机(技术)实现工况监测二故障诊断与自动控制,对井下环境安全的各种信息进行实时监测.这些生产二安全二地理和设备的信息通过网络(通信线路)实时传送到地面调度中心,使得煤矿的安全和生产管理决策更便于优化,实现了数字化生产. 美国已成功开发出一个大范围的露天采矿调度系统,采用计算机二无线数据通讯二调度优化以及全球卫星定位系统(GPS)技术进行露天矿生产的计算机实时控制与管理,使露天矿近乎实现了无人采矿. 在专用软件方面,自２０世纪９０年代以来,世界上一些矿业发达国家已经开发出了许多自动化和 ７２ 数字矿山发展现状分析
关于电力电子技术的综述报告 摘要：电力电子技术是能源技术、电子技术和控制技术三大领域的交叉，是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。与传统的电子技术相比，为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。本文从三个方面阐述了现代电力电子技术的主要研究内容；从五个方面讲述了电力电子技术的主要应用；以及对电力电子发展的热点问题和发展趋势做了总结性的阐述。 关键字：电力电子内容应用发展趋势 一、电力电子技术研究的内容 电力电子技术研究的内容包括三个方面：电力电子器件、变换器主电路和控制电路。 1、电力电子器件 电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子器件用于大功率变换和控制时，与信息处理用器件不同：一是必须具有承受高电压、大电流的能力；二是以开关方式运行。按照开通、关断的控制可分为3类：不控型、半控型和全控型。 2、电力电子变换器的主电路 现代电力电子技术的主要研究方向之一就是变换器主电路的拓扑优化。拓扑优化可以理解为：在变换器设计中，合理选择确定网络中各元件的位置，以便实现功能和性能指标要求且最经济。拓扑优化的目标为高频化、高效率、高功率因数和低变换损耗。高频化加软开关技术和PWM控制方式，既可以减少变换器体积、重量和开关损耗，又能提高波形质量、功率因数和变换效率。 3、电力电子电路的控制 控制电路的主要作用是：为变换器中的功率开关器件提供控制极驱动信号。故电力电子电路的控制也是研究内容之一。控制电路应该包括时序控制、保护电路、电气隔离和功率放大等电路。 二、电力电子技术的应用 电力电子技术是以功率和变换为主要对象的现代工业电子技术,当代工、农业等各个领域都离不开电能，离不开表征电能的电压、电流、频率、波形和相位等基本参数的控制和转换，而电力电子技术可以对这些参数进行精确的控制和高效的处理，所以电子技术是实现电气工程现代化的重要基础。电力电子技术应用范围十分广泛,国防、工业、交通运输、能源、通信系统、电力系统、计算机系统、新能源系统以及家用电器等无不渗透着电力电子技术的成果。 1、一般工业电机调速 工业中大量应用各种交、直流电动机。直流电动机具有良好的调速性能，为其供电的可控整流电源或直流折波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电动机的调速性能可与直流电动机相媲美。因此,交流调速技术得到了广泛的应用，