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电子技术发展论文范文第1篇

(一)基本概况

我国旅游网站1996年出现,目前具有一定旅游资讯能力的网站已有5000多家。其中专业网站300余家,主要包括地区性网站、专业网站和门户网站的旅游频道三大类。地区性网站主要是当地景点、景区风光的介绍,总体实力较差,信息量少,效益难以保证。专业旅游网站主要进行旅游中介业务,包括传统旅行社建立的网站和专业电子商务网站两类,前者有中青旅网、国旅网等,康辉还开通了国内第一家出境旅游网站(介绍出境旅游报名参团、办理护照、签证、边防、海关等知识),后者中比较成功的有携程旅游网、E龙网、华夏旅行网等。

2002年,我国国家旅游信息化工程——金旅工程将建设“旅游目的地营销系统”作为其电子商务部分的发展重点,旨在将其建成信息时代中国旅游目的地进行国内外宣传、促销和服务的重要手段。经过一年多的努力,全国“旅游目的地营销系统”的中心平台建设初具规模。于是,各大旅行社抓住这一商机,纷纷“触网”,打算来一场旅游网站的大比拼。但由于信息匮乏,与传统的旅游业相脱节,因此大多数旅游网站无法给上网用户提供充分的信息资源。为了解决这些问题,各大网站都在积极努力地充实自己,像我们所熟悉的老牌旅游网站——华夏旅游网()、中国旅游资讯网(),还有新近推出的上海携程旅游网()和北京的再见城市网站()等,都使出了十八般武艺,各显神通。华夏旅游网凭借自己出身于中国国际旅行总社和在旅游信息方面的优势,为用户提供了充足的信息源和售后服务。华夏旅游网又于1999年12月与公司合资联营新公司I-travel,进一步推动了网上旅游的服务,拓展了服务层面。因集合了华夏旅游网的实力及超级入门的吸引力,I-travel为世界各地的旅客及业界人土带来了各种不同的旅游讯息及服务,也把内地旅游推广到了全世界。可见,电子信息技术在旅游业的应用就是指通过现代网络信息技术手段实现旅游商务活动各环节的电子化,既包括通过网络、交流旅游基本信息和旅游商务信息,以电子手段进行旅游宣传促销、开展旅游售前售后服务;进行电子旅游交易,也包括旅游企业内部流程的电子化及管理信息系统的应用等。

(二)发展特点

旨在发展旅游电子商务的旅游网站建设突破了传统旅游经营模式与手段,建立起现代旅游管理信息系统,克服了单纯的规模扩张而导致的机构庞大、管理失效的弊病,形成规模化、标准化和集群化的旅游发展新格局。并在此基础上形成生态学中所说的“环境系统”和“共栖”现象。具体表现为不同的“生物种群”(如信息化旅游企业、专业旅游网站、电子商务平台、电子分销系统)共存于“旅游电子商务生态圈”中,在自己的生态位置上各司其职,并且该生态圈中存在着外部使用者对旅游电子商务网站/系统的选择和旅游电子商务网站原统之间的竞争;同时,共栖的“生物种群”之间有某种物质、能量和信息的交流,从而相互补充,相互影响。

我们可从五个方面来阐释旅游电子商务网站原统共栖现象:(1)用户生活在有多种选择的旅游电子商务环境之中。旅游者在通过网络途径搜寻旅游信息或预订旅游产品时,可以访问多个旅游网站,包括地方性、全国性或全球性旅游资讯服务网,旅游企业网站,专业旅游电子商务预订网站等等,可在一个网站查询旅游信息,在另一个网站预订旅游产品。旅游企业可选择加入全球分销系统、区域性电子分销系统、计算机预订系统、互联网旅游电子商务平台或自行建立网站推广销售自己的产品;(2)各类旅游电子商务网站/系统的天然差异以及个别旅游电子商务网站/系统的差别化定位造成了共栖现象。第一,基于互联网的旅游电子商务网站,与基于专网和电子数据交换的计算机预订系统、全球分销系统具有功能特性和应用范围上的天然差别性;第二,旅游电子商务网站/系统为了适应服务对象的需要而主动实施的差别化定位是造成共栖现象的另一个主要原因。一种是内容上的差别化,如有大而全的旅游网和小而专的旅游网,有偏重提供旅游资讯的旅游网和偏重提供预订交易的旅游网;另一种是范围上的差别化,即有地方性网站/系统,有全国性网站/系统,有全球性网站/系统。每个旅游电子商务网站/系统会根据自身的实力以及周围的竞争环境决定自己定位在旅游电子商务生态环境的哪一个层次;(3)各旅游电子商务网站/系统间常常彼此合作。其方式包括:旅游商务信息交换;共用信息资源,合作建设网络内容、网站频道;信息内容的多点镜像;信息数据库合作;网站之间的友情链接或相互导航等等。这类网站原统间的合作能使网站有效提高信息内容被访问的频率,促进信息资源的高效利用。为保证信息交换和传播的实时畅达、广域连通,发达国家已提出了旅游网站/电子商务系统标准化的信息格式和数据交换接口。(4)生态环境同样存在“优胜劣汰,适者生存”的规则,在旅游电子商务发展中这种规则就是我们熟识的“市场规律”。电子商务是一种通过特定手段实现的商务活动,在这一活动中,客户资源是一种稀缺资源,发展电子商务的目的是获取这一资源从而获利,于是必然展开市场竞争。由于市场是可细分的,因此从竞争主角而言,在对市场资源的争夺过程中,旅游电子商务网站原统建设者必须决定进军哪一领域的市场,在这个市场中将自己定位于何种层次,要准确判断是否可以获得足够规模并有利可图的市场份额。正是这种市场竞争的力量,不但造就了旅游电子商务网站原统生态共栖的现实,同时使旅游电子商务网站原统共栖的结构始终处在动态的演化过程中。(5)旅游电子商务网站/系统的共栖现象还表现在对共同外部环境的依托上。旅游业中不同的旅游电子商务网站/系统需要共同依托于社会第三方提供的电子支付、物流和认证服务才能发挥完整的功能,并在共同的法律法规、市场管理环境中成长。

2、电子信息技术在我国旅游业的发展态势

由于网上旅游服务的信息全面,且获取方式简便,人们纷纷转向从网上获取旅游信息、确定旅游路线、报名参加旅游团队、订机票、订酒店等。据悉,广东最大的旅行社——广之旅的专业网站——中国旅行热线在2005年“十一”期间接到的订机票和酒店的网上订单和自助游的网上报名,都比平时增加了30%-40%。2005年“五一”期间,携程旅行网的酒店预订量达到了7900间/夜,酒店、机票和度假的节前预订量都比2004年增长了300%以上。火爆的旅游市场带来了旅游网站的全线飘红。

电子商务在我国旅游业主要有以下几个方面的发展态势。

(一)旅游业电子商务成为旅游产品最佳展示台

旅游网站可向游客提供无所不有的旅游信息服务,诸如旅游路线、景点、饭店、交通、气象、人文及旅游常识、注意事项、旅游观感、货币兑换等,而且这些旅游信息多是图、文、声、像并茂。旅游电子商务不仅可使游客从网上轻松地收集详尽的动态信息,而且还可提供虚拟旅游产品,给消费者以身临其境之感。比如,利用多媒体技术,可在网上建立虚拟客房,让游客在笑容可掬的服务员带领下,进入虚拟客房的三维空间,享受服务员为你提供的沏茶、放音乐等服务;并且可随着服务员悦耳动听的介绍,游览客房内的装潢、设施,查看饭店的服务项目,了解客房电器按钮的使用方法等。这样的虚拟产品使酒店的有形产品与无形服务达到最完美的结合。其不但使人们“足不出户、畅游天下”的梦想成为现实,而且也迎合了大众“看货订物”的消费心理。这一切是传统旅游服务所无法比拟的,而且其成本远比传统宣传媒体低得多。

旅游网站上有覆盖中国乃至世界的最广泛的旅游目的地指南,可以为消费者提供全面的旅游资讯服务,并可为游客的决策提供参考信息,起到了一个自然的导购作用。旅游网站还实现了旅行产品的网上一站式服务,包括酒店、机票和旅行路线的预订等,并实现了在线支付旅游费用,免去游客携款外出的麻烦,方便游客对旅游产品的订购。此外,旅游网站可突破时空的限制,为消费者提供全天候、跨地域的服务。尤为重要的是旅游电子商务提供的具有竞争力的产品价格,给旅客带来实惠,从而受到消费者的青睐。

(二)电子商务与旅游网站接轨

涉及旅游业的电子商务除了选择优质的旅游产品供应商,督促和协助旅游目的地不断完善与旅游行为相关的诸如交通、住宿、娱乐、景区建设等“硬件”设施、“软件”服务外,还与旅游网站有良好的接轨。以广西桂林旅游业为例,目前桂林帝苑酒店(cbw.con/hotel/royalgarden)、桂林伏波山大酒店(/hotel/fubo-guilin/)、桂林环球大酒店(/hotel/univer-sal-guilin/)、桂林国旅(/)等均有自己的网站或网页,如何以旅游需求为导向,通过公司的网站与网络很好地接轨,成为值得关注的问题。专业旅游网站发展电子商务需要有强大的专业产业资源做后盾,同时品牌、资本投入和支付方式等问题的彻底解决也需要一个渐进的过程。另外,在网络站点设计风格、网络报价、网络预订处理、网络客源分析、网络客人接待、客人资料保存整理等方面,尚有大量工作要做。因此,国内旅游网站需要改革以往“大而全”的模式,向专业细分的行业商务门户转变,将增值内容和商务平台紧密集成,充分发挥互联网在信息服务方面的优势,使旅游电子商务真正进入“PA用户需求为中心”的实用阶段。同时,网络工作者还应该拓宽视野,针对我国旅游的客源国情况提供不同版本的网上资料,如英文版、日文版、法文版等,积极接纳全球的访问者。但在这一点上,桂林的旅游网站出现了一个值得注意的问题:桂林伏波山大酒店、桂林环球大酒店、榕湖饭店/hotel/ronghu/index.html)等涉外饭店的网页上,介绍说明都是英文的,仅有桂林帝苑酒店提供了中英文两个版本。这个老牌旅游城市的旅游企业在招徕外国游客、给他们提供方便的同时,怎么把国内游客给遗忘了呢?旅游网站只注重国际游客或国内游客都不能算完善,只有齐头并进,才是发展的最佳模式。由此可见,我国旅游电子商务要实现真正的规模效应,还有很长的一段路要走。

(三)旅游业电子商务以增值服务为目标

当前,我国旅游网站不少,但真正从事电子商务活动、具有影响力的网站却为数不多。很多旅游网站仅限于做旅游产品的介绍或广告宣传,即使有网上销售,也仅仅限于酒店客房的预订,无法满足游客对住、行、游的基本需求,更谈不上满足消费者自助游等个性化要求了。桂林喜来登饭店是一家五星级饭店,该饭店近几年来先后加盟国内多个旅游网站,但通过网上销售带来的散客几乎全是来自携程旅行网一家旅游网站。由此可见,兴建规模大、覆盖面广、影响力大、知名度高、可提供旅游“一条龙”全程服务及满足个性化自助服务要求的旅游网站,是旅游电子商务欣欣向荣、纵深发展的关键所在。酒店客房预订是旅游产品销售的主要内容之一,但目前的酒店客房预订中,存在的最大问题是不能直接向客户反映客房的实时状况,即使是国内“订房老大”携程旅行网也没有做到这一点。在这一问题上,我们应向香港珀丽酒店学习。被誉为电脑化精品酒店的香港珀丽酒店(Rosedale)的网络预订系统——塞雷纳塔预订酒店(Serenata′sBookHotel)确属当今亚洲之最。访问珀丽酒店的网站,只要一按“预订”按钮,系统就马上与酒店内部的Fidelio数据库实时联接,向客户提供最近一分钟的客房销售情况和促销优惠的报价。客人选定房间后,系统立即提供由星东网(StarEastNet)和中国银行联合构建的支付平台,从而获得客人信用卡的详细资料和预付款。预订—旦确认,马上通过塞雷纳塔的电子邮箱通知客人。如此快捷、简便的实时预订确实让人耳目一新。解决这一问题的关键是网上预订系统必须与饭店内部局域网中管理系统的数据库相连,只有这样,才能免去网站与饭店确认预订的周折,为客户提供更优质高效的服务,提高旅游网站的访问率。

(四)在线旅游经营商的“两极分化”

中国第二大在线旅游服务提供商艺龙网信息技术北京)有限公司(以下简称e龙)在2006年7月30日宣布:国际在线旅游巨头InterActiveCorp公司(Nasdaq:IACI,以下简称IAC)以6000万美元的代价,获得了e龙300的股权间。这意味着,IAC向进军中国旅游市场的目标迈出了重要的一步。此前不久,e龙的主要竞争对手、中国最大的在线旅游服务提供商携程旅行网(Nasdaq:CTRP,以下简称携程),继2005年年末在纳斯达克成功上市募集资金400余万美元之后,接受了日本网络零售商乐天(Rakuten)1.09亿美元的注资,乐天因此获得携程21.6%的股权。外国资本对中国旅游电子商务网站的一系列注资行为,表明中国在线旅游服务市场已经发展到了足以吸引他们的规模。旅游业和互联网正在进行越来越紧密的联合,全球范围内的在线旅游服务市场开始加速布网。

在线市场中有竞争力的旅游销售商有两种:一是大型旅游电子商务网站(如和)或全球化旅游企业集团(如和),它们的优势是能提供种类多样、数量巨大的旅游产品。在欧美,一些大型旅游网站提供的旅游产品竟达三四万种之多,充分满足了旅游者的多样化需求和比较选择愿望。二是提供特色旅游产品或服务的小型旅游企业,它们的优势是小而精,专门服务于小的细分市场,并在他们从事的领域成为专家。

电子技术发展论文范文第2篇

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

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

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交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1997年,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,96年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2000年左右将形成高潮。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

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。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

模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、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。

参考文献

(l)林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992

(2)季幼章:迎接知识经济时代,发展电源技术应用,电源技术应用,N0.2,l998

(3)叶治正,叶靖国:开关稳压电源。高等教育出版社,1998

张国君,男,1962年生,博士后,副总工程师,1997年5月于天津大学测控博士后流动站出站,现从事通信电源和电力直流操作电源系统的研究开发工作,并在清华大学电力电子研究中心进行第二站博士后研究工作。

电子技术发展论文范文第3篇

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

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

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交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1997年,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,96年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2000年左右将形成高潮。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

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。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

模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、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。

参考文献

(l)林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992

(2)季幼章:迎接知识经济时代,发展电源技术应用,电源技术应用,N0.2,l998

电子技术发展论文范文第4篇

关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片

1引言

综观人类社会发展的文明史,一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的,科学技术作为革命的力量,推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,与材料和能源一起是人类社会的重要资源,但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用,更好地满足了人们对信息的需求;而网络化则使人们更为方便地交换信息,使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同,它具有极强的渗透性和基础性,它可以渗透和改造各种产业和行业,改变着人类的生产和生活方式,改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说,没有微电子技术的进步,就不可能有今天信息技术的蓬勃发展,微电子已经成为整个信息社会发展的基石。

50多年来微电子技术的发展历史,实际上就是不断创新的过程,这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验,而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时,每一项重大发明又都开拓出一个新的领域,带来了新的巨大市场,对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新,才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始,与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文,所以有人认为,1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代(siliconage)〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新,没有创新,社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”,但经过这种破坏后,又将开始一个新的处于更高层次的创新循环,社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。

在微电子技术发展的前50年,创新起到了决定性的作用,而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为:目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期,21世纪上半叶,也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面:以硅基CMOS电路为主流工艺;系统芯片(SystemOnAChip,SOC)为发展重点;量子电子器件和以分子(原子)自组装技术为基础的纳米电子学;与其他学科的结合诞生新的技术增长点,如MEMS,DNAChip等。

221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺

微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比,因此便要求提高芯片的集成度,这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例,沟道长度缩小可以提高集成电路的速度;同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸,提高集成度,从而在芯片上集成更多数目的晶体管,将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上;此外,随着集成度的提高,系统的速度和可靠性也大大提高,价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟,这样在器件尺寸缩小后,即使器件本身的性能没有提高,整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成电路发明以来,为了提高电子系统的性能,降低成本,微电子器件的特征尺寸不断缩小,加工精度不断提高,同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE.Moore1965年预言的摩尔定律,即每隔三年集成度增加4倍,特征尺寸缩小倍。在这期间,虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓,但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测,微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期,这是其它任何产业都无法与之比拟的。

现在,0.18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术,0.035微米乃至0.020微米的器件已在实验室中制备成功,研究工作已进入亚0.1微米技术阶段,相应的栅氧化层厚度只有2.0~1.0nm。预计到2010年,特征尺寸为0.05~0.07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。

21世纪,起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展;但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律,一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间,硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外,全世界数以万亿美元计的设备和技术投入,已使硅基工艺形成非常强大的产业能力;同时,长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步,成为自然界100多种元素之最,这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用,人们不会轻易放弃。

目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0.030~0.015微米的“极限”之后,将是硅技术时代的结束,这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外,还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展,这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术,很多著名的微电子学家也预测,微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域,它仍将保持快速发展趋势,就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。

随着器件的特征尺寸越来越小,不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题,究其原因,主要是:对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上,这些理论适合于描述微米量级的微电子器件,但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用;在材料体系上,SiO2栅介质材料、多晶硅/硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约,已无法满足亚50纳米器件及电路的需求;同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求,必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括:基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件,新型器件结构,高k栅介质材料和新型栅结构,电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀,SOI、GeSi/Si等与硅基工艺兼容的新型电路,低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。

3量子电子器件(QED)和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域

在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术,可称之为“scalingdown”,与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面:

(1)量子电子器件(QED—QuantumElectronDevice)这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动,由于系统能量的改变和库仑作用,一个电子进入到一个势阱,则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高;由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低;由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间,所以速度很快;且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难,特别是制造大量的一致性器件很困难;对环境高度敏感,可靠性难以保证;在室温工作时要求电容极小(αF),要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。

因此,目前可以认为它们的理论是清楚的,工艺有待于探索和突破。

(2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列(QCA—Quantum-dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。

量子点阵列由量子点组成,至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快,功耗低,集成密度高。但难以制造,且对值置变化和大小改变都极为灵敏,0.05nm的变化可以造成单元工作失效。

以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强,可支持高密度电流,而热导性能类似于金刚石,能在高集成度时大大减小热耗散,性质类金属和半导体,特别是它有三种可能的杂交态,而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管(CNT)成为当前科研热点,从1991年发现以来,现在已有大量成果涌现,北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0.33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件,更难以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。

QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做,有待突破,离开实际应用还需较长时日!但这终究是一个诱人探索的领域,我们期待它们将创出一个新的天地。

4系统芯片(SystemOnAChip)是21世纪微电子技术发展的重点

在集成电路(IC)发展初期,电路设计都从器件的物理版图设计入手,后来出现了集成电路单元库(Cell-Lib),使得集成电路设计从器件级进入逻辑级,这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计,极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品,它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板(PCB)等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小,但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制,整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展,系统对电路的要求越来越高,传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时,由于IC设计与工艺技术水平提高,集成电路规模越来越大,复杂程度越来越高,已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108-109个晶体管,而且随着微电子制造技术的发展,21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代(即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps,注:1G=109、1T=1012、bps:每秒传输数据位数)。

正是在需求牵引和技术推动的双重作用下,出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片(SystemOnAChip,简称SOC)概念。

系统芯片(SOC)与集成电路(IC)的设计思想是不同的,它是微电子设计领域的一场革命,它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似,它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。

SOC是从整个系统的角度出发,把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来,在单个(或少数几个)芯片上完成整个系统的功能,它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下(Top-Down)的。很多研究表明,与IC组成的系统相比,由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况,可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0.35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下,能够相当于采用0.18~0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能;还有,与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l~2个数量级。

对于系统芯片(SOC)的发展,主要有三个关键的支持技术。

(1)软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论(FunctionalPartitionTheory),这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。

(2)IP模块库问题。IP模块有三种,即软核,主要是功能描述;固核,主要为结构设计;和硬核,基于工艺的物理设计、与工艺相关,并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A/D、D/A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础,在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线(Fabless)公司的基础上,90年代后期又出现了一些无芯片(Chipless)的公司,专门销售IP模块。

(3)模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术(gluelogictechnologies)和IP模块综合分析及其实现技术等。

微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前,SOC技术已经崭露头角,21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。

在新一代系统芯片领域,需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革,例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中,由于射频、存储器件的加入,其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构,因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外,为了实现胶联逻辑(GlueLogic)新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。

5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点

微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点,这方面的典型例子便是MEMS(微机电系统)技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的,后者则是与生物工程技术结合的产物。

微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合,实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来,它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号,把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号,而且还可以通过电子系统控制这些信号,发出指令并完成该指令。从广义上讲,MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域,如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。

MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本,而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统(ABS)、稳定控制和玩具;微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护;信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用;同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子,可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。

MEMS技术及其产品的增长速度非常之高,目前正处在技术发展时期,再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年,全世界MEMS的市场达到120到140亿美元,而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。

目前,MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期,其电路在今天看来是很简单的,应用也非常有限,以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资,促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度,对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动,形成了今天的双赢局面,带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强,单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步,最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业,从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。

当前MEMS系统能否取得更更大突破,取决于两方面的因素:第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展,使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统;第二是找准应用突破口,扬长避短,以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破,从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有:MEMS建模与设计方法学研究;三维微结构构造原理、方法、仿真及制造;微小尺度力学和热学研究;MEMS的表征与计量方法学;纳结构与集成技术等。

微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础,利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程技术相结合进行加工生产,它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点,正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微电子加工技术,可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况,这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽,然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段,该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA(脱氧核糖核酸)是生物学中最重要的一种物质,它包含有大量的生物遗传信息,DNA芯片的作用非常巨大,其应用领域也非常广泛:它不仅可以用于基因学研究、生物医学等,而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统,这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面,那时,生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。

目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术,在固体芯片表面构建的微分析单元和系统,以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。

6结语

在微电子学发展历程的前50年中,创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起,又提出了一系列新的课题,客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。

回顾20世纪后50年,展望21世纪前50年,即百年的微电子科学技术发展历程,使我们深切地感受到,世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇,也是一个严峻的挑战,如果我们能够抓住这个机遇,立足创新,去勇敢地迎接这个挑战,则有可能使我国微电子技术实现腾飞,在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权,促进我国微电子产业的发展,为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础,以重铸中华民族的辉煌!

参考文献

[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.

[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.

[3]张兴、郝一龙、李志宏、王阳元。跨世纪的新技术-微电子机械系统。电子科技导报,1999,4:2

[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

电子技术发展论文范文第5篇

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。

一、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

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。

二、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

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交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1997年,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,96年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2000年左右将形成高潮。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

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。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。

三、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

模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、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。

电子技术发展论文范文第6篇

〔关键词〕信息技术;电子化政府;政府再造

一、前言

自1960年开始萌芽发展的新兴信息科技-电子计算机,与1990年代初期开始普及的通讯科技-国际互联网相结合,革命性地改变了人类社会获取信息的方式和效率。电脑科技的优势在于信息处理的速度快、正确性高、而且存贮能力强,因此可以增加人的生产力、支援决策、降低成本。而互联网更是消弥了时间、空间的限制,打破了国界、疆界的藩篱,将人类生产力与价值带到一个更高的境界。信息与通讯技术正在对人类生活的各个方面发生巨大的影响,促使整个社会向信息化社会转变。从世界范围来看,盘据二十世纪已久的工业社会型经济逐渐为全球化的信息经济所取代,在信息社会之中,信息已取代传统的其它资源,成为战略性资源;信息和知识的生产、加工与处理已成为创造财富的基础;提供信息和知识服务已成为社会和经济的主导产业;信息资源管理和知识管理已成为各行业核心的管理领域;社会经济走向全球化。诸如此类的变化证明了信息经济和信息社会是真实存在的。

正是在这一背景下,欲取得竞争上优势的动机正驱动各国政府去了解、适应、开发正在形成的全球性信息经济,推动社会和经济的信息化。在整个社会走向信息化的过程中,政府信息化处在关键和核心的位置。这是由政府在推动国家信息化的主导地位和特殊角色,政府作为最大的“信息处理组织”,以及政府管理对信息的广泛依赖所决定的。是故,为迎接信息社会的挑战,各国政府一方面积极发展国家信息通讯基础建设(NII),一方面致力于政府信息化,利用信息技术改革政府,构建电子化政府。

本文探讨了电子化政府的意涵及其意义;说明了电子化政府在主要国家的发展状况;探讨了电子化政府的实现问题;

二、电子化政府的意涵与特征

对于电子化政府,时下有不同理解。有人认为电子化政府就是办公室自动化,有人认为电子化政府就是政府信息资源的管理,有人认为就是“政府上网”,也有人借用电子商务的概念,将其称为电子政务。“电子化政府”(ElectronicGovernment)则是国际上通用的一个概念。

事实上,电子化政府的意涵是随着信息技术的发展和在政府管理中的应用程度而不断变化和扩展的。在20世纪70-80年代,人们提出办公自动化,其主要是利用信息和通讯技术,处理办公室内部业务,偏重于文件的制作、传送和贮存。从80年代以后,管理信息系统又成为人们关注的焦点,管理信息系统是适应管理者决策和有效履行职能的需要,而建立的信息加工和处理系统,重点是支援决策和满足政府管理职能对适时、准确、相关信息的需求。从90年代以后,国际互联网技术的发展和在政府管理中的应用,人们又提出电子化政府或网络化的政府管理这一概念,主要指在政府内部行政电子化与自动化的基础上,利用网络等信息与通讯技术,连接政府各单位以及各资料库,进一步对各系统进行整合,并建立其电子化、数字化以及网络化的政府信息系统;并通过政府网络体系的建立,为社会公民提供信息和其它服务。

从目前的发展来看,所谓电子化政府,是指政府有效利用现代信息和通讯技术,透过不同的信息服务设施(如电话、网络、公用电脑站等),对政府机关、企业、社会组织和公民,在其更方便的时间、地点及方式下,提供自动化的信息及其它服务,从而建构一个有回应力、有效率、负责任、具有更高服务品质的政府。电子化政府最重要的内涵及精髓是建构一个“虚拟政府”(virtualgovernment),即跨越时间、地点、部门的全天候的政府服务体。具体分析,电子化政府强调:

(1)倡导科技领先。政府要有效运用现代信息技术,并将其整合到政府管理中去,从而实现政府管理的目标。

(2)政府信息的公开和可获得性。电子化政府,意味着政府信息的公开化,政府有责任与义务以更便利的方式,以更易理解的语言,让民众能够容易地获得政府的信息,从而创造更高的附加值。(3)政府与民众之间的互动回应机制。电子化政府的目的在于建立起跨越政府机关、企业与民众之间的互动机制,经此互动机制,公民可以获得政府的信息与服务,而政府亦可了解民众的合理需求,从而促使政府更有回应力和责任性。

(4)更有效率。电子化政府的目标之一,在于透过信息化的过程,改变传统的政府组织形式,使行政程序简单化、统一化、政府业务电脑化、网络化,从而提高政府的效率。

显然,政府信息化的核心,是通过信息技术改革政府,从而实现一个开放的、有回应力的负责任的和有效率的政府。从这个意义上讲,政府信息化或电子化仅仅是一个工具或手段而已。

三、电子化政府的必要性和意义

从某种意义上讲,政府是我们这个社会最大的“信息处理企业”,政府治理的过程便是信息的收集、加工与处理的过程。政府的职能的履行莫不依赖于适时、准确、相关的信息。政府是公共利益的代表,它必须了解民众的需求;政府是导航者,需要了解环境的变迁,从而作出准确的战略选择;政府是市场失灵的矫正者,而政府对市场失灵的矫正的前提是掌握较完备的信息;政府是社会问题的管制者,而这又有赖于对社会问题信息的分析、判断和把握……。可以讲,信息及信息网络,是现代政府的神经系统,没有这个系统,政府管理不可避免地会陷入到混乱之中。

从积极的角度来看,电子化政府的价值是十分重大的,举其要者在于:

·提高政府的决策理性和公共政策的品质。政府信息化,可使政府运用所获取和掌握国家政治、经济、社会发展诸领域的准确的、可靠的信息,以制定正确的决策,作出理性的判断及采取必要的行动,进而提升政府决策和公共政策的水准和质量。

·促进信息流通利用和平等共享。在信息社会中,信息就是力量和财富。政府是最大的信息收集者-信息源,若能充分利用此资源,实现政府信息流通和共享,必有助于国家的整体发展。·提高政府的反应能力和社会回应力,扩大公民的参与。政府信息化可以使政府机关借助现代信息和通讯技术建立政府组织间、政府与社会、政府与企业、政府与公民之间的广泛的沟通网络,这种沟通网络可以打破时间、空间及行政组织部门与层级之间的限制,提高政府内外的沟通效率,及时传达政府之施政意图、方针与政策,反映公民的要求和呼声,从而提高了政府治理的反应能力和社会回应力。另一方面,政府可以借助因特网、电子邮件、电子布告栏等新兴的科技方式,与民众建立一个迅速、有效的沟通途径和意见反馈机制,从而实现和扩大公民对政府公务管理的参与。·促进政府重组,节约行政成本,提高政府效率。政府信息化,必将对政府组织结构和运作方式发生变革和冲击。从世界各国的情况来看,政府信息化,使传统的科层组织朝着网络组织方向发展,打破了地域、层级、部门的限制,促使政府组织和职能的整合;政府信息化,促使政府的程序和办事流程更加简明、畅通;政府信息化,节约了人力、物力和财力资源;政府信息化,提高了政府机关的办事效率……,凡此种种,均对政府效率的提高起着重大的推动作用。·公开政府信息,实现开放政府。信息公开是民主政治的基础,也是开放政府的根本。经由网络系统,政府信息除个人隐私、商业秘密、国家机密等不宜公开外,依其性质向社会、组织、企业公开使用,不仅可促使政府信息加值利用;更重要者,便于社会大众、新闻媒体监督政府施政,起到透明和公开的作用。实践证明,网上招标、网上采购等等对于促进政府建设有着重大的作用。

正是由于电子化政府具有如此重大价值和作用,世界各国莫不把构建电子化政府作为国家发展的一个战略性措施。

四、电子化政府:国际的发展

面对信息技术和信息社会的挑战,世界各国均致力于发展政府信息化的政策,借助信息科技提高政府服务效率与施政质量,并透过构建电子化政府提高国家竞争力。下面以美国、英国、日本为例,说明电子化政府的发展

美国电子化政府

自从80年代起不断地受到预算赤字的拖累,在国会消减预算与选民的压力下,由副总统戈尔所领导的全国绩效评估委员会(NationalPerformanceReview,NPR)便针对行政过程与效率、行政措施与政府服务的品质进行了重新的探讨,提出了“运用信息技术再造政府”(Reengineering-ThroughInformationTechnology)的观念,由于传统政府结构呈现出金字塔式的层级节制系统,削弱了员工的创造力与活力,因而欲透过“分散智慧”(DistributedIntelligence)的理念将信息与工具分散至整个组织当中,让员工能够收集信息并与工作一起成长(CollectInformationandWorkTogether),并增强决策人员的能力。

NPR于1993年提出“创造成本更少,运转更好的政府”(CreatingaGovernmentThatWorksBetterandCostsLess)及“运用信息技术改造政府”两份报告。其中,前者企图透过信息技术的运用让政府得到民众的信赖;后者乃利用信息技术来“革新”政府,提出电子化政府的概念以提升政府的生产力和效率。1994年12月“政府信息技术服务小组(GovernmentInformationTechnologyServices,GITS),提出“政府信息技术服务的远景”(AVisionforGovernmentInformationTechnology)报告,强调要建立起注重顾客导向的服务性政府。

1993年由戈尔副总统领导“政府再造”(reinventionofgovernment),在与第一线(front-line)的联邦雇员进行访谈后,针对政府运作,提出了多达一千二百件建议事项。从中更发现藉由信息技术进行再造工程,能使政府工作运作地更顺畅并能够节约成本。因此,NPR便于同年9月7日针对官样文章(redtape)以及失灵的官僚组织(uselessbureaucracy)、无意义的法规(senselessrules)提出革新方案,郑重指出要解决政府的问题以及促进政府更有效地运作,必须进行全面性的改造,将企业家精神(entrepreneurial)融入原本层级分明且由上而下的政府制度,将政府定位在监督者、总管理者、人事专家、预算分析者、采购专家、会计师与查账员,并让民众与社群由基层来改造我们的国家。因此,该方案中包含两项任务:

(1)运转更好

在政府结构上由于以往集权式的制度扼杀了中层管理者与员工的创造力,因此必须针对组织进行适度的调整,以电子化处理取代传统的人工作业方式,建立政府的服务标准;在政府人事上依照部门工作需要进行缩编,淘汰多余的人员与管理层级。(2)花费更少

“减少政府支出”与“缩减赤字”是政府再造的重点。除了政府在人事上的精简而节省下来的人事成本之外,停止缺乏效率的教育计划、财政计划、福利措施等,并透过信息技术减少政府的支出。并且废除不合时宜的法令规章、利用电子化过程减少纸张的浪费等。

同在1993年,NPR发表“运用信息技术改造政府”的报告,企图通过信息技术改善政府的效率、产品与服务的品质,并让政府官员深入了解信息技术是下个世纪政府的基础建设,并强调一个具现代化的“电子化政府”给予民众更多机会以最有效的方式取得政府服务。该报告中列出政府应用信息技术的三点事项:

(1)强化信息技术的领导力

信息技术有助于消弭各组织之间的界线,推动组织革新,而一个良好的领导机制,不但能够组合组织的愿景与承诺,更能确保在信息技术上的投入足以完成组织再造的工作。因此,要设立领导机构,针对政府各部门的信息应用系统与信息资源加以整合,并增进组织的绩效与服务品质。

(2)建立电子化政府

通过整合下列七项电子化的机制,使得民众与政府、各级政府之间的沟通更快速、更富有效率:

·建立全国性的、整合的电子福利支付系统;

·发展整合性的电子化取得支付信息及服务;

·发展全国性的执法及公共安全信息网络;

·提供跨越各级政府的纳税申报及缴税处理系统;

·建立国际贸易资料系统;

·建立全国性的环境指标系统;

·推动政府部门电子邮递系统。

通过电子化政府的各项机制以提供更有效率、更易于使用的服务,并取得政府服务的机会与管道。

1994年12月,美国NII小组“政府信息技术服务小组”,提出“政府信息技术服务的远景”(Avisionforgovernmentinformation)报告,该报告认为改革政府不仅仅只是人事精简、减少政府赤字而已,更需要善于运用信息技术的力量彻底重塑政府对民众的服务工作。因此,强调“利用信息技术协助政府与客户间的互动”,建立以顾客为导向的电子化政府以提供更有效率、更易于使用的服务、提供更多取得政府服务的机会与管道,并达成下列三项目标:

(1)建立起政府资源共享的全国性愿景,将政府机构的信息技术优先顺序加以排列、让政府各级层间信息得以互通与合作,并促进与工商界的合作等。

(2)增进信息基础建设的发展以建立现代化的“电子化政府”,提供社会大众更有效率的信息与服务,快速回应民众的需求并保护隐私权。

(3)强化信息技术的领导能力,使得领导者能够善于运用各种信息科技的政策、程序并建立政府服务标准,以达成顾客导向政府的目标。

这三项目标并非仅仅增加政府的生产力,相反地,在“政府信息技术服务的远景”报告中,GITS工作小组从顾客满意角度建立起政府的运用信息技术提供服务的新模式,替未来美国电子化政府勾勒出蓝图。因为,当政府走向更现代化、更有生产力时,“取得政府服务的管道”便成为重点。因此,该小组提出的目标是要建立一个以顾客为导向的电子化政府,提供更有效率、更易使用的服务,并提供更多取用政府服务的机会与管道。在1993年NRP公布的报告中即明显地看出美国政府利用信息技术以提升政府效率的构想,而后经由NII的相关建设作为支持“电子化政府”运作的基础,而其后的GITS的报告中更欲建立起运用信息技术与顾客互动的政府机制,提出了十八项服务重点,除了前述的电子福利支付系统、公共安全信息网络、国际贸易资料系统等之外,提出了电子化支付运作的支持机制,包括了保护隐私权和信息安全、整合政府服务信息基础建设、改善信息技术的取得、增加联邦人员的生产力与提高信息技术的素养等。近年来,企业精神政府强调建立以顾客为导向的现代化政府成为行政改革的主轴。通过信息技术的不断进步,各种电子化的政府服务不但能为民众提供更为便利、更具弹性的服务,而且能够提高政府效能和服务品质。

英国的电子化政府

英国在1994年进行“政府信息服务”的实验计划,1996年11月公布[Government.Direct]计划,提出新型态的公共服务以符合未来社会的需求。并在[GreenPaper]中以电子型式传送政府服务给社会大众,不但拉近政府与民众的距离,更给予民众更多的与政府往来的管道,并经由策略性的规划将信息技术推广到整体政府结构,表达出将藉由信息技术的发展,揭开一场激烈且广泛的改变的企图。其目标包括:(1)提供更好更有效率的服务;(2)改善行政的效率与公开化;(3)替纳税人看紧钱包。强调电子化政府欲以电子化的型态传送政府服务,并建立起电子化政府的原则:

(1)选择机会。除了传统的以文书、面对面地接受政府服务外,电子化传送政府服务的新方式,给予政府的大多数顾客(包括民众与商业界)更多的选择机会。

(2)信任。政府在收集与民众自身或商业有关信息时,也必须遵守资料保护的法律与相关程序,以确保信息收集过程的正当性、信息内容的正确性与准确性,尽量维护资料的安全,并准许民众能够取得有关自身的资料或修正错误的内容。

(3)可取得性。除了通过信息技术联结政府各部门外,建立电子化的单一窗口、或以全天候二十四小时与快速服务、增加外语服务等方式尽可能地提供民众取得政府服务的管道,以达成民众利用政府的“可取得性”与“容易操作”两项重要特质。

(4)效率。强调政府必须通过信息技术增加行政效率并快速回应民众的需求,包括利用信息技术消弭政府各部门与机构间的界线并进行政府组织的简化与整合工作,使得民众不再对各部门间的界线而感到困惑,并针对政府例行的处理程序加以自动化与流程简化,以减少人工处理造成的问题并减少纸张的浪费。

(5)合理化。提供政府部门与机构间共享资源或组织功能重组的机会,以减少政府支出并简化系统。

(6)公开信息。公开信息的制度能够增加国家的竞争力与政府的开放性。除了部分受到法律规范不得公开的资料(包括国家安全、商业机密或个人隐私有关的资料)外,其它的政府信息,应该尽量以电子化形式并经过有系统的处理之后公开,让民众能够更容易地取得所需的信息。

(7)电子安全。电子环境中的安全是政府必须立即重视的问题,为了不让电子资料被他人不正当地截取与操纵,并保障电子交易过程的程序,政府必须采取相关的安全机制以维护电子环境中的安全与可靠性,例如由政府或具公信力的第三者建立个人身份与组织的认证制度,采取加密措施等。

日本的电子化政府

为了建构一个高度信息化的社会,日本政府在推进电子化政府方面均作了明确的规划。一方面是为了适应行政革新的新潮流,另一方面也是希望通过政府部门的信息化,唤起民间之需要与普及,从而担负起国家高度信息化之先导角色。1993年10月临时行政改革推进审议会,将政府信息化作为行政改革的重要内容之一,并要求制定政府信息化的推动计划。1994年8月设置了[高度情报通讯社会推进总部],以内阁总理大臣为总部部长。1994年12月,由内阁会议议决通过了所谓的[政府信息化推进基本计划]。该计划的实施期程,以1995年度开始,为期五年。其重点是:(1)行政信息的电子化。(高度利用行政信息,作到公务人员一人一台电脑,建立各省厅区域网路。);(2)信息提供的高度化。(发展线上服务,提供电子信息,以达到信息的共享和充分利用);(3)信息流程的顺畅化。(建立政府机关的广域网路和部会之间的电子文件的交换系统。);(4)行政手续的便捷化。(逐步实现申请手续的电子化、线上化、窗口一元化等)。日本电子化政府主要目的就是要在行政所有领域上,普遍地用信息技术,以提高政府服务的品质和效能。在此理念下,政府信息化就被定位为:一个有效率、有统合力、有应变能力的政府;一个与国民建立相互和谐?叵登夷芄宦忝裰谛枨蟮恼?nbsp;日本政府信息化的计划目标是:依据信息技术的发展成果及政府财政状况,在所有的行政领域上,积极道入,并使信息技术的利用,成为行政组织活动所不可或缺的一环。通过政府内部之沟通顺畅、资源共享,达成政策制定的迅速、有效。在确保信息安全的前提下,实现从“纸张”之信息处理,转为通讯网络、资料电子化之信息处理。

日本政府信息化的推动基础与准备方针为:(1)行政信息的电子化及其高度利用。在政府行政领域,广泛实施电子化;视信息系统为组织活动所必不可少的东西,建立职员一人一台电脑或工作站的工作环境;建置能够活用外部信息的资料库;在固有的定型业务中,充分应用信息技术,积极推动业务信息化,并提升现有的系统。(2)行政信息流通之畅通与整体运用。为达到各省厅间的资源共享,应统一代码、资料项目等,并使之标准化;建立省厅间的电子文书交换系统;开发一致性的资料库,加强省厅间的共同运用。(3)公共服务品质之提升。建立整合性、超时空限制的信息服务系统;配合民众需求,建立信息查询目录;建立与民众有关的行政手续、案件审查业务等信息系统。如申请、申报、商谈等业务均予以电子化、线上服务化,提供电子查询、阅览。(4)信息系统及执行环境之高度化。充分利用信息技术的最新成果,如分散处理、多媒体等新技术的应用;跨省厅的信息系统,应使用国际标准化的产品,以适应系统的开放性;配合承办员自行操作及网路广域化的进展,加强信息系统及设备方面的安全对策,并充实系统监查及评价功能;积极筹建智慧型办公环境。(5)通讯网路之高度化。积极推动省厅内通讯网路及主管机关与所属机关间通讯网路的建置;尽快完成省厅间广域网路之运用管理及接续方式;为实现资源的广泛交流,中央机关网路与地方公共团体、民间网路间,应确保最适当的信息交换方式。

五、电子化政府的实现

电子化政府的建立和实现,并非是简单的引入和应用现代信息技术问题,而是涉及许多方面的变革,是建立在许多因素相互作用的基础之上。具体分析,电子化政府的实现与下列因素密切相关:

1、政府信息的公开

电子化政府的一个基本的前提在于政府信息的公开化。在现代社会中,不仅政府有获取信息的需求,人民也基于政治参与、经济活动和个人发展,强化了对政府信息的需求。一个国家的政府乃是该国最大的信息的收集、整理、生产、应用、扩散的机构,不仅如此,其拥有的信息也是与民众的政治、经济、社会生活息息相关,不可或缺。从民主政治的角度来看,向国家请求信息公开,乃属人民所拥有的基本权利,是谓之“知情权”(therighttoknow);反过来,公开信息乃是政府的义务和责任。是故,世界上许多国家均致力于政府信息公开的法制建设,制定「政府信息公开法。从中国目前的情况来看,社会对政府信息的需求与政府的信息供给存在着巨大的差距。有很多信息不论就理论上还是实际利益衡量上,都应对外公开,但未能公开,造成政府资源取得上的困难;政府信息公开没有成为一种制度性;公民缺乏整合性的获取政府信息的途径,人民要想获取一信息,并不知向哪一个单位索取。我国政府掌握了80%以上的信息,但因信息公开问题,许多信息得不到利用,从而导致信息资源的浪费。

2、发展公用电子资料库,推进其加值利用

政府信息化的一个重要目标就是,政府所拥有的信息资源能够实现高度的共享,从而实现公共信息资源的加值利用。为此,发展公用资料库并促使其加值利用便成为中国政府信息化的基础工作之一。从此出发,需要根据国家经济、社会发展和政府管理的需要和重点,加快建立经济、贸易、土地、科技、环境、人口、工商管理、社会保障与福利、新闻出版等政府部门主导的电子公共资料库。规划建置具有整合、示范性质的公共资料库。扩大信息资料的交换与流通。政府各机关应在最大范围内,经合法程序,提供可利用的信息资源。

3、政府信息和通信网络的发展

构成电子化政府最底层的是政府的信息和通讯的基础结构,也可以说是政府信息流通的“导管”,它包括电缆线、光纤以及其它传送信息的设施或工具,加上把信息从一方送到另一方的控制软体。考虑到政府信息化涉及到政治、经济、国家安全等重要问题,有必要思考建立电子化政府,推动政府信息化的通讯网路的基础结构,以作为政府信息交换及资源共享的平台。从国际的经验来看,以下几个方面是重要的:

①推动国家信息的基础结构(NTT)的发展,加速国家信息化的步伐,经过一段时间的发展,将政府、企业、社会组织和公民连结在一起,使整个社会彼此分享信息。

②以互联网络为基础,建构政府信息服务骨干网络GSN(GovernmentServiceNetwork),在骨干网络上提供电子窗口、电子目录、电子邮寄、电子新闻、电子民意箱等基本服务。

③发展和建设政府机关内部的局域网(intranet)应用环境,提供各级政府人员电子邮件、电子目录、电子新闻、电子信箱的能够环境。

④建设和发展电子化政府的系统平台,作为取得政府信息化服务系统及信息设施,如电话、个人电脑及工作站、自动提款机、共用信息服务站(Kiosk)等,其广泛分布于家庭、公共场所、办公场所及各级政府机关的信息设施,将提供公民以及社会各界进入政府以取得信息及服务。

⑤发展单一窗口、一站到底(one-stop)的政府信息服务。

4、政府业务的电子化

电子化政府的基础之一在于政府业务的电子化,即改变传统的政府机关的办事方式和手段。传统的办事方法、公务处理及事务管理,皆可以用现代信息及通讯技术加以改变。参照国外发达国家的经验,政府业务的电子化,预期应向以下方面予以推动与发展:

电子公文。政府机关的公文处理,实施公文制作电脑化,稽催管理自动化以及电子公文交换。

电子邮寄。政府的会议通知、信息传达、政策宣传、法规颁布、意见调查等,以电子邮寄方式处理,以加快信息的流通。

电子采购。在网络安全认证的基础上,政府机关在网络上进行采购、交易支付等电子作业。人民、企业与政府之间的有关财务处理及支付逐步经由网络处理。政府的公共建设招标和投标,亦可随着电子安全认证制度的建立,在网上进行。

电子法规。在互联网络上设立“电子法律、法规资料库”,建立电子法规信息服务网络,提供法规检索。

电子规划管理。通过网络上设立电子计划资料库,保证各机关计划的制订、执行、评估的一致性。

电子税务。通过网络提供各种税务信息服务;提供税务查询;提供纳税人利用信息卡经由网络转帐缴纳、核查税款;提供网路申报所得税、营业税等。

电子人事。提供人事及法律检索;网络招聘等。

电子工商。提供工商资料和信息、工商登记网上申报等。

电子保健。在网络上提供医政、药政、食品卫生、防疫等医疗保障的信息及服务。

电子公共事业服务。在网络上提供电力、电信、自来水、煤气等各项公共事业的自动化服务,提供查询、申报、交费等服务。

需说明的是,行政业务的电子化过程不只是单纯的增加硬件、软件设备,更需从政府组织全面性来了解信息技术的需求、组织目标与管理模式、未来发展方向等进行整体性、合理性的规划,力求突破现有的运作方式,以更经济、更有效的方法取得政府运作所需要的技术能力以及人力,促进政府信息的流通及整合,提高行政效率与效能。

4、政府服务的创新

从某种程度上来看,电子化政府的特质在于它是服务型政府,即透过电子媒体创新政府的服务。电子政府期冀达成这样一个理想的服务型态:公民在尚没有走进政府机关即可获取丰富的信息;公民只需在单一机关办事,任何问题皆可随问随答,所办事情立等可取;若公民申办事情涉及到多个机关,则政府机关可在一处办理,全程服务;公民无需进入政府机关,即可经过电脑连线申办。政府服务将朝“单一窗口”、“跨机关”、“24小时”、“自助式”服务的方向发展。质言之,电子化政府要求政府创新其服务的方式,使政府服务更为快捷、更为方便、更为畅通、更为直接、更为公平、更具有高的附加值。

6、电子化政府与政府再造

从世界范围来看,政府信息化始终是与政府的再造相联系,而且是政府再造的一个重要内容和工具。信息化在促进政府行政的现代化、民主化、公开化、效率化方面起着十分重要的作用。现代信息和通讯技术的发展,对政府管理的理念、政府治理的结构、政府程序和工作流程、政府政策和政策制定都发生了重大的冲击,信息化在促进政府反应力,提升政府沟通效率,提高决策质量和水平,人力精简和有效运用人力资源,节约政府开支与经费,扩大公民参与,创新政府服务等方面均显示了其比较优势。因此,电子化政府的实现必须与政府再造相结合,从目前发展来看信息技术与政府再造的结合主要体现在:应用信息技术改变传统的层级化的,公共组织的架构,建立网络型组织;改变政府运作的流程,建立一个无缝隙的政府(seamlessgovernment),即在任何时间和地点得到服务的政府;改变政府的职能,实现导航型政府;改变政府的治理结构,从强势国家单独治理模式转变为国家与社会的共同治理;实现政府治理观念的变革,确立顾客与消费者导向的政府。

7、电子政府的法律和制度保障

电子政府健康、有序的发展离不开一个完整、统一的法律和制度框架。在国外,为保障政府信息化发展,许多国家均制定并颁布了专门的法律、法规和行政命令。在美国有《政府信息公开法》《个人隐私权保护法》《美国联邦信息资源管理法》等一系列法律、法规,在德国有《信息和通讯服务规范法》,俄罗斯有《联邦信息、信息化和信息保护权》,在英国有《政府信息公开法》等等。这些法律对政府信息化发展起着重要的保障和规范的作用。事实上涉及政府信息的立法,范围十分大,它涉及:政府信息公开方面的法律制度:如政府信息公开法、政府公报法、行政程序法。

政府信息保护方面的法律制度:如个人资料、隐私保护法、国家保密法、商业秘密法。政府信息存贮管理与内部传递方面的法律:如统计法、档案法。

政府信息获取方面的法律:主要涉及政府因行使管理权力所向人民强制获得同意取得的相关信息的法律制度。

8、电子化政府的安全环境

政府信息不仅是国家资产,而且是需要精心管理的重要资产。信息安全在一定程度上是电子政府生命所在。信息安全涉及保密性(控制那些存取信息的人)、完整性(确保信息的更新与修改只能经由授权者进行)、可用性(确保信息授权用户总是能够存取信息)等问题。随着科技的发展,政府信息化正在由专属主机、封闭网路、开放式分散处理系统,逐步走向国际互联网的多媒体信息交流和业务处理,在此情况下,信息安全便成为一个头等重要的大问题。

信息安全是信息服务能否健全发展的先决条件。在系统运作环境中,无论是使用者、实体设施、应用作业、资料及档案皆应严密管理。可以预料,随着政府信息化的发展,政府可能面对各种的意外灾害、电脑故障、人为破坏、侵入、泄密、窜改以及其他种种电脑犯罪,政府机关必须未雨绸缪,加强政府信息的安全管理工作,以确保国家、组织及人民的权益。为此必须:制订政府机关信息安全管理的办法,对信息系统的安全标准、人员管理、资料管理、实体及网络管理、紧急应变复原处理、安全稽查和考核等作出明确的规定;在政府行政机关内外建立电脑稽核制度;建立政府认证机构(CertificateAuthority),提供政府信息化应用系统的安全认证服务;加强政府信息安全教育与培训;制定及推动政府机关加密(Cryptography),数位签章等信息安全标准及技术规范;建立网络安全紧急反应以及处理机制(ComputeEmergencyRespondTeam),协调政府机关处理信息安全管理事件。

9、公务员现代信息和通讯技术的教育和培训

从一定程度上来讲,公务员的信息素质以及应用能力的高低,是政府信息化能否落实的关键。适应政府信息化发展的需要,每一位公务员除了必须具备基本的电脑操作以及应用能力处理政府公务以为民众服务之外,也要适应信息时代的到来,依其专业性质和业务需要,具备较高的信息网络应用的相关能力,这样才能成为一个符合信息时代要求的公务人员。

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电子技术发展论文范文第7篇

1.1电子技术在新能源发电方面的现状

新能源由于受自然因素的影响比较大。此外,其电网侧要求输入电能波动小,电能质量高。但是我国现在的研发能力和技术水平还远远不够,稳定性差。目前,我们使用一些高端电子产品基本上也都是从国外引进的。可以,随着经济技术全球化趋势的不断加强,人们的生产生活所需要的能源成为了现阶段各国都在研究的主要问题。由于一些不可再生资源的使用比例依然占能源消耗量的主导地位。如煤、石油等基础能源储量逐渐减少。并且随着能源的使用也导致了很多环境危机等问题,自然生态平衡遭受严重破坏。在这样一种全球化的紧张形势下,新能源的开发和运用,十分重要。当前,电子技术在新能源发电领域中的应用越来越广泛。就我国而言,也加大了相应电子技术应用的人才培养,在高校相应的设立了关于新能源发电的电子应用学科。对于我国电子技术的提高和发展的现状,我们可以采用风力发电系统,光伏并网发电系统等先进的电子技术。

1.2电子技术在电力牵引方面的现状

电力牵引是电子技术应用领域的最新拓展项目,受到了全球各国的广泛关注,并把电力牵引作为本国的核心战略项目开发内容之一。电力牵引,主要是指电动汽车或是高铁、轻轨等。在全球范围来看,特别是交通建设等方面,都大力提倡和使用电子技术在电力牵引领域的应用。从最直观的数据可以发现。截止到2015年,全球的新能源汽车产能将进一步扩大至200万辆,并却大力扩建地铁、高铁、轻轨等发展项目。

1.3电子技术在电气节能领域的应用和发展现状

电气节能,主要是由电能质量、有源滤波以及变频调速来组成。其中变频节能项目受到全球各国的广泛使用。同时,也是我国大力扶植的项目之一。电气节能的项目可以提高电机系统的整体性能,通过改变调速的方式,可以提高效率。采用变频调节的方式,可以有效的改进压缩机的电机运转速度,并且提高效率。所以,电气节能不仅涉及到电力系统和电子技术,还对其他国家基础行业效率的提高,起到很大作用。变频调速系统在我国的应用技术比较成熟,市场前景广阔,发展空间非常大。以后對于变频器的发展,应该更加专业化。使得整体的设计和制作都趋于专业化,进一步降低成本,提高产品的集成程度,使其更有竞争力。

1.4智能电网的现状

智能电网在电子技术上的应用,主要有一些传感技术、信息处理和控制等等一些方面。使用电子技术,可以将可再生能源发电规模扩大,使其安全性能提高,形成达到稳定高效的智能电网技术。目前,在我国智能电网技术还不是很成熟,尚且没有大规模的应用。一些智能电网的示范工程只是在有限的项目工程中运用,将其作为示范,进一步去研究智能电网的优点。智能电网运用电子技术,的优势效果十分明显,比如具有较大容量,整体结构优化组合性能好等等。但是我国对其应用的技术还十分有效,所以一些器件性能还有待提升,针对现在的性能和功能不足的问题,重点研究,提高其安全运行的可靠性。

2我国电子技术应用探究

2.1电子技术在电机中的应用

无论是水利发电或是风能发电,都要相应的制约因素。水力发电机的发出电量,受到水力压力和流量的限制,所以水电发电的电量,变化差异很大。风力发电机的发电量,一般会受到风速的影响。并且风力发电的转子励磁电流频率与转子转速叠加后,要保持输出频率恒定的情况,才能够获得最大的风力发电功率。由于科学技术进步,电子装置在水力和风力的发电的变速恒,被广泛采纳并应用。在很大程度上省掉了励磁机的一系列环节,从而达到快速调节的作用。

2.2有源电力滤波器

电子技术在有源电力滤波器的作用也十分广泛。主要是从补偿对象中,检测出一些谐波电流的分量,再用这个补偿装置产生一个与这个谐波分量相等,但是极性相反的补偿电流分量。主要目的是要抵消一些谐波电流分量。电子技术在有源电力滤波器的使用有很大的优势作用。比如:动态响应的速度十分敏捷、功能多样化,并且这种补偿功能和特性,并不会受到电网阻抗的影响,可以有效的抑制谐波。

2.3电子高压直流输电技术

电子在高压直流输电方面技术的运用,主要是由发电厂,把发出的交流电用换流器将其整流为直流电,再通过输电线路,把直流电输送到受电端,最后再把直流电逆变为交流电,这样便可以为用户提供使用。这种技术的优势十分明显。比如:传输功率大、线路的造价成本低、损耗量小,性能优良、持续稳定等等。

3结束语

电子技术发展论文范文第8篇

一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪

我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的核心特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为核心可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。

为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面:

1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。

2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。

3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。

4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。

信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。

国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。

二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪

调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。

譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能精确地测量传输信号;再有通信传输中晃动的精确测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今唯一能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的最佳性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。

南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。

三、VXI总线技术取得重大进展

VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种完全开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。

这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。

四、电子测试仪器向毫米波推进

众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。

信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。

五、通信测量仪器达到高技术水平

通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。

六、数字化仪器迅速发展

电子技术发展论文范文第9篇

1.1故障现象

一辆捷达轿车。冷车启动困难,有时候要启动半个小时左右才能着车,着车后车辆抖动也比较厉害。需要将油门稳住,待发动机热了后,抖动才消失。热车后一切正常,加速也非常有力。

1.2诊断与排除过程

1.2.1第一次的诊断与排除过程

①首先调取故障码,用汽车故障诊断议诊断显示,曲轴位置传感器故障。②读取传感器数据,正常,再测量传感器电阻,正常,判断传感器没问题。③出现这个故障码是因为发动机启动多次不着车ECU储存的故障码,清除故障码。④无故障码,说明感应塞、传感器、线圈、电阻等电子原件所反映零部件的部位无故障。⑤检查高压线有火;检查火花塞有很浓的汽油味,说明该车冷车确实燃烧不好,火花塞跳火试验良好,说明点火系无故障。⑥拆下喷油嘴检查,雾化良好,并且无滴漏情况,说明喷油嘴正常;用LED灯检查喷油嘴信号,4个都正常,说明燃油供给系无故障。⑦检查气缸压力,发现缸压偏低,只有8KG左右,捷达车缸压在11KG左右,因此判断是因为冷车缸压不够引起冷车不好启动。经拆检,全部气门上都有很厚的积碳,而汽缸壁磨损情况良好。清除气门上的积碳,研磨好后装车,一次就启动了。至此,车的故障好像已经排除,维修完成。

1.2.2第二次诊断与排除过程

第二天,再次启动,竟然和头天维修前的情况一样,启动还是需要多次才能着车,说明故障没有排除。①再次检查缸压仍只有8KG左右,说明故障不是气门本身密封不严。②发动机工作时无烧机油现象,说明活塞环间隙、缸壁间隙正常。③故障排除到现在这个程度感觉已无从下手了,但是该车的故障是很明显地存在的。只是靠汽车故障诊断仪进行诊断已经不能解决问题,要找到故障、排除故障需要的不仅是检测设备,更需要使用的设备的维修师傅的经验积淀,如果仅仅会熟练使用诊断仪,至此也就只能束手无策了。仔细把上述故障诊断排除过程梳理了一遍,排除故障的步骤是对的,没有错误,但也没有找到故障的根源,故障根本不在电器、点火系、燃油供给系。在上述气缸压力检查中发现缸压低于正常值很多,只有8KG。再从该车的原理与结构上分析,该车是用的顶置凸轮轴,凸轮轴再通过凸轮及液压挺柱(筒)来驱动气门。故障可能出现在配气机构。④用替换法,将凸轮轴、液压挺柱(筒)更换上新的,启动发动机,一次性打着,至此,问题似乎又解决了。但是将车停了一夜,第三天再次启动发动机,又打不着了,又要启动很多次才能打着!说明原车的凸轮轴、液压挺柱(筒)没有问题,第二天的推理判断没有找准故障原因。①装回原车的凸轮轴、液压挺柱(筒)。换好了后再试着启动一下,居然一次就打着了,证明液压挺柱(筒)本身是没问题的,那为什么液压挺柱(筒)拆装了一次就能正常的启动一次,冷车启动就要多次?会不会是机油压力过高,让液压挺柱变高,让气门不能完全回位,与气门座圈之间产生间隙呢?液压挺柱(筒)是个机械零件,它的作用是:通过发动机的机油压力将机油压入它内部从而自动调整气门间隙,实现无间隙传动,以解决由于气门间隙的存在配气机构在工作时所产生的冲击和噪声。其工作原理是:发动机工作时,机油沿主油道供到气门挺柱,并充满柱塞内腔及高、低压腔的空腔内。当气门关闭时,机油经挺柱体和柱塞上的油孔压进柱塞低压腔,并推开单向阀充入油缸的高压腔。压力弹簧使柱塞连同压合在挺柱体中的柱塞座上紧靠着挺柱体,使配气机构的间隙消失。当凸轮转到工作而使挺柱体向下移动时,柱塞随之挺柱体下移,于是柱塞下部空腔内的油压迅速升高,使单向阀关闭。由于液体的不可压缩性,整个挺柱便像一个刚体一样,按凸轮的运动规律,使气门开启、关闭。当油压过高或者气门受热膨胀时,将有少许油液经柱塞与挺柱体的间隙处漏出去。当气门开始关闭或冷却收缩时,柱塞所受压力减小,由于柱塞弹簧的作用,柱塞向上运动,始终保持与推杆的接触,同时柱塞下部高压腔产生真空度,于是,主油道的油压将再次推开单向阀,向高压腔内充油而再度充满整个挺柱内腔。通过上述液压挺柱的工作原理,推理得出:液压挺柱的高、低压腔在气门开始关闭或冷却收缩时充满着压力油,当压力油的压力符合要求时,气门就关闭的严密;如果压力油的压力高,甚至高出标准很多时,挺柱就会在压力的作用下顶开气门,气门就会关闭不严。把液压挺柱拆装一次后,液压挺柱内部多余的机油就泄掉了,挺柱就不会顶开气门了,气门密封就好了,缸压就正常了,发动机也好启动了。②检查机油压力,接上机油压力表,启动发动机,发现机油压力明显偏高,机油压力表上显示到最高位了。③拆检机油泵,发现机油泵内部的泄压阀有拉伤的痕迹。冷车的时候就卡住了,发动机热了以后,间隙正常了,就不会卡了,机油压力就正常,所以发动机冷车不好启动,热车一切正常。④更换机油泵,一次性启动。第二天再启动,也是一次性启动。此车故障彻底排除。

2结论

电子技术发展论文范文第10篇

关键词:数字电子电路,EDA技术,应用探究

在数字电子电路这门课程学习的过程中,理论知识的学习固然重要,但是相应的实验技能也是必备的。在学好理论知识的基础上,可以从实验方面出发,更透彻的学习这门课程。在实验的过程中,传统的实验就是通过导线把各种实际的实验器材连接在一起,主要在实验的过程中,通过实验的结果,更好的理解实验原理,从而有助于理论知识的学习。随着科学技术的不断发展,有了EDA这项技术。EDA技术就以计算机为载体,承载着各种模拟的软件,然后通过在相应软件的操作界面上进行软件的连接以及操作,这样大大方便了学生的实验,而且还能从一定程度上节省实验器材的经费,总之,这样的做法有很多的好处。本文将重点讨论关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究。

1关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究

1.1数字电子电路的概述

在我国职业教育体系中,与电子技术相关的专业中都设置到相关的专业基础课程,比如说模拟电子技术、数字电子技术基础等课程,其中数学电子基础这门课程还是比较重要的。在数字电子技术这门课程中,主要讲述一些逻辑关系,以及以逻辑关系为基础的各种门电路,除此之外就是各种组合而成的逻辑电路,其中包括TTL逻辑门电路,CMOS逻辑门电路等等,这些逻辑电路都是与生活息息相关的。在平时的生活中也会用到很多,比如说家里的开关,现在很多家中都会安装两个开关,当进门的时候在门口开灯,睡觉时在卧室关灯,这个就是是使用了最简单的逻辑电路。逻辑电路的使用方便了人们的生活。

1.2数字电子电路与EDA技术

数字电子电路技术这门课程在学习的过程中,除了要学好基础的理论知识,更重要的是在学好理论知识的基础上,要提高动手实验的能力,因为现在社会需要的是实践性的人才,正如在教育大会中指出,要平衡教育人才的培养,并且要重视实践性人才的培养。要培养实践性的人才,首先要做的就是对他们基础的动手能力进行培养,要如何培养才是要思考的问题。那就是从实验做起,实验技术随着科学的不断发展也在不断进步,如今已经有了比较成熟的EDA实验技术,这项技术就是让学生在虚拟的软件中模仿实物进行一定的实验训练。在数字电子技术中使用EDA这一项技术大大方便了教学,而且同时也能有效的提高学生对理论知识的理解。

1.3数字电子技术未来发展前景

目前我国的电子技术方面还是有一定的欠缺的,而且我国的市场这么大,所以要努力发展属于我国自己的电子信息技术。而且电子信息技术是一个非常核心的力量,只有掌握了这样的核心力量,才能让我国的电子技术发展的更好。通过电子信息技术,可以成为击垮一个国家的秘密武器,所以努力发展自己国家的核心技术力量,并且还要不断的更新,这样才能在未来的世界中变得强大。所以,电子信息技术的发展趋势良好,而且发展空间也足够大。

2数字电子电路设计之中EDA技术应用的作用

2.1有助于更好的学习理论知识

在数字电子电路这门课程的学习过程中,都是一些枯燥无味的理论知识,这样容易造成学生在学习过程中的疲劳,而且会造成课堂效率大大降低的不良影响。数字电子技术是一门纯粹的理论知识,而且都是一些我们不熟悉的电路方面的内容,所以在单单的讲解理论知识的时候,学生们不容易想象到他的具体的实物,这样就对学习造成了很大的困扰。但是通过借助EDA技术在数字电子信息技术的学习过程中,会对学生的学习有很大的帮助。在学习了抽象的理论知识之后,通过在EDA技术上进行模拟,这样就比较容易理解理论知识。这样的做法对学习理论知识都很大的帮助,不仅能提高学生的学习效率,而且还能培养实践性的人才。

2.2通过学习EDA技术,不断创新

在数字电子信息技术的学习过程中,通过借助EDA技术,可以培养学生的动手能力。在实验的时候,学生一般都是通过对课本上已有的知识进行模拟,学习。但是实验就是创造的过程,有很多伟大的发明就是在实验的过程中发现的。在学生进行实验的过程中,不断对实验结果进行调试的过程中,有可能就会发现新的成果。所以可以通过借助EDA技术在数字电子信息技术中,让学生在不断实验的过程中,碰撞出科学的火花,不断的创新,壮大我国的电子科学技术。所以说要大量的运用EDA技术在数字电子电路的学习中,这样可能某个时刻就会对我国的科学作出贡献。

2.3更好的适应于未来的社会

现阶段我国的科学技术不断发展,日新月异,尽管如此我国的科学技术与世界还有一段差距,所以说还是要不断发展科学技术,尤其是电子科学技术,因为现在的社会已经是非常现代化的电子信息社会了,未来的社会更是电子信息的社会,任何事情都离不开电子技术。所以在目前这个阶段要大力发展电子信息技术并且掌握基本的电子信息技术的使用方法,这样才能在将来的社会中立足。所以在目前的学习中不断使用实用性的EDA软件的过程也是在不断适应现代社会的过程。

3结束语

本文中,通过讲述数字电子电路,数字电子电路与EDA技术以及数字电子技术在未来的发展前景这三点来阐述了关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究。数字电路是一门贴近生活的比较基础的课程理论,它的成果运用于人们的生活中大大方便了人们的生活。相信通过使用EDA技术在数字电子电路设计之中,一定会使数字电子技术发展的更好,同时也会促进EDA技术不断成熟。

参考文献

[1]关于数字电子电路设计之中EDA技术的应用探究;陈惠娟;《电子制作》;2015年23期

[2]CGP函数建模在天线设计中的应用;于章意曾三友;中国地质大学;2013年

电子技术发展论文范文第11篇

【关键词】 电子信息技术 应用特征 发展方向

前言:在市场经济快速发展背景下,无论企业或个人都需依托于信息技术完成较多生产生活活动,如在通信设备领域、IT产业以及人们日常生活方式中,都可发现有信息技术的存在,充分说明电子信息技术能够对社会发展起到很大的推动作用。因此,本文对电子信息技术特征与发展趋势研究具有十分重要的意义。

一、电子信息技术的相关概述

关于电子信息技术的内涵,首先可从“信息”的概念进行分析,其主要指描述事物形态的重要形式,如数据、文字等,其都可作为被传递与处理的内容。在此基础上便可引申出电子信息技术的基本概念,其可理解为以计算机技术为依托形成的用于传递与处理信息的技术,包括信息或信号处理、传感以及通信等技术。

从目前电子信息应用现状看,其在微电子制造业、计算机技术领域、通信行业以及的制造业等方面都有所涉及。而且在科学技术的推动下,电子信息技术将以会不断创新与突破,更好的为各行业领域提供技术支撑[1]。

二、电子信息技术应用特征研究

2.1网络化与快捷化特征

目前,电子信息技术应用中多以网络数字结构的形式呈现出现,如无线通信技术、光纤通信技术等都可作为网络化的重要体现。而且有较多网络平台与系统如云数据平台等,其都可通过网络技术帮助用户进行信息的存储与使用。同时,电子信息技术网络化特征也表现在较多沟通交流工具方面,用户仅需利用相关软件便可达到信息传输的目标。

另外,在快捷化特征方面,电子信息技术本身表现为速度快、效率高等优势上,无论在信息处理或传感技术的应用等方面都极为快捷,如现代智能手机、平板电脑,为人们生活带来较多便利。

2.2微型化与集成化特征

在半导体技术高速发展的背景下,电子信息技术开始呈现出集成化的特征,如电网建设中对于电路的设计多以集成电路为主。再如传感器的设计,其要求将更多高端技术与复合材料引入其中,整个传感器结构在体积上减小许多,如毫米级传感器,成为现代传感器的典型代表。另外,从计算机制造看,当前应用较为广泛的技术主要以纳米技术为主,尽管计算机在体积上较小,但却容纳较多的技术能力。这些都可充分说明,当前电子信息技术具有集成化、微型化等特征。

2.3数字化与智能化特征

智能化作为现代电子信息技术的重要特征体现,在许多应用技术上都有所体现,如云技术、自动导航技术,都表现出明显的智能化特点,既可使用户工作量减少,同时使数据信息的安全系数得以增加。再如智能传感器的应用,其改变传统信息获取中耗时多、用户工作量大等难题,能够在信息传输后第一时间进行获取。另外,现代电子信息技术应用中,对于各行业领域中累积的数据,都可进行高效处理与存储,如云计算平台等,仅需保证相关数据转化为系统或平台可接受的形式,便能达到存储与处理的目标[2]。

三、电子信息技术发展趋势分析

电子信息技术在未来发展中将表现在多核方向、高集成化方向、光电子技术等方面。其中多核方向,主要表现在处理器由单核向多核过渡,多核心将逐渐取代单核心,且其他技术如图像处理、语言识别以及多媒体技术等都将以人工智能作为核心。而在高集成化方向方面,纳米加工将逐步取代原有的集成电路技术,22nm与32nm等纳米级技术也开始投入使用。

在光电子技术方面,目前大多发达国家致力于对光电子技术给入较多投入,如激光器的设计,其在工业、农业以及医疗行业等许多领域都有所涉及。再如常见的LED灯具,其是优化高耗能照明系统的重要体现。此外,通信技术方面也将趋向于高效化特征,如CDMA数字通信,其成为现代数字移动通信的典型代表[3]。

四、结论

电子信息技术以其自身的优势被广泛用于现代各行业领域中。从其现代应用特征看,多表现在智能化、网络化、集成化以及微型化等特征上,能够为人们的生产生活带来极大便利。

而在科学技术的推动下,电子信息技术也将向多核方向、高集成化方向以及光电子技术等方面发展,可为现代生产生活活动提供更多优质服务,推动社会的全面发展。

参 考 文 献

[1]方静. 试论电子信息技术的应用特点与未来发展趋势[J]. 信息与电脑(理论版),2011,01:167.

电子技术发展论文范文第12篇

【关键词】电子技术应用探讨发展前景

现如今,电子技术、计算机技术的不断快速发展,一些电子高新技术被应用于电子各个领域以及航空航天领域。通过对电子技术内容的了解,可发现电子技术的应用范围之广,高效的应用电子技术给我们的电子领域带来了经济利益,这充分的体现出电子技术发展的方向性、时效性和全局性。

一、对电子技术的分析

电子技术是应用于计算机领域的电子技术,具体来说就是通过电子设备变换和控制电能,但主要的就是变换电子。而电子技术包括电子器件制造技术和变流技术,其中,电子器件制造技术是电子技术的基础,而变流技术才是电子技术的核心内容。电子技术面向电子企业、电子用户及其他一些用电部门,电子技术应用范围非常广泛,其中,国防、工业、交通运输、电子系统、计算机系统、通信系统和日常生活中的家用电器都离不开电力电子技术。

二、电子技术的应用探讨

2.1电子技术的具体应用

电子技术具体应用于三个方面:电子器件,从第一代的不安全控件GTR发展到第二代的BJT、MOSFET,又发展到第三代的IGBT、IGCT等等,这些器件的功率等级和集成度都得到了很大提高,控制性能也得到了较大的改善;在处理专用芯片上具有强大的技术优势,在控制策略上也有了较大发展;在电路拓扑方面发展很可观,由基本的拓扑衍生出电容悬浮式多电平、二极管箝位式多电平等等,其具有的优点适用于一定的场合中。这些具体的应用标志着电子技术已经达到了一定的水平高度,并且还在不断的向前飞速发展。

2.2电子技术在各行业中的应用

电子技术在各行业中都有广泛的应用:在工业电机调速工业中用到的各种交流、直流电动机,及一些电子设备等都需要用到电力电子技术。正是由于电子技术的应用,近年来交流电动机的调速性能已经达到了直流电动机的调速性能;交通运输电气化铁道中应用电子技术,改变了供电装置,尤其是在磁悬浮列车中电子技术的应用更为关键,同时,新型环保绿色电动汽车通过电子技术将环保达到最佳,节约了更多的能源,带来了更大的经济效益;通过应用电子技术,工、农业发展的环境污染得到了有效控制,对于一些火力发电厂、水泥业工厂发展带来的环境问题提供了有利的解决办法,净化了环境,在生活中保证了人们的生活质量。可见电子技术应用之重要,从各行业的发展到人类的日常生活,都离不开电子技术。

2.3电子技术在发达国家中的应用

一些电子技术发达的国家,他们的电能有六成以上都要经过至少一次的电力电子装置的处理,通过电子装置处理就离不开电子技术,它从根本上解决掉了电子系统的无功损耗问题。

三、电子技术的发展前景

电子技术的发展方向和前景注定要进入各个领域,主要体现在以下几方面:新材料的研究和应用;改进器件形式;使用不需吸收的电路;多电平逆变器的应用;全半导体变流系统的设计;传动系统中自适应调节控制器的应用;改善动力系统的供电质量;高效、环保的电动车;更高效的家用电器产品等等。

四、结论

综上所述,现代电力电子技术已经成为我国电子系统及其他各行业不可或缺的一项关键技术,因此对电子技术的应用显得尤为重要,通过对电子技术的进一步研究,不难看出这项技术为各行业及人们的生活带来了巨大的利益,对电子技术在各行业及生活中应用的探讨,我们不难发现电子技术的应用范围之广泛,可以说与我们息息相关,给我们的生活带来方便的同时,更极大的推动了我国电子领域的发展。

参考文献

[1]甫拉提.阿不力米提,王兆安,王秀丽.电力电子技术在风力分频发电系统中的应用[A]. 2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C]. 2010年(20)23-34

电子技术发展论文范文第13篇

我国国民经济的不断发展使得我国的电力系统建设获得了长足的进展,尤其是电子技术的引入,促进了我国电力系统的进一步深化,在工业化时代,强电系统已然成了我国电力系统发展中不可替代的一个重要的组成部分,因此本文主要从电子技术在强电系统当中的作用进行深入的分析和探讨。

关键词:

电子技术;强电系统;分析;探讨

0前言

在我国国民经济飞速发展的大环境下,电子技术也有了极大的发展。与此同时,电子技术的发展让大量的新技术运用到了社会的各个领域当中,现如今的社会是高速发展的信息社会,社会中各个领域的发展都离不开信息技术的支持,而随着计算机技术及网络技术的应用,电子技术也应运而生,目前电子技术的应用范围也是极其广泛的,我国最早利用电子系统的时间短是在改革开放之后,那时候人们的生活水平就已经有了很大程度上的提高,而随着物质生活以及文化生活的提高,人们开始对电力能源重视起来,对电力的运行安全问题也是非常的关注,将电子技术应用在强电系统中可以推动我国电力系统的更新,对强电系统的发展也能够起到很好的促进作用。

1电子技术的优势及意义

1.1电子技术的优势

电子技术之所以能够在人类的生产生活中得到广泛的运用,这与它的优势是分不开的,电子技术的优势主要体现在以下几个方面:(1)全控化。由于传统的电器件都是属于半自动形式控制的,半自动控制的电器件一般其换相电路都要比传统的电器件复杂很多,而随着电子技术的引入,自关段器件的电路也得到了进一步的优化,从而更好地运用电子技术实现了全自动控制操作。(2)集成化。所谓的集成化主要是将所有的全控型电子器件利用数量较多的电子单元器件结合在一起,将其放在同一个基片上,这种集成化的处理方式与之前传统的电子器件分立的方式进行比较我们可以非常明显地看出,集成化的处理可以极大地缩短电器件运行的时间,除了这一点以外,高频化的优势也是集成化的一个优点,它可以提高电子器件的工作效率。(3)高效率。高效率化这一优势主要体现在了电子器件及变换技术上,主要是通过电子技术来降低导通的压降,使得最终电器件的效率有了极大的提高,之前在变换器的使用中,多数都是使用硬开关技术,现如今软开关技术的应用,对提高强电系统的运行效率也是起到了非常重要的作用。

1.2电子技术在强电系统中的意义

电子技术在强电系统中的应用可以有效地提高电力能源的应用效率,电子技术还可以提高强电系统运行的安全,能够实现对电力资源的优化配置,降低了电力企业的成本投入,提高了电力企业的经济效益。与此同时电子技术在强电系统中的应用还有效地促进了我国现代化的发展进程,随着高新技术的不断出现,越来越多的产业在投入生产之前都进行了电子技术的处理工作,这样做的目的也是为了进一步的保证电力系统的运行可以在网络技术的监管下进行,保障了电力系统的运行安全。

2电子技术在强电系统中的应用研究

2.1在发电系统中的应用

电子技术在发电系统中的应用主要是用来调节发电系统中的功率,在结构相对比较简单的静止励磁中,运用晶闸管整流可以提高静止励磁的可靠性,最重要的是所花费的资金成本也会得到降低,而在电力系统中,我们在控制水力和风力发电机的时候,对转子中的励磁电流产生的频率进行调整之后,可以提高水力和风力发电的功率。由于电力系统当中风机水泵所消耗的能量是非常大的,基本上占了整个系统的百分之七十,而且工作的效率还非常的低,针对这一情况,我们的研究人员在系统当中安装了变频调速,很好地解决了这一问题,但是从实际的情况来看,我国可以运用高压大容量的变频器系统还不是很多,所以对电力系统进行较为精准的控制暂时是不现实的。

2.2电子技术在输电环节的广泛应用

在输电环节上,直流输电技术以及高压直流输电都选择了晶闸管变流装置,这一装置可以从根本上解决那些长距离、大容量输电系统的无功损耗问题。直流输电技术不仅稳定性好,其灵活程度也是最高的,其电容量也非常大,即便我国各个省市地区的地形地质特点不同,直流输电技术也能够在不同的地质地貌条件下远程的进行输电作业。在输电环节中,电力能源会在输送的过程当中出现巨大的损耗,打个比方说,如果想要从一个城市输送电能到另一个城市,如果输送的距离较长的话,那么就会有30%~40%的电能在传输的过程当中被损耗掉了,最终输送到的电能可能都不到一半。而自从电子技术的出现就很好地解决了这一问题,不管输送电能的距离有多远,最终输送到的电能都可以保证在90%以上,将电能的输送损耗降到了最低。这也是为什么电子技术在输电环节如此受欢迎的原因之一。

3结语

电子技术在强电系统中的应用,降低了电力能源在传输过程当中出现的损耗,有效地提高了电力能源的利用效率,使得企业的生产效率得到了提高,除此之外,我们还发现,电子技术在强电系统中的应用也是当前信息化社会发展的一个整体趋势,因此在新时代下,我们的研究人员要不断地加强对电子技术的研究,电子技术在强电系统中运用所出现的一些问题也就可以得到及时的解决,也能够进一步的推动我国电力事业的可持续发展。

作者:陈坤 宁宇 刘柏霖 单位:沈阳理工大学自动化与电气学院 沈阳理工大学信息科学与工程学院

参考文献:

[1]姜放,王志强,李国锋.三相线电流平衡化补偿方法[A].2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C].2011.

[2]游广增.电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法[A].2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C].2010.

[3]梁喆,欧阳名三.基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究[A].第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C].2006.

电子技术发展论文范文第14篇

关键词:电子技术;强电系统;分析;探讨

0 前言

在我国国民经济飞速发展的大环境下,电子技术也有了极大的发展。与此同时,电子技术的发展让大量的新技术运用到了社会的各个领域当中,现如今的社会是高速发展的信息社会,社会中各个领域的发展都离不开信息技术的支持,而随着计算机技术及网络技术的应用,电子技术也应运而生,目前电子技术的应用范围也是极其广泛的,我国最早利用电子系统的时间短是在改革开放之后,那时候人们的生活水平就已经有了很大程度上的提高,而随着物质生活以及文化生活的提高,人们开始对电力能源重视起来,对电力的运行安全问题也是非常的关注,将电子技术应用在强电系统中可以推动我国电力系统的更新,对强电系统的发展也能够起到很好的促进作用。

1 电子技术的优势及意义

1.1 电子技术的优势

电子技术之所以能够在人类的生产生活中得到广泛的运用,这与它的优势是分不开的,电子技术的优势主要体现在以下几个方面:

(1)全控化。由于传统的电器件都是属于半自动形式控制的,半自动控制的电器件一般其换相电路都要比传统的电器件复杂很多,而随着电子技术的引入,自关段器件的电路也得到了进一步的优化,从而更好地运用电子技术实现了全自动控制操作。

(2)集成化。所谓的集成化主要是将所有的全控型电子器件利用数量较多的电子单元器件结合在一起,将其放在同一个基片上,这种集成化的处理方式与之前传统的电子器件分立的方式进行比较我们可以非常明显地看出,集成化的处理可以极大地缩短电器件运行的时间,除了这一点以外,高频化的优势也是集成化的一个优点,它可以提高电子器件的工作效率。

(3)高效率。高效率化这一优势主要体现在了电子器件及变换技术上,主要是通过电子技术来降低导通的压降,使得最终电器件的效率有了极大的提高,之前在变换器的使用中,多数都是使用硬开关技术,现如今软开关技术的应用,对提高强电系统的运行效率也是起到了非常重要的作用。

1.2 电子技术在强电系统中的意义

电子技术在强电系统中的应用可以有效地提高电力能源的应用效率,电子技术还可以提高强电系统运行的安全,能够实现对电力资源的优化配置,降低了电力企业的成本投入,提高了电力企业的经济效益。与此同时电子技术在强电系统中的应用还有效地促进了我国现代化的发展进程,随着高新技术的不断出现,越来越多的产业在投入生产之前都进行了电子技术的处理工作,这样做的目的也是为了进一步的保证电力系统的运行可以在网络技术的监管下进行,保障了电力系统的运行安全。

2 电子技术在强电系统中的应用研究

2.1 在发电系统中的应用

电子技术在发电系统中的应用主要是用来调节发电系统中的功率,在结构相对比较简单的静止励磁中,运用晶闸管整流可以提高静止励磁的可靠性,最重要的是所花费的资金成本也会得到降低,而在电力系统中,我们在控制水力和风力发电机的时候,对转子中的励磁电流产生的频率进行调整之后,可以提高水力和风力发电的功率。由于电力系统当中风机水泵所消耗的能量是非常大的,基本上占了整个系统的百分之七十,而且工作的效率还非常的低,针对这一情况,我们的研究人员在系统当中安装了变频调速,很好地解决了这一问题,但是从实际的情况来看,我国可以运用高压大容量的变频器系统还不是很多,所以对电力系统进行较为精准的控制暂时是不现实的。

2.2 电子技术在输电环节的广泛应用

在输电环节上,直流输电技术以及高压直流输电都选择了晶闸管变流装置,这一装置可以从根本上解决那些长距离、大容量输电系统的无功损耗问题。直流输电技术不仅稳定性好,其灵活程度也是最高的,其电容量也非常大,即便我国各个省市地区的地形地质特点不同,直流输电技术也能够在不同的地质地貌条件下远程的进行输电作业。在输电环节中,电力能源会在输送的过程当中出现巨大的损耗,打个比方说,如果想要从一个城市输送电能到另一个城市,如果输送的距离较长的话,那么就会有30% ~ 40%的电能在传输的过程当中被损耗掉了,最终输送到的电能可能都不到一半。而自从电子技术的出现就很好地解决了这一问题,不管输送电能的距离有多远,最终输送到的电能都可以保证在90%以上,将电能的输送损耗降到了最低。这也是为什么电子技术在输电环节如此受欢迎的原因之一。

3 结语

电子技术在强电系统中的应用,降低了电力能源在传输过程当中出现的损耗,有效地提高了电力能源的利用效率,使得企业的生产效率得到了提高,除此之外,我们还发现,电子技术在强电系统中的应用也是当前信息化社会发展的一个整体趋势,因此在新时代下,我们的研究人员要不断地加强对电子技术的研究,电子技术在强电系统中运用所出现的一些问题也就可以得到及时的解决,也能够进一步的推动我国电力事业的可持续发展。

参考文献:

[1] 姜放,王志强,李国锋.三相线电流平衡化补偿方法

[A]. 2011年通信与信息技术新进展――第八届中国通信学会学术年会论文集[C]. 2011.

[2] 游广增.电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法

[A]. 2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)

[C]. 2010.

[3] 梁矗欧阳名三.基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究[A].第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C]. 2006.

[4] 揭林玲,唐昆明,张太勤,周小平.基于暂态特征信号综合判据的小电流接地选线装置的研制[A]. 2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C]. 2008.

[5] 任士焱,李国玉.一种实用的混合有源电力滤波器输出电压特性分析[A].第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C]. 2008.

作者简介:陈坤(1995―),男,辽宁庄河人,沈阳理工大学学生。

电子技术发展论文范文第15篇

我国国民经济的不断发展使得我国的电力系统建设获得了长足的进展,尤其是电子技术的引入,促进了我国电力系统的进一步深化,在工业化时代,强电系统已然成为了我国电力系统发展中不可替代的一个重要的组成部分,因此本文主要从电子技术在强电系统当中的作用进行深入的分析和探讨。

关键词:

电子技术;强电系统;分析;探讨

前言

在我国国名经济飞速发展的大环境下,电子技术也有了极大的发展,与此同时,电子技术的发展让大量的新技术运用到了社会的各个领域当中,现如今的社会是高速发达的信息社会,社会中各个领域的发展都离不开信息技术的支持,而随着计算机技术及网络技术的应用,电子技术也应运而生,目前电子技术的应用范围也是极其广泛的,我国最早利用电子系统的时间短是在改革开放之后,那时候人们的生活水平就已经有了很大程度上的提高,而随着物质生活以及文化生活的提高,人们开始对电力能源重视起来,对电力的运行安全问题也是非常的关注,将电子技术应用在强电系统中可以推动我国电力系统的更新,对强电系统的发展也能够起到很好的促进作用。

1.电子技术的优势及意义

1.1电子技术的优势

电子技术之所以能够在人类的生产生活中得到广泛的运用,这与它的优势是分不开的,电子技术的优势主要体现在以下几个方面:

(1)全控化

由于传统的电器件都是属于半自动形式控制的,半自动控制的电器件一般其换相电路都要比传统的电器件复杂很多,而随着电子技术的引入,自关段器件的电路也得到了进一步的优化,从而更好的运用电子技术实现了全自动控制操作。

(2)集成化

所谓的集成化主要是将所有的全控型电子器件利用数量较多的电子单元器件结合在一起,将其放在同一个基片上,这种集成化的处理方式与之前传统的电子器件分立的方式进行比较我们可以非常明显的的看出,集成化的处理可以极大的缩短电器件运行的时间,除了这一点以外,高频化的优势也是集成化的一个优点,它可以提高电子器件的工作效率。

(3)高效率

高效率化这一优势主要体现在了电子器件及变换技术上,主要是通过电子技术来降低导通的压降,使得最终电器件的效率有了极大的提高,之前在变换器的使用中,多数都是使用硬开关技术,现如今软开关技术的应用,对提高强电系统的运行效率也是起到了非常重要的作用。

1.2电子技术在强电系统中的意义

电子技术在强电系统中的应用可以有效的提高电力能源的应用效率,电子技术还可以提高强电系统运行的安全,能够实现对电力资源的优化配置,降低了电力企业的成本投入,提高了电力企业的经济效益。与此同时电子技术在强电系统中的应用还有效的促进了我国现代化的发展进程,随着高新技术的不断出现,越来越多的产业在投入生产之前都进行了电子技术的处理工作,这样做的目的也是为了进一步的保证电力系统的运行可以在网络技术的监管下进行,保障了电力系统的运行安全。

2.电子技术在强电系统中的应用研究

(1)在发电系统中的应用

电子技术在发电系统中的应用主要是用来调节发电系统中的功率,在结构相对比较简单的静止励磁中,运用晶闸管整流可以提高静止励磁的可靠性,最重要的是所花费的资金成本也会得到降低,而在电力系统中,我们在控制水力和风力发电机的时候,对转子中的励磁电流产生的频率进行调整之后,可以提高水力和风力发电的功率。由于电力系统当中风机水泵所消耗的能量是非常大的,基本上占了整个系统的百分之七十,而且工作的效率还非常的低,针对这一情况,我们的研究人员在系统当中安装了变频调速,很好的解决了这一问题,但是从实际的情况来看,我国可以运用高压大容量的变频器系统还不是很多,所以对电力系统进行较为精准的控制暂时是不现实的。

(2)电子技术在输电环节的广泛应用

在输电环节上,直流输电技术以及高压直流输电都选择了晶闸管变流装置,这一装置可以从根本上解决那些长距离、大容量输电系统的无功损耗问题。直流输电技术不仅稳定性好,其灵活程度也是最高的,其电容量也非常大,即便我国各个省市地区的地形地质特点不同,直流输电技术也能够在不同的地质地貌条件下远程的进行输电作业。在输电环节中,电力能源会在输送的过程当中出现巨大的损耗,打个比方说,如果想要从一个城市输送电能到另一个城市,如果输送的距离较长的话,那么就会有百分之三十——四十的电能在传输的过程当中被损耗掉了,最终输送到的电能可能都不到一半。而自从电子技术的出现就很好的解决了这一问题,不管输送电能的距离有多远,最终输送到的电能都可以保证在百分之九十以上,将电能的输送损耗降到了最低。这也是为什么电子技术在输电环节如此受欢迎的原因之一。

3.结语

电子技术在强电系统中的应用,降低了电力能源在传输过程当中出现的损耗,有效的提高了电力能源的利用效率,使得企业的生产效率得到了提高,除此之外,我们还发现,电子技术在强电系统中的应用也是当前信息化社会发展的一个整体趋势,因此在新时代下,我们的研究人员要不断的加强对电子技术的研究,电子技术在强电系统中运用所出现的一些问题也就可以得到及时的解决,也能够进一步的推动我国电力事业的可持续发展。

作者:李洪章 白月 于苹 单位:哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司 中国石油天然气管道局天津设计院

参考文献:

[1]姜放,王志强,李国锋.三相线电流平衡化补偿方法[A].2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C].2011年

[2]游广增.电力电容器的谐波分析及一种谐波抑制方法[A].2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C].2010年

[3]梁喆,欧阳名三.基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究[A].第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C].2006年