电子技术基础重点介绍

  新闻资讯     |      2023-12-19 10:22

  电子技术基础重点介绍电子技术研究的是电子器件及其电子器件组成的电路的应用。半导体器件是组成各类分立、集成电子电路最大体的元器件。随着电子技术的飞速发展,各类新型半导体器件层出不穷。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处置问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处置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,其发展前后经历了整流器时期开云电竞、逆变器时期和变频器时期,并增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期。

  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,所以节电就可以够减少对环境的污染;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IEC55五、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,乃至出现缺角和畸变。20世纪末,各类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式。这些为2l世纪批量生产各类绿色开关电源产品奠定了基础。

  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,致使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缘。MOSFET和IGBT的接踵问世,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年末,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的境界,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,使其性能加倍完善靠得住,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。

  在传统功率电子技术中,控制部份是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完尽是成立在模拟电路基础上的。可是,此刻数字式信号、数字电路显得愈来愈重要,数字信号处置技术日趋完善成熟,显示出愈来愈多的长处:便于计算机处置控制、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讲,模拟技术仍是有效的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题和功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,可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。

  电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速,应用最普遍,成为近代科学技术发展的一个重要标志。在十八世纪末和十九世纪初的这个时期,由于生产发展的需要,在电磁现象方面的研究工作发展得很快。1895 年,荷兰物理学家亨得里克·安置·洛伦兹假定了电子存在。1897年,英国物理学家汤姆逊用实验找出了电子。1904年,英国人 发明了最简单的二极管(diode或 valve),用于检测微弱的无线 年, 在二极管中安上了第三个电极发明了具有放大作用的三极管,这是电子学初期历史中最重要的里程碑。1948 年美国贝尔实验室的几位研究人员发明晶体管。1958 年集成电路的第一个样品见诸于世。集成电路的出现和应用,标志着电子技术发展到了一个新的阶段。

  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,吸引了国内外一大量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,一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。

  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。为了极大发挥各类功率器件的特性,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。

  科技的日新月异,使得电子技术的普遍应用和快速发展成了可能。电子技术在以后的日子,有其普遍的发展前景。

  电子技术的智能化,是电子技术具有类似人的智能,可以依据必然的程序,进行有效的判断并能做出决定。随着模糊控制、纳米技术等人工智能技术的快速发展和推行,电子技术产品的智能化将成为主要特性;智能化的发展使得电子技术可以加倍的人性化。人性化是电子技术的一个特性,人是电子技术产品的利用者,所以给予电子技术需要知足人性化的需求。因此,电子技术产品不仅要具有最优性能,还要增强人们对色彩、造型、舒适度等方面的研究,知足人们对电子技术产品人性化需求。

  综上所述,新技术的快速发展,使电子技术在不断的发展,这也致使电子技术在人们生活中更多的应用,知足人们的需求,也增进社会建设和经济发展。可以断言,电子技术必将成为信息产业与传统产业之间的重要环节和桥梁,也必将为大幅度节省、降低材料损耗、提高生产效率、加速经济发展提供重要的技术支撑。

  电子系统集成系统,应该包括有电子子系统和电力应用系统两个部份。其中,电力电子系统的集成在于成立一系列的标准芯片或是模块,通过集成知足用户需要的智能化应用系统。通过电子技术的集成,使得电子技术产品结构优化,性能达到最大化。

  随着网络成为人们日常生活中超级普及的一种工具,远程控制和监控技术取得迅速发展,从而使电子技术也顺应网络化的发展趋势,网络化特性加倍的明显。

  在电力电子技术的应用及各类电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路超级庞大而笨重,若是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、降低本钱。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,更是各类大功率开关电源(逆变焊机、通信电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。

  大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,可是大约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成直流电,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,那时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮。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。

  导语:电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术,二十世纪发展最迅速,应用最普遍,成为近代科学技术发展的一个重要标志。以下是为大家整理的电子技术基础重点,希望能够帮忙大家!

电子技术基础重点介绍(图1)

  电子技术是按照电子学的原理,运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog 电子技术和 Digital 电子技术。电子技术是对电子信号进行处置的技术,处置的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。

  七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频调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成0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代开云电竞,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)成为那时电力电子Biblioteka Baidu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。

  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。咱们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七元,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)。最近几年,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,组成了“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开云电竞。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响越发严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的靠得住性,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,使元器件之间再也不有传统的引线连接,这样的模块通过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境界。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置器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就组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利用方便,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,从而把器件经受的电应力降至最低,提高系统的靠得住性。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靠得住性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块一路分担负载电流,一旦其中某个模块失效,模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量开云电竞, 在有限的器件容量的情况下知足了大电流输出的要求, 而且通过增加相对整个系统来讲功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统靠得住性,即便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。

  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。所以当咱们把频率从工频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,仍是通信电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。一样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各类直流电源也可以按照这一原理进行改造, 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慢慢提高,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,更可表现技术含量的价值。