時(shí)間:2023-03-20 16:27:22
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇電子技術(shù)發(fā)展論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1)實(shí)時(shí)性??焖俜磻?yīng)并不是實(shí)時(shí)性的核心內(nèi)涵,快速性僅是系統(tǒng)實(shí)時(shí)能力的表現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)不能滿足實(shí)時(shí)性要求時(shí),必須提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度,而運(yùn)行速度的提高會(huì)帶來系統(tǒng)功耗加大、電磁兼容性下降等負(fù)面效應(yīng)。因而在設(shè)計(jì)具體的控制系統(tǒng)時(shí),在保證能滿足實(shí)時(shí)性要求的條件下,應(yīng)使系統(tǒng)的運(yùn)行速度降到最低,以滿足系統(tǒng)在功耗、可靠性和電磁兼容性等方面獲得最佳的綜合品質(zhì)。
2)安全性。安全性是指產(chǎn)品防止、減少故障和事故的性能。硬件的耐高低溫、耐電擊、耐火花、阻燃等從原材料制作工藝到檢測(cè)包裝儲(chǔ)運(yùn),有效的質(zhì)量控制是關(guān)鍵;軟件漏洞的隱患與后果,如功能的缺失、安全威脅與客戶抱怨等,有一種名為“組策略”的手段提供對(duì)微處理器進(jìn)行更改注冊(cè)表來實(shí)現(xiàn)軟件的安全。對(duì)車輛電子控制安全造成的威脅,可分成局部物理、遠(yuǎn)程和內(nèi)部電子3大類。①局部物理性威脅。通過物理性地接入傳動(dòng)系統(tǒng)CAN網(wǎng)絡(luò)并破壞通信,這種入侵式的攻擊極易破壞汽車關(guān)鍵功能。其對(duì)策是在一個(gè)或多個(gè)ECU內(nèi)部的某處存儲(chǔ)著隱秘的私有密鑰,用于受保護(hù)的通信通道,提供局部數(shù)據(jù)的保護(hù)服務(wù),汽車算法、多媒體內(nèi)容和保密資料都需要私鑰存儲(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù),抵擋凌厲的入侵和攻擊。②遠(yuǎn)程威脅。黑客通過偵測(cè)汽車的遠(yuǎn)距離無線接口尋找網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和程序中的軟肋,以找到內(nèi)部各電子系統(tǒng)中的路徑。與數(shù)據(jù)中心不同,汽車不可能擁有完整的IDS、IPS、防火墻和UTM,防衛(wèi)機(jī)制的客觀缺失需依靠汽車的關(guān)鍵系統(tǒng)必須與非關(guān)鍵的ECU完全隔離開,以確保駕駛安全。③內(nèi)部電子威脅。雖然物理網(wǎng)絡(luò)隔離是理想的方案,但接觸點(diǎn)和干擾總是難以避免,安全標(biāo)準(zhǔn)有極大差異的系統(tǒng)間通信的干擾會(huì)很敏感。業(yè)界又出現(xiàn)強(qiáng)烈的設(shè)計(jì)整合趨勢(shì),使用更強(qiáng)大的多內(nèi)核微處理器來實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的控制,從而將許多ECU變?yōu)樘摂M的ECU,這將增加源于軟件的威脅風(fēng)險(xiǎn),從而導(dǎo)致操作系統(tǒng)缺陷、對(duì)密碼系統(tǒng)的旁路攻擊以及拒絕服務(wù)等。因而,關(guān)鍵和非關(guān)鍵的系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)之間的接口必須在最高管理層面進(jìn)行論證和窮盡分析,并按ISO15408等評(píng)估安保等級(jí)(EAL)6+的最高等級(jí)安保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證,確認(rèn)缺陷無虞。
3)可靠性??煽啃允侵府a(chǎn)品的平均無故障運(yùn)行時(shí)間(MTBF)。為確保可靠性,在汽車電子電路上實(shí)施冗余設(shè)計(jì),元器件應(yīng)選用汽車級(jí)。高可靠性軟件及安全工程實(shí)施原則(PHASE)協(xié)議支持最大限度地簡化復(fù)雜性、軟件組件架構(gòu)、最低權(quán)限原則、安全軟件和系統(tǒng)開發(fā)過程。
4)環(huán)保性。產(chǎn)品符合國家相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定,包括產(chǎn)品是否含有毒、有害原材料,芯片是否含鉛、鎘,EMC輻射是否超標(biāo),須有嚴(yán)格的檢測(cè)和認(rèn)證。必須認(rèn)識(shí)到切實(shí)實(shí)施ISO/TS16949和ISO14001僅是一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。
2我國汽車電子產(chǎn)業(yè)概況
市場(chǎng)化的經(jīng)濟(jì)體制帶來了高效的資源配置,我國汽車電子產(chǎn)業(yè)在這10年間有了飛速的發(fā)展。在汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的直接推動(dòng)下,2012年我國汽車電子市場(chǎng)規(guī)模已逾2500億元,連續(xù)7年增長率超過30%。其原因除市場(chǎng)需求迅猛發(fā)展外,還有國家政策帶動(dòng)、國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和地區(qū)競爭的促進(jìn)。但由于基礎(chǔ)研發(fā)工作薄弱,掌握的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)匱乏,產(chǎn)品在技術(shù)上還依附于國外,核心技術(shù)仍受制于人,至今沒有世界知名的汽車電子產(chǎn)品品牌和供應(yīng)商。石油資源日趨緊缺,人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)在不斷增強(qiáng)。國際上對(duì)汽車排放出臺(tái)了一系列嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),加上人們對(duì)汽車的安全性、舒適性和使用壽命的要求越來越高,汽車電子也越來越復(fù)雜,進(jìn)入汽車電子零部件行業(yè)的門檻就越來越高。我國汽車電子產(chǎn)業(yè)雖實(shí)現(xiàn)了持續(xù)快速發(fā)展,產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平、規(guī)模、機(jī)構(gòu)都得到了大幅度的提升,但這產(chǎn)業(yè)鏈中的成就僅局限于加工制造。硬件方面,元器件集成芯片幾乎全從國外公司購買;軟件方面,從開發(fā)工具到核心軟件全由國外公司提供;生產(chǎn)方面,從貼片到出廠,從生產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備到技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),也依循國外企業(yè)?,F(xiàn)狀是久負(fù)盛名的跨國芯片巨頭能針對(duì)特定的應(yīng)用提供專用芯片及解決方案,使汽車電子產(chǎn)品開發(fā)周期縮短,質(zhì)量有保障,成本較低。這樣更使我國目前幾乎所有汽車電子單元全是由芯片廠商提供設(shè)計(jì),而我們只是二次開發(fā)。微電子行業(yè)基礎(chǔ)核心技術(shù)的薄弱是決定我國汽車電子產(chǎn)業(yè)在總體上受制于國際跨國公司的根本原因,必須徹底改變。
3汽車電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
1)總線化和中央電子控制單元向汽車電子的整體化、系統(tǒng)化邁出了革新的一步。各電子控制單元通過總線進(jìn)行通信,傳輸當(dāng)前狀態(tài)的信息,接受中央控制單元的指令并執(zhí)行特定的功能,使車輛行駛功能控制達(dá)到最佳水平??偩€化還使汽車制造核心技術(shù)由硬件逐漸向軟件過渡,由諳熟全程制造技術(shù)和掌握汽車各系統(tǒng)、各零部件原理功能的龍頭企業(yè)執(zhí)掌制定切實(shí)可用通信協(xié)議的主動(dòng)權(quán)。這就導(dǎo)致技術(shù)實(shí)力弱勢(shì)的中小企業(yè)只得依附強(qiáng)勢(shì)的大公司,促使行業(yè)兼并。
2)模塊化。電子技術(shù)和多領(lǐng)域高新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成化汽車零部件產(chǎn)品的構(gòu)成,便于國際化采購和整車廠組裝。模塊化就是根據(jù)需求定制,完成所需的功能,以標(biāo)準(zhǔn)模塊的規(guī)格作大集成化的封裝,提高功效和可靠性,也簡化配套和整車制造工藝,有利于產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制。結(jié)果將會(huì)使現(xiàn)在處于領(lǐng)先地位的行業(yè)寡頭逐漸成為系統(tǒng)集成商,電子零部件企業(yè)承擔(dān)的產(chǎn)品工作量越來越大,汽車零部件產(chǎn)業(yè)在汽車工業(yè)中的作用和地位更顯重要。
3)智能化。微控制器大量進(jìn)入汽車電子各系統(tǒng),帶來控制技術(shù)智能水平提高,性能更優(yōu)越,控制成本更低。
4)規(guī)范化和高配普及化。新的汽車電子技術(shù)不斷涌現(xiàn)、不斷進(jìn)步,但有些電子控制技術(shù)在汽車上實(shí)施還需歷經(jīng)一段時(shí)間,才能在標(biāo)準(zhǔn)配置上被確認(rèn)。例如,輪胎智能壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)與ABS、安全氣囊并稱為汽車3大安全系統(tǒng)。但目前,僅在奧迪A8、寶馬7系/5系、奔馳S/E系列等高端車型中作為標(biāo)準(zhǔn)配置。在高度重視汽車安全性的當(dāng)下,輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必然很快會(huì)成為所有汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。就如同ABS從出現(xiàn)到普及一樣,需要一個(gè)過程。
5)重視傳感器的研發(fā)。汽車電子技術(shù)的應(yīng)用中無處不在的傳感器,在控制技術(shù)環(huán)節(jié)里作用至關(guān)重要,應(yīng)受到充分的重視。我國在傳感器技術(shù)的演進(jìn)發(fā)展和實(shí)踐中雖已有一定基礎(chǔ)性的成果,但因投入的研發(fā)資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,也顯得十分薄弱。必須與汽車電子的研發(fā)齊頭并進(jìn)才能相得益彰。期望在“十二五”計(jì)劃期間,我國傳感器技術(shù)及產(chǎn)業(yè)迎頭趕上。
6)“云控制”技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息融合技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了云時(shí)代。“云控制”技術(shù)由以往的局部信息處理到信息共享到現(xiàn)代的信息融合,已經(jīng)完全突破了汽車“傳感器-避開障礙-目標(biāo)-方向盤”的傳統(tǒng)固有模式,使實(shí)現(xiàn)“目標(biāo)-方向盤”的自動(dòng)駕駛成為可能?!霸岂{駛”將大大提高識(shí)別道路行駛目標(biāo)的效能,同時(shí)降低燃油耗費(fèi),將使駕駛由低事故向高可靠轉(zhuǎn)變。
許多國家都在努力開發(fā)大容量器件,國外已生產(chǎn)6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的新型器件,已有1000A/4500V的樣品問世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基礎(chǔ)上采用緩沖層和透明發(fā)射極,它開通時(shí)相當(dāng)于晶閘管,關(guān)斷時(shí)相當(dāng)于晶體管,從而有效地協(xié)調(diào)了通態(tài)電壓和阻斷電壓的矛盾,工作頻率可達(dá)幾千赫茲[2][3]。瑞士ABB公司已經(jīng)推出的IGCT可達(dá)4500一6000V,3000一3500A。MCT因進(jìn)展不大而引退而IGCT的發(fā)展使其在電力電子器件的新格局中占有重要的地位。與發(fā)達(dá)國家相比,我國在器件制造方面比在應(yīng)用方面有更大的差距。高功率溝柵結(jié)構(gòu)IGBT模塊、IEGT、MOS門控晶閘管、高壓砷化稼高頻整流二極管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在國外有了最新發(fā)展。可以相信,采用GaAs、SiC等新型半導(dǎo)體材料制成功率器件,實(shí)現(xiàn)人們對(duì)“理想器件”的追求,將是21世紀(jì)電力電子器件發(fā)展的主要趨勢(shì)。
高可靠性的電力電子積木(PEBB)和集成電力電子模塊(IPEM)是近期美國電力電子技術(shù)發(fā)展新熱點(diǎn)。GTO和IGCT,IGCT和高壓IGBT等電力電子新器件之間的激烈競爭,必將為21世紀(jì)世界電力電子新技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
二、變頻技術(shù)的發(fā)展過程
變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。電力電子器件的更新促使電力變換
技術(shù)的不斷發(fā)展。起初,變頻技術(shù)只局限于變頻不能變壓。20世紀(jì)70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀(jì)80年代,作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,如:調(diào)制波縱向分割法、同相位載波PWM技術(shù)、移相載波PWM技術(shù)、載波調(diào)制波同時(shí)移相PWM技術(shù)等。
VVVF變頻器的控制相對(duì)簡單,機(jī)械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時(shí),由于輸出電壓較小,受定子電阻壓降的影響比較顯著,故造成輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。
矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過三相——二相變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Iml、Itl,然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。
直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)化成等效直流電動(dòng)機(jī),因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算;它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,也不需要為解耦而簡化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流回路需要大的儲(chǔ)能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此,矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。
三、變頻技術(shù)與家用電器
20世紀(jì)70年代,家用電器開始逐步變頻化,出現(xiàn)了電磁烹任器、變頻照明器具、變頻空調(diào)、變頻微波爐、變頻電冰箱、IH(感應(yīng)加熱)飯堡、變頻洗衣機(jī)等[4]。
20世紀(jì)末期期,家用電器則依托變頻技術(shù),主要瞄準(zhǔn)高功能和省電。
首先是電冰箱,由于它處于全天工作,采用變頻制冷后,壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)行狀態(tài),可以徹底消除因壓縮機(jī)起動(dòng)引的噪聲,節(jié)能效果更加明顯。其次,空調(diào)器使用變頻后,擴(kuò)大了壓縮機(jī)的工作范圍,不需要壓縮機(jī)在斷續(xù)狀態(tài)下運(yùn)行就可實(shí)現(xiàn)冷、暖控制,達(dá)到降低電力消耗,消除由于溫度變動(dòng)而引起的不適感。近年來,新式的變頻冷藏庫不但耗電量減少、實(shí)現(xiàn)靜音化,而且利用高速運(yùn)行能實(shí)現(xiàn)快速冷凍。
在洗衣機(jī)方面,過去使用變頻實(shí)現(xiàn)可變速控制,提高洗凈性能,新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外,還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內(nèi)容;電磁烹任器利用高頻感應(yīng)加熱使鍋?zhàn)又苯影l(fā)熱,沒有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?因此不但安全,還大幅度提高加熱效率,其工作頻率高于聽覺之上,從而消除了飯鍋振動(dòng)引起的噪聲。
四、電力電子裝置帶來的危害及對(duì)策
電力電子裝置中的相控整流和不可控二極管整流使輸入電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變,不但大大降低了系統(tǒng)的功率因數(shù),還引起了嚴(yán)重的諧波污染。
另外,硬件電路中電壓和電流的急劇變化,使得電力電子器件承受很大的電應(yīng)力,并給周圍的電氣設(shè)備及電波造成嚴(yán)重的電磁干擾(EM1),而且情況日趨嚴(yán)重。許多國家都已制定了限制諧波的國家標(biāo)準(zhǔn),國際電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)、國際電工委員會(huì)(IEC)和國際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)紛紛推出了自己的諧波標(biāo)準(zhǔn)。我國政府也制定了限制諧波的有關(guān)規(guī)定[5]。
(一)諧波與電磁干擾的對(duì)策
1、諧波抑制
為了抑制電力電子裝置產(chǎn)生的諧波,一種方法是進(jìn)行諧波補(bǔ)償,即設(shè)置諧波補(bǔ)償裝置,使輸入電流成為正弦波[3]。
傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置是采用IC調(diào)諧濾波器,它既可補(bǔ)償諧波,又可補(bǔ)償無功功率。其缺點(diǎn)是,補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響,易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,導(dǎo)致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波,效果也不夠理想。
電力電子器件普及應(yīng)用之后,運(yùn)用有源電力濾波器進(jìn)行諧波補(bǔ)償成為重要方向。其原理是,從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流,然后產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等極性相反的補(bǔ)償電流,從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。
大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術(shù):將多個(gè)方波疊加以消除次數(shù)較低的諧波,從而得到接近正弦的階梯波。重?cái)?shù)越多,波形越接近正弦,但電路結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。小容量變流器為了實(shí)現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù),一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱之為功率因數(shù)校正(PEC)。典型的電路有升壓型、降壓型、升降壓型等。
2、電磁干擾抑制
解決EMI的措施是克服開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)過大的電流上升率di/dt和電壓上升率du/dt,目前比較引入注目的是零電流開關(guān)(ZCS)和零電壓開關(guān)(ZVS)電路。方法是:
(1)開關(guān)器件上串聯(lián)電感,這樣可抑制開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)的di/dt,使器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了正關(guān)損耗;
(2)開關(guān)器件上并聯(lián)電容,當(dāng)器件關(guān)斷后抑制du/dt上升,器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了開關(guān)損耗;
(3)器件上反并聯(lián)二極管,在二極管導(dǎo)通期間,開關(guān)器件呈零電壓、零電流狀態(tài),此時(shí)驅(qū)動(dòng)器件導(dǎo)通或關(guān)斷能實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS動(dòng)作。
目前較常用的軟件開關(guān)技術(shù)有部分諧振PWM和無損耗緩沖電路。
(二)功率因數(shù)補(bǔ)償
早期的方法是采用同步調(diào)相機(jī),它是專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機(jī),利用過勵(lì)磁和欠勵(lì)磁分別發(fā)出不同大小的容性或感性無功功率。然而,由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī),噪聲和損耗都較大,運(yùn)行維護(hù)也復(fù)雜,響應(yīng)速度慢。因此,在很多情況下已無法適應(yīng)快速無功功率補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>
另一種方法是采用飽和電抗器的靜止無功補(bǔ)償裝置。它具有靜止型和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),但由于其鐵心需磁化到飽和狀態(tài),損耗和噪聲都很大,而且存在非線性電路的一些特殊問題,又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)載的不平衡,所以未能占據(jù)靜止無功補(bǔ)償裝置的主流。
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,使用SCR、GTO和IGBT等的靜止無功補(bǔ)償裝置得到了長足發(fā)展,其中以靜止無功發(fā)生器最為優(yōu)越。它具有調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且在采取多重化、多電平或PWM技術(shù)等措施后,可大大減少補(bǔ)償電流中諧波含量。更重要的是,靜止無功發(fā)生器使用的抗器和電容元件小,大大縮小裝置的體積和成本。靜止無功發(fā)生器代表著動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。
五、結(jié)束語
我們相信,電力電子技術(shù)將成為21世紀(jì)重要的支柱技術(shù)之一,變頻技術(shù)在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位,近年來在中壓變頻調(diào)速和電力牽引領(lǐng)域中的發(fā)展引人注目。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化及我國加人世界貿(mào)易組織,我國電力電子技術(shù)及變頻技術(shù)產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
參考文獻(xiàn):
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[3]王兆安黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源
高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源
大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。
國內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。
2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)??刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展,各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開開關(guān)電源技術(shù),通過開關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。
3.1高頻化
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。
3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。
3.4綠色化
電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。
現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn),現(xiàn)代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)下,由于功率器件性能的限制而使開關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性,使器件性能對(duì)開關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù),可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),從而可大大的提高工作頻率,提高開關(guān)電源工作效率,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開關(guān)電源。
總而言之,電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場(chǎng)需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng),并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。
參考文獻(xiàn)
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(3)葉治正,葉靖國:開關(guān)穩(wěn)壓電源。高等教育出版社,1998
1.1環(huán)境資源匱乏環(huán)境資源匱乏是限制我國電子信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問題,目前而言我國電子信息產(chǎn)業(yè)混亂,假冒偽劣、知識(shí)侵權(quán)現(xiàn)象猖獗,盜版產(chǎn)品走私販賣以及企業(yè)間的不良競爭的現(xiàn)象屢見不鮮,這些均嚴(yán)重危害了我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得我國電子信息技術(shù)研發(fā)緩慢,這在很大程度上降低了我國電子信息技術(shù)在國際市場(chǎng)的競爭力,遏制了我國電子信息技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。除了產(chǎn)業(yè)內(nèi)部環(huán)境存在很大問題,我國法律對(duì)電子信息技術(shù)的保護(hù)力量薄弱也是很大原因造成盜版猖獗的一個(gè)原因,因?yàn)槿狈ΡWo(hù)使得電子信息技術(shù)的科研成果很容易被不法分子竊取,科研工作者嘔心瀝血研究而得新技術(shù)在隨后的盜版中被大量侵占,很大程度上降低了科研工作者的信心,再加上國內(nèi)市場(chǎng)電子產(chǎn)品的走私、販賣現(xiàn)象猖獗,導(dǎo)致國內(nèi)電子信息技術(shù)開發(fā)企業(yè)缺乏競爭優(yōu)勢(shì)。所以缺乏有效嚴(yán)格的法律環(huán)境也是我國致使我國電子信息技術(shù)問題頻發(fā)的又一原因。
1.2電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)80年代的“863”計(jì)劃,經(jīng)過30多年的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大,但也因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)界限模糊,使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題凸顯,技術(shù)創(chuàng)新體系并不明顯,使得我國的電子產(chǎn)品不能與國外頂尖電子產(chǎn)品相提并論。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,投入產(chǎn)出差距明顯,使得我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力薄弱,所以只有改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),重構(gòu)科學(xué)合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),才能改變目前我國進(jìn)步緩慢的電子信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀。
1.3科研能力不足、從業(yè)人員素質(zhì)不高作為以技術(shù)為首要驅(qū)動(dòng)力的電子信息產(chǎn)業(yè),科研能力的強(qiáng)弱決定了技術(shù)進(jìn)步快慢,而產(chǎn)業(yè)內(nèi)從業(yè)人員的素質(zhì)又在很大程度上決定了技術(shù)創(chuàng)新能力的強(qiáng)弱。隨著我國教育普及程度的增加,不可否認(rèn)的是,我國信息技術(shù)方面的人才不少,可以說還在不斷增加中,各方面的技術(shù)人員也很完備,但是很多人才都是單一型,他們或許是某一方面可以登峰造極,但是卻缺乏其他方面的知識(shí)儲(chǔ)備,甚至可以說毫無了解?,F(xiàn)在社會(huì)越來越需要復(fù)合型人才,而我國電子信息產(chǎn)業(yè)方面更需要這方面的復(fù)合型人才,也正是因?yàn)槿瞬诺娜狈?,也?yán)重的制約了電子信息技術(shù)的創(chuàng)新,目前我國仍有許多技術(shù)需要購買國外的先進(jìn)專利,這種強(qiáng)依賴性,也是因?yàn)閺?fù)合型人才的嚴(yán)重欠缺。
2我國電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
人類進(jìn)步永無止境,技術(shù)發(fā)展更需分秒必爭,每天有無數(shù)的新型技術(shù)誕生,所以我國的電子信息技術(shù)更不能滿足現(xiàn)狀,更應(yīng)正確分析局勢(shì),不斷優(yōu)化和升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),逐步完善我國的電子信息技術(shù)。憑借高技術(shù)含量、高市場(chǎng)附加值、強(qiáng)大競爭力與明朗的市場(chǎng)前景,電子信息產(chǎn)業(yè)具有其他產(chǎn)業(yè)都無法比擬的優(yōu)勢(shì),所以電子信息產(chǎn)業(yè)是世界各國都大力爭奪的技術(shù)產(chǎn)業(yè),目前很多西方國家已經(jīng)將注意力集中與電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè),大量投入人力、物力、財(cái)力,旨在通過電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展帶動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展??傮w來說,我國的電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的總體態(tài)勢(shì)是:產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展的速度比較快,產(chǎn)業(yè)內(nèi)總體的經(jīng)濟(jì)效益比較好以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展后勁還是比較強(qiáng)的。綜上所訴,我國應(yīng)努力追趕世界潮流,加大對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)的投入,不斷完善電子信息產(chǎn)業(yè),未來我國電子信息技術(shù)將呈現(xiàn)出如下三方面的發(fā)展趨勢(shì):
2.1階梯化、多元化發(fā)展任何事情的發(fā)展都不是一蹴而就,而是一個(gè)不斷發(fā)展的過程,所以在未來我國電子信息技術(shù)的發(fā)展也必然呈現(xiàn)處階梯化、多元化的多元發(fā)展。目前,我國的電子信息技術(shù)遠(yuǎn)不如西方發(fā)達(dá)國家,他們憑借其雄厚的資金、技術(shù)以及品牌優(yōu)勢(shì),進(jìn)行有目標(biāo)地系統(tǒng)的研究、管理和銷售工作。前文已提到,我國電子信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)混亂,從業(yè)人員素質(zhì)不高,所以我國電子信息產(chǎn)業(yè)未來還有很長一段路要走,必須遵循階梯化網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展道路,首先需加大資金投入,加強(qiáng)立法保護(hù),不僅僅是急于復(fù)制他國的先進(jìn)產(chǎn)品,而是培養(yǎng)先進(jìn)技術(shù)人才,在學(xué)習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,師夷長技以制夷,一步步穩(wěn)扎穩(wěn)打,才能逐步加快電子信息技術(shù)的發(fā)展。目前,電子信息技術(shù)已滲入生活的各個(gè)領(lǐng)域,正逐步實(shí)現(xiàn)著與機(jī)械、能源、交通、建筑等其他技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,所以電子信息技術(shù)必然不能獨(dú)善其身,片面發(fā)展,只有將電子信息技術(shù)多元化發(fā)展,更多的應(yīng)用于實(shí)際生活,才能真正使電子信息產(chǎn)業(yè)做到為人類服務(wù)。
2.2個(gè)性化、規(guī)?;l(fā)展眾所周知,每個(gè)產(chǎn)品都具有顯著得到規(guī)模效應(yīng),電子產(chǎn)品當(dāng)然也不能例外。電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)很多是精密技術(shù)產(chǎn)業(yè),所以其生產(chǎn)規(guī)模才能得以生存和發(fā)展,否則很難在激烈的市場(chǎng)競爭中立足,很快就會(huì)被淘汰出局。我國電子信息技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模越來越大,很多大型跨國公司憑借其大規(guī)模的產(chǎn)量和嚴(yán)格的質(zhì)量控制,有效的利用了規(guī)模經(jīng)濟(jì),取得了很大的經(jīng)濟(jì)收益,所以規(guī)?;l(fā)展必然是未來電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)眼光越來越獨(dú)到,消費(fèi)者逐漸成為市場(chǎng)主導(dǎo),個(gè)性化消費(fèi)已經(jīng)成為必然趨勢(shì),再加上電子信息市場(chǎng)更新?lián)Q代速度驚人,人們對(duì)電子信息技術(shù)產(chǎn)品的需求日益呈現(xiàn)出多元化發(fā)展,所以如何在浩如煙海的電子信息市場(chǎng)獨(dú)占鰲頭,個(gè)性化必不可少。
2.3國際化、全球化發(fā)展電子信息技術(shù)的發(fā)展不是一國閉門造車的過程,而是國際性的發(fā)展過程,其采購、生產(chǎn)、加工、銷售都具有全球化的特征,很多技術(shù)不是僅靠一國之力便可完成,再加上我國電子信息技術(shù)起步晚,所以必須加強(qiáng)國際化交流,學(xué)習(xí)世界先進(jìn)技術(shù),才能遵循全球化發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展和信息網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展過程中,我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然要遵循國際化的發(fā)展趨勢(shì)。目前我國已經(jīng)有不少電子信息技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)開始走出國門,海爾、華為在世界已經(jīng)有了很大的知名度,但是依舊有很多電子產(chǎn)品走山寨、翻版的低端路線,所以加快電子信息技術(shù)國際化發(fā)展必然是未來發(fā)展趨勢(shì)。
近些年來,我國電子信息技術(shù)的發(fā)展速度很大程度上受到相關(guān)技術(shù)人員缺乏的限制。雖然國內(nèi)多數(shù)高校都開設(shè)有電子信息技術(shù)的相關(guān)課程,其專業(yè)人才的數(shù)量相對(duì)較為充足。然而在這些專業(yè)人才當(dāng)中,絕大部分屬于單一型人才,其所能完成的工作也僅僅局限在自己所學(xué)的或者所負(fù)責(zé)的方面,對(duì)于其他相關(guān)領(lǐng)域的涉足相對(duì)較少。由于單一型人才數(shù)量較多,復(fù)合型人才的數(shù)量相對(duì)較少,因而這就使得我國的電子信息技術(shù)的發(fā)展很大程度上受到這方面原因的制約。同時(shí),在我國電子信息技術(shù)的從業(yè)人員當(dāng)中,其能夠勝任高端技術(shù)的人才較為匱乏,很大程度上制約著我國電子信息技術(shù)的發(fā)展。
1.2環(huán)境資源缺乏
目前,電子信息技術(shù)的發(fā)展也在某種程度上受到環(huán)境資源的限制。一方面在我國電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中,存在著假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場(chǎng)、剽竊他人知識(shí)成果以及領(lǐng)域中企業(yè)惡性競爭等現(xiàn)象。這極大的消耗了我國電子信息技術(shù)的競爭力,不單單是企業(yè)在國內(nèi)中的競爭力,也極大的影響了我國電子信息技術(shù)領(lǐng)域在國際社會(huì)的競爭力。因而只有肅清電子信息技術(shù)產(chǎn)品領(lǐng)域中存在的不正當(dāng)現(xiàn)象,才能使得我國的電子信息技術(shù)得到較好的發(fā)展,提升我國電子信息領(lǐng)域在國際社會(huì)中的競爭力。
1.3電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理性欠缺
相對(duì)而言,我國的電子信息技術(shù)的起步時(shí)間相對(duì)較短,因而該領(lǐng)域中很多方面存在著不合理的情況,其中包括市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的合理性。目前在電子信息技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中,其各個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的設(shè)置存在著較大的不合理性,也在很大程度上制約著國內(nèi)電子信息技術(shù)的發(fā)展。因而只有將目前國內(nèi)電子信息技術(shù)領(lǐng)域中存在的不合理轉(zhuǎn)變?yōu)楹侠?,才能使得該領(lǐng)域獲得長久的發(fā)展??v觀國內(nèi)電子信息技術(shù)領(lǐng)域,其已經(jīng)具備了躋身世界前列的規(guī)模,然而其發(fā)展能力等其他方面與發(fā)達(dá)國家之間的差距相對(duì)較大。
2我國電子信息技術(shù)發(fā)展未來趨勢(shì)的展望
針對(duì)上述我國電子信息技術(shù)發(fā)展中存在問題的分析,結(jié)合筆者自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就我國電子信息技術(shù)發(fā)展的未來趨勢(shì)作出如下展望:
2.1全球化、層次化發(fā)展
在電子信息技術(shù)發(fā)展的過程中,需要國內(nèi)各個(gè)企業(yè)以及國家之間進(jìn)行合理的交流溝通,其中包括技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)備更新以及產(chǎn)品銷售等問題。在相對(duì)較為發(fā)達(dá)的地域,部分發(fā)展情況較為良好的企業(yè)憑借著自身較為優(yōu)秀的實(shí)力以及發(fā)展經(jīng)歷,對(duì)自身存在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化,最終形成合理的研發(fā)以及設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)。尤其是技術(shù)含量相對(duì)較高的產(chǎn)業(yè)一般都留在歐洲地區(qū),而技術(shù)含量較低的工作通常轉(zhuǎn)移到亞洲的部分國家進(jìn)行。而在我國,經(jīng)濟(jì)情況較為良好的地區(qū)通常將產(chǎn)業(yè)向著西部地區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。從此可以看出,電子信息技術(shù)的發(fā)展也將逐步呈現(xiàn)全球化以及層次化發(fā)展的趨勢(shì)。
2.2產(chǎn)業(yè)化、集群化的發(fā)展
在國內(nèi)如火如荼的經(jīng)濟(jì)發(fā)展浪潮當(dāng)中,具有一定聯(lián)系的產(chǎn)業(yè)通常會(huì)逐步演化為一個(gè)較大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈。然而對(duì)于電子信息技術(shù)領(lǐng)域而言,只有相關(guān)領(lǐng)域聯(lián)合成為一個(gè)整體之后,才能夠使得該領(lǐng)域獲得穩(wěn)步長久的發(fā)展。相對(duì)而言,我國的電子信息技術(shù)的起步時(shí)間相對(duì)較晚,目前其依舊處于發(fā)展的過程中。然而在此期間,形成產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展模式,完成集群化的發(fā)展路線,將會(huì)使得該領(lǐng)域的生存能力得以大幅度的提升,在遭遇巨大挑戰(zhàn)的過程中能夠擁有較強(qiáng)的抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力。
2.3多媒體、智能化的發(fā)展
隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電子信息技術(shù)也將向著多媒體以及智能化的方向發(fā)展。其中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)走向了多媒體的發(fā)展道路。這也就說明國內(nèi)的電子信息技術(shù)向著多媒體的方向發(fā)展。相對(duì)而言,在電子信息技術(shù)發(fā)展的過程中,多媒體技術(shù)也是其中較為重要的技術(shù)手段之一。
本文作者:藺坤哲工作單位:哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司
創(chuàng)業(yè)資金是創(chuàng)業(yè)成功的保證新技術(shù)的研究與開發(fā)需要很多的投資,資金的投資成為了科技型企業(yè)創(chuàng)業(yè)不可避免的直接支撐元素,新技術(shù)的研究與發(fā)展需要不斷加強(qiáng)電子科技企業(yè)的生存與發(fā)展的道路,就必須給予充分的資金保障作為后續(xù)支援,電子科技企業(yè)的生存與發(fā)展依靠良好的資金基礎(chǔ),尤其是電子科技企業(yè)的初期發(fā)展階段。創(chuàng)業(yè)者的綜合能力強(qiáng)傳統(tǒng)企業(yè)的經(jīng)營與管理只是要求企業(yè)經(jīng)營者具備管理能力與管理經(jīng)驗(yàn),然而科技企業(yè)的創(chuàng)業(yè)需要管理者具備管理、經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、知識(shí)等多種能力,這些能力必須集合于一身,可以融會(huì)貫通,不僅僅要在技術(shù)上擁有指導(dǎo)能力,還要在企業(yè)的發(fā)展運(yùn)營角度上具備戰(zhàn)略指導(dǎo)的能力。員工要具有較高的文化程度和素質(zhì)電子科技企業(yè)所需要的人才是多方面、多層次的,因?yàn)殡娮涌萍计髽I(yè)涉及到許多科學(xué)知識(shí)的運(yùn)用,綜合性強(qiáng),因此需要知識(shí)復(fù)合型的人才。與一般企業(yè)相比,電子科技企業(yè)中的人員素質(zhì)要求較高,不僅要求具有較高的文化水平,而且還需要具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神、風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和學(xué)習(xí)能力。在電子科技企業(yè)中最重要的是人才,創(chuàng)建電子科技企業(yè)可以沒有十分雄厚的資金,但必須擁有人才,有人才才能創(chuàng)造技術(shù),并可用知識(shí)換錢來發(fā)展企業(yè),所以說沒有一家成功的電子科技企業(yè)不重視人才的。
任何企業(yè)的創(chuàng)業(yè)都是一個(gè)復(fù)雜的創(chuàng)造性過程,就企業(yè)與環(huán)境的相互作用而言,電子科技企業(yè)所處外界環(huán)境的復(fù)雜多變尤其是技術(shù)進(jìn)步迅速使得企業(yè)創(chuàng)業(yè)總是處于不可控制、難于把握、不斷變動(dòng)的環(huán)境之中,深圳電子科技企業(yè)的創(chuàng)業(yè)可以歸結(jié)為創(chuàng)業(yè)者與環(huán)境間交互作用的結(jié)果。主要體現(xiàn)在企業(yè)與其外部環(huán)境在資源的需求與供給的有效匹配上,我們電子科技企業(yè)創(chuàng)業(yè)環(huán)境構(gòu)成的三個(gè)子環(huán)境構(gòu)建電子科技企業(yè)的創(chuàng)業(yè)環(huán)境體系并重點(diǎn)就技術(shù),資金,人才,政策法規(guī),社會(huì)文化等對(duì)深圳電子科技企業(yè)創(chuàng)業(yè)影響較大的方面進(jìn)行論述。技術(shù)環(huán)境。技術(shù)環(huán)境主體主要是企業(yè)構(gòu)成的技術(shù)研發(fā)環(huán)境和作為技術(shù)轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散主體的技術(shù)市場(chǎng)。電子成果的生產(chǎn)能力要轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力還有賴于技術(shù)轉(zhuǎn)移與擴(kuò)散,它決定了電子成果轉(zhuǎn)化的速度和效率。融資環(huán)境。上文中提到科技企業(yè)的發(fā)展主要依靠資本的支持,資本的支持對(duì)科技企業(yè)的發(fā)展帶來了全新的發(fā)展動(dòng)力,資本對(duì)于科技企業(yè)的創(chuàng)業(yè)來說是較為有效的支撐,對(duì)企業(yè)的運(yùn)營帶來了強(qiáng)有力的發(fā)展動(dòng)力。人才環(huán)境??萍计髽I(yè)的創(chuàng)業(yè)需要知識(shí)型人才、技術(shù)型人才、管理型人才、經(jīng)驗(yàn)型人才的綜合體,這些人才對(duì)于科技型企業(yè)所能帶來的作用是很大的,而且可以有效的推動(dòng)科技型企業(yè)的創(chuàng)業(yè)發(fā)展,讓科技型企業(yè)從無到有的走可持續(xù)發(fā)展道路。政策性與法規(guī)環(huán)境??萍夹蛣?chuàng)業(yè)企業(yè)發(fā)展會(huì)面臨許多法律法規(guī)問題,在這方面需要依賴于地方性的法律事務(wù)機(jī)構(gòu)以及法律委托機(jī)構(gòu),可以全權(quán)委托律師事務(wù)所去辦理相關(guān)法律性的問題,可以建立與地方政府的良好關(guān)系,幫助企業(yè)良好發(fā)展與運(yùn)營,提高在政策性上的了解,方便于企業(yè)可以詳細(xì)規(guī)劃下一步的發(fā)展計(jì)劃與戰(zhàn)略規(guī)劃。
科技型企業(yè)的創(chuàng)業(yè)環(huán)境中必須要與政府建立良好的關(guān)系,以確保政策的頒布與執(zhí)行可以第一時(shí)間獲得,而且可以向政府及時(shí)有效的反饋企業(yè)發(fā)展信息。文化環(huán)境。良好的社會(huì)文化氛圍是創(chuàng)業(yè)企業(yè)的靈魂。營造深入人心,因勢(shì)利導(dǎo)的文化環(huán)境可極大地促進(jìn)人們對(duì)創(chuàng)業(yè)的激情。對(duì)于企業(yè)創(chuàng)業(yè)來說,文化環(huán)境主要是創(chuàng)業(yè)文化,即指社會(huì)對(duì)創(chuàng)業(yè)行為和價(jià)值所持的認(rèn)同和倡導(dǎo)的態(tài)度以及由此形成的鼓勵(lì)、推崇創(chuàng)業(yè)的氛圍。制度環(huán)境其實(shí)與政策環(huán)境的注意事項(xiàng)不同,制度環(huán)境指的是企業(yè)本身的發(fā)展需要建立健全的制度,而政策發(fā)展指的是企業(yè)外部需要注意政府做出的哪些政策要求與發(fā)展規(guī)劃,政府在支持科技型企業(yè)的發(fā)展過程中會(huì)特別注意科技型企業(yè)本身的制度是否完善,這也是政府做出政策性要求和頒布措施中的一個(gè)重要參考依據(jù),因此企業(yè)在發(fā)展過程中必須要加強(qiáng)自身的制度發(fā)展,不斷改善制度發(fā)展的不足和缺點(diǎn),完善制度中的漏洞,科技型企業(yè)管理者要主動(dòng)了解企業(yè)內(nèi)部存在的不足,認(rèn)真分析企業(yè)的發(fā)展動(dòng)力和內(nèi)部員工的發(fā)展認(rèn)識(shí)能力,積極的了解企業(yè)經(jīng)營管理本身存在的問題和缺點(diǎn),將技術(shù)人員的管理與經(jīng)驗(yàn)型員工的管理分開,并且保證企業(yè)內(nèi)部的勞動(dòng)力資源處于充沛階段,而且對(duì)于開發(fā)市場(chǎng)也要有一定的深入了解,可以把握市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律。
二、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的融合
1.電氣自動(dòng)化在電氣工程繼電保護(hù)裝置中的應(yīng)用繼電保護(hù)裝置相當(dāng)于電氣工程中的報(bào)警裝置,當(dāng)電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)突發(fā)狀況時(shí),繼電保護(hù)裝置會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信號(hào),并將線路進(jìn)行切斷。而在繼電裝置中融入電氣自動(dòng)化技術(shù),可對(duì)電氣工程中的線路運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并予以遠(yuǎn)程控制,以便及時(shí)對(duì)電氣工程中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),有效解決繼電裝置中反應(yīng)不及時(shí)或誤跳情況。另外,繼電自動(dòng)裝置保護(hù)還能對(duì)電氣工程中的所有線路及設(shè)備進(jìn)行異常檢測(cè),如檢測(cè)到異常情況,繼電自動(dòng)裝置會(huì)根據(jù)異常情況自動(dòng)啟動(dòng)保護(hù)措施,有效的減少故障發(fā)生概率,提高了電氣工程運(yùn)行穩(wěn)定性。電氣自動(dòng)化在電氣工程變電站中的應(yīng)用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)充分運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),將計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及通信技術(shù)進(jìn)行緊密融合,并通過依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合系統(tǒng)監(jiān)控,并根據(jù)電氣工程實(shí)際運(yùn)行情況,將自動(dòng)化裝置、機(jī)電保護(hù)裝置、信號(hào)管理系統(tǒng)及測(cè)量設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化重組,以便對(duì)電氣工程運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、測(cè)量、通信、及控制。由于變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)操作簡便、維護(hù)方便、且具有智能化及集成化特點(diǎn),因而,它給電氣工程發(fā)展運(yùn)行,創(chuàng)造了更多的優(yōu)勢(shì)。
2.電氣自動(dòng)化在電氣工程中發(fā)電廠分散控制中的應(yīng)用發(fā)電廠分散控制主要有工作站、太網(wǎng)、控制單元及通訊網(wǎng)四大部分組成,在發(fā)電生產(chǎn)過程中,采用分層結(jié)構(gòu)方式,結(jié)合直接應(yīng)用控制單元,從而現(xiàn)實(shí)電氣設(shè)備之間的信號(hào)及數(shù)據(jù)傳遞,并對(duì)電氣工程中的設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控、控制,從而實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)。電氣自動(dòng)化在電氣工程中電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用電網(wǎng)調(diào)度主要是通過調(diào)度服務(wù)器及電氣自動(dòng)化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn),而電氣自動(dòng)化在電網(wǎng)調(diào)度中應(yīng)用主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度,充分確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性及穩(wěn)定性。為電網(wǎng)故障檢測(cè)提供準(zhǔn)確、可靠的相關(guān)數(shù)據(jù),充分提高電網(wǎng)故障查詢速度,以便及時(shí)對(duì)電網(wǎng)故障點(diǎn)進(jìn)行排除。為電網(wǎng)電力負(fù)荷檢測(cè)顯示、提供有效的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)。
【關(guān)鍵詞】電子技術(shù) 媒體管理 工作方式
社會(huì)的發(fā)展因?yàn)楦咝码娮蛹夹g(shù)的出現(xiàn)迎來了黃金時(shí)期,其中,計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用尤其突出,他與以往的生產(chǎn)力完全不同,而應(yīng)該在另一個(gè)層面進(jìn)行解釋,對(duì)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)了生產(chǎn)力的主流。比如,創(chuàng)新性和戰(zhàn)略性是舊式的生產(chǎn)力所不具備的,超高的輻射性和人工智能技術(shù)同樣是本世紀(jì)的新興產(chǎn)物,作為一種新的的生產(chǎn)力,他是人們的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了翻天覆地的變化,豐富了業(yè)余生活,使電視可以連接網(wǎng)絡(luò)使用,而告別了樓頂電線桿的時(shí)代,這都大大提高了人們的生活質(zhì)量,是電子技術(shù)發(fā)展史上里程碑式的標(biāo)志。本文在這個(gè)方面探討電子技術(shù)在電視媒體中的應(yīng)用以及對(duì)電視媒體的影響。
1 電子技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展
1946年,世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國誕生,從20世紀(jì)50年代以后,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用就逐漸蔓延開來,它既包含了物理邏輯學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),又趕上了電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代,于是在僅僅幾十年的時(shí)間就全球普及。電子技術(shù)經(jīng)過六十多年的發(fā)展,從最初的電子管計(jì)算機(jī),到晶體管計(jì)算機(jī)、小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)、大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),最后是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。更新?lián)Q代程度越來越頻繁,技術(shù)越來越先進(jìn),計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度得到了大大的提高,包含的程序和功能越來越多,現(xiàn)階段已經(jīng)到了研發(fā)納米級(jí)的程度了,其運(yùn)行速度已經(jīng)超越前面任何一個(gè)階段的速度,到了納秒以下。越來越多的生活領(lǐng)域應(yīng)用到這項(xiàng)技術(shù),對(duì)人類生活的提高文明的進(jìn)步產(chǎn)生了極大的影響。
2 電子技術(shù)在電視媒體中的應(yīng)用
電視媒體的發(fā)展依靠于電子技術(shù)的發(fā)展,上文提到,網(wǎng)絡(luò)電子通信技術(shù)為多媒體電視的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,電視媒體的信息傳播依賴于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),因此人們生活水平的提高離不開電子通信技術(shù)的發(fā)展。近些年的電視媒體越來越多姿多彩,形式新穎,足夠吸引人的眼球,高傳播性同樣可以使它的影響范圍大大加強(qiáng)。首先,電視應(yīng)用的信號(hào)離不開衛(wèi)星傳播,加強(qiáng)地面覆蓋建設(shè),可以使信號(hào)覆蓋范圍大大加強(qiáng),同時(shí),媒體間的良性競爭也有利于推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。其次,有線電視的發(fā)展得到了大力推動(dòng)。因?yàn)樵械碾娨曂ㄓ崅鬏斀橘|(zhì)是電纜,電纜的傳輸條件并不好,傳輸途中會(huì)損失掉好多電視信號(hào),因此近些年光纜一出現(xiàn),就迅速替代了電纜作為媒體傳輸介質(zhì)。當(dāng)前電視媒體的傳播形式主要有三,一是有線電視,二是衛(wèi)星信號(hào),三是網(wǎng)絡(luò)電視。其中有線電視的特點(diǎn)十分獨(dú)特:
(1)頻道內(nèi)容豐富,采用衛(wèi)星信號(hào)傳輸,無線網(wǎng)絡(luò)傳播,因此多媒體音質(zhì),畫質(zhì)都達(dá)到了現(xiàn)有技術(shù)的最高水平,能同時(shí)傳送多達(dá)120套電視節(jié)目。預(yù)計(jì)未來可以同時(shí)傳播多達(dá)500套電視節(jié)目。
(2)光纜信號(hào)穩(wěn)定,受干擾性小之又小,播出質(zhì)量可以保證。
(3)光纜的特征可以將信號(hào)雙向傳輸,不僅可以連接有線電視,還能將網(wǎng)絡(luò)引入到電視中來,電視上可以點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò)節(jié)目觀看,擴(kuò)大了電視媒體功能領(lǐng)域。
3 電子技術(shù)在電視媒體發(fā)展中的作用
3.1 電子技術(shù)的發(fā)展提高了媒體創(chuàng)作與媒體接收設(shè)備質(zhì)量
電視媒體的發(fā)展是媒體技術(shù)的整體發(fā)展,環(huán)環(huán)相扣,都是必不可少的。每個(gè)環(huán)節(jié)都是為了將媒體技術(shù)向更高的技術(shù)水平推進(jìn),朝著數(shù)字化,動(dòng)力化,智能化發(fā)展。電子元件的發(fā)展是整個(gè)發(fā)展過程的先決條件,只有基礎(chǔ)設(shè)施完備,才能將技術(shù)發(fā)展推進(jìn)到更高的發(fā)展水平。創(chuàng)新研發(fā)能力越強(qiáng),技術(shù)進(jìn)步就越大。當(dāng)前電視媒體技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了五個(gè)轉(zhuǎn)變:
(1)電視攝像器材由攝像管向CCD的轉(zhuǎn)變。
(2)電視錄像器材同3/4模擬分量向1/2模擬分量轉(zhuǎn)變;
(3)ENG由分體式向一體化轉(zhuǎn)變;
(4)播出方式從計(jì)算機(jī)控制人工上帶的半自動(dòng)化播出向計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手上帶的全自動(dòng)播出方式轉(zhuǎn)變;
(5)從模擬播出系統(tǒng)向數(shù)字播出系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。新技術(shù)還不斷豐富著新聞媒介的報(bào)道手法,開拓著新聞媒介的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。如利用先進(jìn)的傳送設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道。
3.2 電子技術(shù)拓展電視媒體功能
技術(shù)的發(fā)展使得元器件的功能和作用都得到了很大程度的拓展,網(wǎng)絡(luò)電視和智能電視機(jī)的出現(xiàn)就是很好的佐證,利用技術(shù)進(jìn)步制造出電視制式之間的相互兼容,通過模擬分量技術(shù)將數(shù)字信號(hào)間的傳輸變得更快,新型的傳輸媒介的使用為傳輸速度提供了更優(yōu)質(zhì)的渠道,在各方面共同作用下,我們才能在家里享受豐富多彩的電視節(jié)目,提高了生活水平。在電視節(jié)目制作中,我們不再采用以往的媒體工作模式,電視節(jié)目的播出時(shí)間段和組織方式也隨著時(shí)代的發(fā)展在變化,節(jié)目越來越“接地氣”,追求高收視率,這就需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電視技術(shù)的多方面配合,是的多媒體技術(shù)更能滿足人們的日常需求,由單一模式變?yōu)槎鄻幽J健?/p>
3.3 電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)電視新聞傳播的有效影響
電子技術(shù)的高速發(fā)展有效地拉近時(shí)間和空間的距離。時(shí)間與空間不再是限制人們的桎梏,而是超越了時(shí)空的界限,今天可以收看昨天的電視節(jié)目,而大規(guī)模的傳播特性也可以坐在家里收看大洋彼岸的實(shí)況直播。隨著電子技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展,無論是在什么地方,什么場(chǎng)合中都可以將現(xiàn)場(chǎng)的情況真實(shí)有效及時(shí)的傳送到電視觀眾面前。另一方面,電子技術(shù)的以展改進(jìn)了圖像符號(hào)。使圖像更清晰,音質(zhì)更保真,近些年出現(xiàn)的3D,4D技術(shù)就是多媒體的進(jìn)步,具有強(qiáng)烈的現(xiàn)場(chǎng)感。同時(shí)在字幕制作特效方面,電子技術(shù)的發(fā)展也為其提供了技術(shù)支持。通過圖像,音效與特效三者結(jié)合,極大了發(fā)揮了電視新聞的傳播效果。同時(shí),錄像機(jī),攝像機(jī)的發(fā)明和使用,也有效的節(jié)約了人力和物力的,提高了工作效率。
參考文獻(xiàn)
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[3]楊輝.對(duì)電子信息技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,12.
社會(huì)的發(fā)展因?yàn)楦咝码娮蛹夹g(shù)的出現(xiàn)迎來了黃金時(shí)期,其中,計(jì)算機(jī)技術(shù)的作用尤其突出,他與以往的生產(chǎn)力完全不同,而應(yīng)該在另一個(gè)層面進(jìn)行解釋,對(duì)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)占據(jù)了生產(chǎn)力的主流。比如,創(chuàng)新性和戰(zhàn)略性是舊式的生產(chǎn)力所不具備的,超高的輻射性和人工智能技術(shù)同樣是本世紀(jì)的新興產(chǎn)物,作為一種新的的生產(chǎn)力,他是人們的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了翻天覆地的變化,豐富了業(yè)余生活,使電視可以連接網(wǎng)絡(luò)使用,而告別了樓頂電線桿的時(shí)代,這都大大提高了人們的生活質(zhì)量,是電子技術(shù)發(fā)展史上里程碑式的標(biāo)志。本文在這個(gè)方面探討電子技術(shù)在電視媒體中的應(yīng)用以及對(duì)電視媒體的影響。
1電子技術(shù)與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展
1946年,世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國誕生,從20世紀(jì)50年代以后,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用就逐漸蔓延開來,它既包含了物理邏輯學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),又趕上了電子技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代,于是在僅僅幾十年的時(shí)間就全球普及。電子技術(shù)經(jīng)過六十多年的發(fā)展,從最初的電子管計(jì)算機(jī),到晶體管計(jì)算機(jī)、小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)、大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),最后是網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。更新?lián)Q代程度越來越頻繁,技術(shù)越來越先進(jìn),計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度得到了大大的提高,包含的程序和功能越來越多,現(xiàn)階段已經(jīng)到了研發(fā)納米級(jí)的程度了,其運(yùn)行速度已經(jīng)超越前面任何一個(gè)階段的速度,到了納秒以下。越來越多的生活領(lǐng)域應(yīng)用到這項(xiàng)技術(shù),對(duì)人類生活的提高文明的進(jìn)步產(chǎn)生了極大的影響。
2電子技術(shù)在電視媒體中的應(yīng)用
電視媒體的發(fā)展依靠于電子技術(shù)的發(fā)展,上文提到,網(wǎng)絡(luò)電子通信技術(shù)為多媒體電視的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持,電視媒體的信息傳播依賴于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),因此人們生活水平的提高離不開電子通信技術(shù)的發(fā)展。近些年的電視媒體越來越多姿多彩,形式新穎,足夠吸引人的眼球,高傳播性同樣可以使它的影響范圍大大加強(qiáng)。首先,電視應(yīng)用的信號(hào)離不開衛(wèi)星傳播,加強(qiáng)地面覆蓋建設(shè),可以使信號(hào)覆蓋范圍大大加強(qiáng),同時(shí),媒體間的良性競爭也有利于推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。其次,有線電視的發(fā)展得到了大力推動(dòng)。因?yàn)樵械碾娨曂ㄓ崅鬏斀橘|(zhì)是電纜,電纜的傳輸條件并不好,傳輸途中會(huì)損失掉好多電視信號(hào),因此近些年光纜一出現(xiàn),就迅速替代了電纜作為媒體傳輸介質(zhì)。當(dāng)前電視媒體的傳播形式主要有三,一是有線電視,二是衛(wèi)星信號(hào),三是網(wǎng)絡(luò)電視。其中有線電視的特點(diǎn)十分獨(dú)特:(1)頻道內(nèi)容豐富,采用衛(wèi)星信號(hào)傳輸,無線網(wǎng)絡(luò)傳播,因此多媒體音質(zhì),畫質(zhì)都達(dá)到了現(xiàn)有技術(shù)的最高水平,能同時(shí)傳送多達(dá)120套電視節(jié)目。預(yù)計(jì)未來可以同時(shí)傳播多達(dá)500套電視節(jié)目。(2)光纜信號(hào)穩(wěn)定,受干擾性小之又小,播出質(zhì)量可以保證。(3)光纜的特征可以將信號(hào)雙向傳輸,不僅可以連接有線電視,還能將網(wǎng)絡(luò)引入到電視中來,電視上可以點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò)節(jié)目觀看,擴(kuò)大了電視媒體功能領(lǐng)域。
3電子技術(shù)在電視媒體發(fā)展中的作用
3.1電子技術(shù)的發(fā)展提高了媒體創(chuàng)作與媒體接收設(shè)備質(zhì)量
電視媒體的發(fā)展是媒體技術(shù)的整體發(fā)展,環(huán)環(huán)相扣,都是必不可少的。每個(gè)環(huán)節(jié)都是為了將媒體技術(shù)向更高的技術(shù)水平推進(jìn),朝著數(shù)字化,動(dòng)力化,智能化發(fā)展。電子元件的發(fā)展是整個(gè)發(fā)展過程的先決條件,只有基礎(chǔ)設(shè)施完備,才能將技術(shù)發(fā)展推進(jìn)到更高的發(fā)展水平。創(chuàng)新研發(fā)能力越強(qiáng),技術(shù)進(jìn)步就越大。當(dāng)前電視媒體技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了五個(gè)轉(zhuǎn)變:(1)電視攝像器材由攝像管向CCD的轉(zhuǎn)變。(2)電視錄像器材同3/4模擬分量向1/2模擬分量轉(zhuǎn)變;(3)ENG由分體式向一體化轉(zhuǎn)變;(4)播出方式從計(jì)算機(jī)控制人工上帶的半自動(dòng)化播出向計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手上帶的全自動(dòng)播出方式轉(zhuǎn)變;(5)從模擬播出系統(tǒng)向數(shù)字播出系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。新技術(shù)還不斷豐富著新聞媒介的報(bào)道手法,開拓著新聞媒介的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。如利用先進(jìn)的傳送設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道。
3.2電子技術(shù)拓展電視媒體功能
技術(shù)的發(fā)展使得元器件的功能和作用都得到了很大程度的拓展,網(wǎng)絡(luò)電視和智能電視機(jī)的出現(xiàn)就是很好的佐證,利用技術(shù)進(jìn)步制造出電視制式之間的相互兼容,通過模擬分量技術(shù)將數(shù)字信號(hào)間的傳輸變得更快,新型的傳輸媒介的使用為傳輸速度提供了更優(yōu)質(zhì)的渠道,在各方面共同作用下,我們才能在家里享受豐富多彩的電視節(jié)目,提高了生活水平。在電視節(jié)目制作中,我們不再采用以往的媒體工作模式,電視節(jié)目的播出時(shí)間段和組織方式也隨著時(shí)代的發(fā)展在變化,節(jié)目越來越“接地氣”,追求高收視率,這就需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電視技術(shù)的多方面配合,是的多媒體技術(shù)更能滿足人們的日常需求,由單一模式變?yōu)槎鄻幽J健?/p>
3.3電子技術(shù)的發(fā)展對(duì)電視新聞傳播的有效影響
電子技術(shù)的高速發(fā)展有效地拉近時(shí)間和空間的距離。時(shí)間與空間不再是限制人們的桎梏,而是超越了時(shí)空的界限,今天可以收看昨天的電視節(jié)目,而大規(guī)模的傳播特性也可以坐在家里收看大洋彼岸的實(shí)況直播。隨著電子技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展,無論是在什么地方,什么場(chǎng)合中都可以將現(xiàn)場(chǎng)的情況真實(shí)有效及時(shí)的傳送到電視觀眾面前。另一方面,電子技術(shù)的以展改進(jìn)了圖像符號(hào)。使圖像更清晰,音質(zhì)更保真,近些年出現(xiàn)的3D,4D技術(shù)就是多媒體的進(jìn)步,具有強(qiáng)烈的現(xiàn)場(chǎng)感。同時(shí)在字幕制作特效方面,電子技術(shù)的發(fā)展也為其提供了技術(shù)支持。通過圖像,音效與特效三者結(jié)合,極大了發(fā)揮了電視新聞的傳播效果。同時(shí),錄像機(jī),攝像機(jī)的發(fā)明和使用,也有效的節(jié)約了人力和物力的,提高了工作效率。
參考文獻(xiàn)
[1]顧濤.數(shù)字技術(shù)的發(fā)展對(duì)電視媒體的影響研究[J].大連理工大學(xué)碩士畢業(yè)論文.
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如果說微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展,改變了人們的生活方式,使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見端倪,那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展,大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),光電子技術(shù)將起到越來越重要的作用。美國商務(wù)部指出:“90年代,全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展,誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán),誰就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評(píng)論:“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),第一是光電子產(chǎn)業(yè),第二是信息通信產(chǎn)業(yè),第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”,可以斷言,光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命。
1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)初人們的預(yù)料,光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介,現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸,到20世紀(jì)末將達(dá)到85%,但從目前光纖通信的整體水平來看,仍處于初級(jí)階段,光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前,各種新技術(shù)層出不窮,密集波分復(fù)用技術(shù)(DWDM,在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號(hào),以提高單根光纖的傳輸能力)、摻鉺光纖放大器技術(shù)(EDFA,可將光信號(hào)直接放大,具有輸出功率高、噪聲小,增益帶寬等優(yōu)點(diǎn))已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中,光電技術(shù)的比例將從過去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”,由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展,也日趨成熟,將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用,給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè),對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì),到2003年,光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。
Internet應(yīng)用的飛速增長對(duì)電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求,為滿足需求的增長,人們可以鋪設(shè)更多的光纖,或靠提高單路光的信息運(yùn)載量(現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps,并已有40Gbps的演示性設(shè)備)。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù),增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)(光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps)。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場(chǎng)。無限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出:“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場(chǎng)1999年達(dá)到13億美元,比去年增加23%;1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場(chǎng)份額達(dá)到1.6億美元,比去年增加33%;980nm信號(hào)放大用激光器銷售額達(dá)2.9億美元,比去年增長121%。整個(gè)激光器市場(chǎng)的份額1999年達(dá)18億美元,預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司(CIR)的研究預(yù)測(cè),北美市場(chǎng)光電子部件的市場(chǎng)規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元,約每年增長18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化,但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場(chǎng)主流,報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場(chǎng)被大公司所占據(jù),但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。
2我國的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)
近10年來我國光電子技術(shù)研究在國家“863”計(jì)劃和有關(guān)部門的支持下有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,在很多領(lǐng)域同國外先進(jìn)國家只有兩三年的距離,個(gè)別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位。
國內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)(如激光器、探測(cè)器、光收發(fā)模塊、EDFA、無源光器件)等已經(jīng)占領(lǐng)了國內(nèi)較大的市場(chǎng)份額,初步具備同國外大公司競爭的能力,在毫無市場(chǎng)保護(hù)的情況下,靠自己的力量爭得了一席之地,市場(chǎng)營銷逐年有較大的增長,個(gè)別產(chǎn)品還取得國際市場(chǎng)相關(guān)產(chǎn)品中的銷量最大的成績。我國相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白,打破國外產(chǎn)品在市場(chǎng)上的壟斷地位,同時(shí)爭取進(jìn)入國際市場(chǎng)。
摻鉺光纖放大器(EDFA)是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關(guān)鍵部件,國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國內(nèi)市場(chǎng)40%的份額。我國也是目前國際上少數(shù)幾個(gè)有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器,670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領(lǐng)國際市場(chǎng)。國內(nèi)移動(dòng)通信的光纖直放站所用的光電器件,90%使用國產(chǎn)器件,國產(chǎn)1.55μmDFB激光器戰(zhàn)勝了國外器件,占領(lǐng)了100%的國內(nèi)市場(chǎng)。