光电子技术及产业发展

光电子技术及产业发展（精选11篇）

光电子技术及产业发展 篇1

如果说微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展, 改变了人们的生活方式, 使得知识经济初见端倪, 那么随着信息技术的发展, 大容量光纤通信网络的建设, 光电子技术将起到越来越重要的作用。美国商务部指出:“90年代, 全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展, 谁在光电子产业方面取得主动权, 谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本《呼声》月刊也有类似的评论:“21世纪具有代表意义的主导产业, 第一是光电子产业, 第二是信息通信产业, 第三是健康和福利产业……”, 可以断言, 光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。

1 世界光电子技术和产业的发展

光纤通信技术的发展速度远远超过当初人们的预料, 光纤已经成为通信网的重要传输媒介, 现在世界上大约有60%的通信业务经光纤传输, 到20世纪末将达到85%, 但从目前光纤通信的整体水平来看, 仍处于初级阶段, 光纤通信的巨大潜力还没有完全开发出来。目前, 各种新技术层出不穷, 密集波分复用技术 (DWDM, 在同一根光纤内传输多路不同波长的光信号, 以提高单根光纤的传输能力) 、掺铒光纤放大器技术 (EDFA, 可将光信号直接放大, 具有输出功率高、噪声小, 增益带宽等优点) 已取得突破性进展并得到广泛的应用。现在DWDM系统和光传输设备中, 光电技术的比例将从过去比重不到10%达到90%。一种全新的、无需进行任何光电变换的光波通信———“全光通信”, 由于波分复用技术和掺铒光纤放大器技术的进展, 也日趋成熟, 将在横跨太平洋和大西洋的通信系统上首次使用, 给全球的通信业带来蓬勃生机。为此提供支撑的就是半导体光电子器件和部件。光电子器件和技术已形成一个快速增长的、巨大的光电子产业, 对国民经济的发展起着越来越大的作用。美国光电子产业振兴协会估计, 到2003年, 光电子产业的总产值将达2000亿美元。

Internet应用的飞速增长对电信骨干网带宽提出越来越高的需求, 为满足需求的增长, 人们

本系统优点:结构简单;

本系统缺点:a) 需配置液压站、液压管路, 设备成本较高;b) 结构型式为刚性结构, 在接料板被非正常撞击易损坏且修复困难, 维护保养工作量大;c) 当接卸大型减载船型时或在高潮位空舱清舱工况时, 船舷高于接料板下沿, 无法实现落料回收功能。d) 需用人力清理洒落的物料, 效率低, 劳动强度大。

4.3电动葫芦式接料系统

电动葫芦式接料系统原理 (见图3) :在进行作业时, 启动电动葫芦, 将接料板慢慢放下, 接料板放到位后主要由接料板两边的安全绳 (或安全链条) 承受接料板重量及物料冲击力。洒落在接料板上的可以铺设更多的光纤, 或靠提高单路光的信息运载量 (现在主干网可以分别工作在2.5Gbps和10Gbps, 并已有40Gbps的演示性设备) 。但更主要的方法却是靠发展波分复用技术, 增加光纤内通光的路数 (光波分复用的实验记录已经达到2.64Tbps) 。波分复用技术的普遍运用为光电子器件和部件提供了广阔的、快速增长的市场。无限战略公司的报告指出:“信号传输用1.31μm和1.55μm激光器市场1999年达到13亿美元, 比去年增加23%;1.48μm信号放大用激光器1999年市场份额达到1.6亿美元, 比去年增加33%;980nm信号放大用激光器销售额达2.9亿美元, 比去年增长121%。整个激光器市场的份额1999年达18亿美元, 预期2003年将达到30亿美元”。美国通信工业研究公司 (CIR) 的研究预测, 北美市场光电子部件的市场规模将由目前的28亿美元增长到2003年的61亿美元, 约每年增长18.5%。密集波分复用设备销售额也将从1998年的22亿美元增加到2004年的94亿美元。报告称虽然10年内全光通信还不会全面商业化, 但是全光交换将在几年内成为市场主流, 报告也指出尽管光学部件市场被大公司所占据, 但仍有创新性公司进入的可能。

2 我国的光电子技术和产业

近10年来我国光电子技术研究在国家“863”计划和有关部门的支持下有了突飞猛进的进展, 在很多领域同国外先进国家只有两三年的距离, 个别领域还处于世界领先地位。

国内光电子有关产业基地在光电子器件、部件和子系统 (如激光器、探测器、光收发模块、EDFA、无源光器件) 等已经占领了国内较大的市场份额, 初步具备同国外大公司竞争的能力, 在毫无市场保护的情况下, 靠自己的力量争得了一席之地, 市场营销逐年有较大的增长, 个别产品还取得国际市场相关产品中的销量最大的成绩。我国相应研究发展基地和本领域高技术公司的许多产品填补了国内相关产品的空白, 打破国外产品在市场上的垄断地位, 同时争取进入国际市场。

掺铒光纤放大器 (EDFA) 是高速大容量光纤通信系统必需的关键部件, 国内企业产品占料顺着接料板滑落到卸船机门框内侧的接料箱内, 然后将接料箱内的物料定时收集至堆场。作业完成后, 由电动葫芦扳起接料板, 以免影响船舶离港。

本系统的优点:

a) 首先造价低, 整套成本仅为4万元, 不到液压式接料系统的一半, 是卷扬式接料系统的四分之一;b) 故障率低, 内收式接料板安装位置在料斗之下, 抓斗撞击的几率非常小, 而且悬挂安全绳与电动葫芦钢丝绳均为柔性, 抗撞击能力明显优于前面两种方案;c) 维修方便, 本系统中主要易损件为电动葫芦, 目前使用非常普及, 零件通用性非常高。即使在卸船机作业时电动葫芦不能及时修复, 由于此方案中让接料板绕支座转动需要的力很小, 紧急情国内市场40%的份额。我国也是目前国际上少数几个有能力研制PIC和OEIC的国家。808nm大功率激光器及其泵浦的固体绿光激光器, 670nm红光激光器已产品化和商品化并批量占领国际市场。国内移动通信的光纤直放站所用的光电器件, 90%使用国产器件, 国产1.55μm DFB激光器战胜了国外器件, 占领了100%的国内市场。

但是, 我们应当认识到在我国光电子技术发展中, 光电子器件、部件虽是光通信、光显示、光存储等高技术产业的关键部分, 但在整个系统和设备成本中所占的比重较小, 其产值较低, 目前科研开发主要处于跟踪和小批量生产阶段, 光电子产业所需的规模化、产业化生产技术目前还未有实质突破;国内研究生产的光电器件和部件有相当部分还未能满足整机和系统的要求, 导致国外器件占据国内市场相当多的份额;在机制上仍未摆脱科研、生产、市场相互脱离的状况。

我国在光电子技术方面是与国际水平差距相对较小的一个领域, 与世界发达国家几乎同时起步。但是我们应该清醒地认识到我国制造技术的落后和材料水平有限, 而国际上光电子产业已经进入加速发展阶段, 留给我们的时间只有三到五年, 如果我们不在目前产业化的技术发展阶段进入, 就会失去大好时机。机不可失, 时不再来, 到产业化后期时将要花数倍的力量才能弥补, 也许会彻底失去时机, 受制于人。

如果一个国家在一代元件上没有足够的投资以发展自主能力, 就会给外国竞争者提供进入并占领下几代技术市场的机会。因而在关键器件、部件等方面, 要通过引进社会资金和风险投资, 知识产权入股、开发人员持股等方式加快我国光电子成果的产业化步伐, 鼓励科研人员成果转化。只要贯彻有“有所为, 有所不为”的方针, 狠抓创新和高技术成果转化, 打破行业界限, 按市场机制联合国内相关研究和开发单位, 共同作好光电子产业化的工作, 就一定能发展我国的光电子事业, 有望在研究上取得突破, 在产业上形成规模经济, 取得我国在该领域应有的市场份额。

况下可以利用两只手拉链条葫芦方便地将接料板收起, 不会影响码头作业;d) 而且根据每个码头的实际情况, 可以进行方案的完善。比如:当码头配置一条地面胶带时, 可增加一个溜槽直接将物料滑落到胶带机上, 省掉了人力收集工作。

结语。综上所述, 本文认为电动葫芦驱动的下固定式接料系统成本低廉、简单实用, 值得在散货装卸码头上广泛推广。

参考文献

[1]GB3811-1983.起重机设计规范.

[2]GB18224-2000.桥式抓斗卸船机安全规程.

[3]张质文、王金诺、虞和谦、包起帆.起重机设计手册.北京:中国铁道出版社, 1998.

摘要：光电子器件和部件广泛应用于长距离大容量光纤通信、光存储、光显示、光互联、光信息处理、激光加工、激光医疗和军事武器装备, 预期还会在未来的光计算中发挥重要作用。本文将介绍国内外光电子技术及光电子产业的发展。

关键词：世界光电子技术和产业的发展,我国的光电子技术和产业

光电子技术及产业发展 篇2

纵观通信技术发展历史，电子技术始终扮演着不可替代的关键角色，通信技术的每一次进步与飞跃，都离不开电子技术的有力支撑。

交换设备是通信基础设施的重要组成，也是通信工程的技术瓶颈，正是在电子技术的`推动下，才使其达到相对完备的水平。

通信技术的发展广泛存在于电子技术应用领域之中，因此电子技术的迅速发展无疑成为了通信技术快速进步的强劲推动力。

(2)通信工程对电子技术的推进作用。

通信工程对电子技术的发展也起着一定的推进作用。

首先，通信技术的发展进一步简化了信息交换的过程，使更大范围内信息的广泛传播成为可能，强化了知识的交流与沟通。

这无疑为更大范围内电子技术知识的传播创造了条件，进而推进电子技术的进步与发展。

其次，通信技术的不断进步对于电子技术有着更高的要求，这就使得人们不得不创造出新的电子技术来同新的通信技术要求相适应。

可以说，正是在通信技术不断发展的影响下，电子技术才得以进一步发展。

4 结语

科研领域中电子技术与通信工程的彼此促进、协同发展，为社会进步与信息产业发展奠定了坚实基础。

新世纪的今天，电子技术与通信工程有着新的发展机遇和更广阔的发展空间，随着电子技术与通信工程应用与发展的进一步深入，我们有理由相信，我国的信息产业会有更为美好的明天。

参考文献：

[1]傅越千， 苏树兵. 应用型本科电子科学与技术专业实验教学改革的探索[J]. 高等理科教育 ， ，(06)

[2]袁新芳， 刘极峰. 应用型本科CAD/CAM课程教学改革之初探[J]. 江苏技术师范学院学报 ， ，(02)

[3]张献忠. 应用型本科操作系统课程教学之初探[J]. 常州师范专科学校学报 ， 2004，(04)

浅析电子测试技术的发展及影响 篇3

【摘要】近年来，信息产业迅猛发展，电子技术在各行各业各个领域都有了飞速发展。进入新世纪以后，电子测试技术将有重大发展。本文首先是面向通信尤其是网络通信和移动通信的测试，其次计算机和数字技术的引用将加速和有重大突破；最后，微波仪器中硬件的作用和优势仍不可替代。

【关键词】电子测试：技术分析：发展现状；

【中图分类号】TP311.52 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0416-01

前言：

电子测试是指以电子技术为基础手段的一种测试技术。电子测试除了运用电子科学的方法、设备与原理对各种电信号、电路元器件及电量的参数和特性进行测试外，还可通过各种传感装置与敏感器件对非电量进行测试，是用其他测试方法无法替代的。随着电子测试技术的飞速发展，测试技术正向智能化、数字化和自动化的方发展。大量引用计算机技术促使电子测试技术的快速发展，甚至和计算机实现了一体化，比如虚拟仪器、自动测试标准接口系统等的发展和出现。但从另一方面看，电子仪器中的硬件主要指的是微波硬件，它的优势和作用在今后相当长的一段时间内是无法替代的，而且越来越被国外部分大公司垄断。

近年来，计算机技术和微电子技术得到了的迅猛发展。电子计算机特别是电子测量仪器和微型计算机相结合，构成了一代崭新的测试系统，即人们通常所说“自动测试系统”，它们能对若干飞电参数进行自动量程选择、自动测量、数据记录及数据传输、处理、自检自校、故障诊断、误差修正及在线测试等，大大推动了整个电子技术与其他科学技术。

一、电子测试技术的现状

现今，电子技术发展的速度让人目不暇接。从SoC到SIP，从DSL到WiMAX，新概念几乎每天都出现在人民面前，3G的事情还没解决完，人们就已经讨论B3G的问题，关于4G的各种技术目前已成为新的研究热点。

目前，中国工程师世界各国的工程师面临着同样的挑战。一方面是待测产品的功能愈来愈多，测试要求愈来愈高；另一方面，留给测试的时间却愈来愈少，产品需以最快的速度上市，从而构成了从未有过的测试效率带来的压力。工程师既需要一个具有很好的兼容性、扩展性和灵活性强，而又很稳定可靠的自动测试测量平台，这个平台既能满足现有需求，也能很方便地做到系统升级，此外，还要求这种自动测试平台具有较低的建构成本和较长的使用寿命。

然而，来自赛宝计量检测中心的技术专家则认为，虽然上述的自动测试平台具有不少优点，但也存在着不少的问题，包括可维性、可操作性及可靠性差和成本过高等问题。

泰克公司的中国区市场总经理张权的观点是：工程师们面临的真正挑战是采用多种技术与混合信号的嵌入式设计。在此类设计中，伴随着低成本的微处理器与微控制器的速度加快，设计变得愈来愈复杂。这些挑战存在于各个行业，遍布混合信号的数字视频转换、各种瞬变RF信号的无线技术，还有持续增长的数据传输率方面的需求。

二、电子测试技术的发展趋势

上世纪八、九十年代自动测试技术方面的最大事件是VXI总线的推出与发展。VXI总线是由HP、Colo-radoDataSys、Racal Dane、Tektronix和wavetek等五家公司于1987年联合推出的测控仪器总线标准。它是以VME计算机总线（IEEEl014-1987标准）为基的模块仪器结构，它综合了Pc机总线速度高和GPIB总线精度高的特点，并利用PC机的通用软件，大大提高了总线功能。它首先出现在美国，应用在美国空军电子测量仪器。

VXI总线把VME总线与GPIB结合起来组成一个新的标准，这种模块式仪器平台能满足未来仪器应用的需要，让电子测量仪器与系统进入一个新的发展时代。VXI总线是一个新的行业标准接口母线，是一种适应多厂家仪器产品（模块、插卡式）、完全开放的行业标准。此标准的推出，既适应了技术发展的要求，也是多厂家的仪器具有互联性，最重要的还是军方的需要。军方需要什么？VXI能大大减小设备的重量和体积，适合了军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性；二是VXI比GPIB的测试速度能提高40倍；三是大大提高了测试系统的灵活性、适应性；四是价格适中；五是能充分发挥计算机的作用。

我国经过几年的探索，新的总线标准已取得了很大进展，在很多方面实现了应用。如成都电子科技大学测试技术和仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台，是我国VXI测试技术取得的重大突破，其主要的技术指标是：1.硬件环境：内嵌VXI控制器、MXI控制器与GPIB-VXI转换器；有NI PCI-GPIB、AT-GPIB/TNT HP82350/82341和与ESl400等GPIB接口，还有打印机与UPS等其它必要外设。2.软件环境：Windows 98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“火控雷达综合测试系统”、“XXX型号远程雷达综合测试系统”与各种装备的VXI总线自动测试系统中。

三、电子测试技术的应用影响

近年来，通信、军事电子及其它尖端技术的发展，微波仪器的需求大大增加，如微波信号源、微波频谱议，特别是矢量网络分析仪的发展。微波测试仪器引入了大量计算机技术来改善功能、提高精度，但微波硬件作为仪器核心部分是无法替代的。

微波技术的发展是基于微波元器件的发展，微波元器件的发展则涉及到国家精密加3232艺和基础工业等。近年，国外的部分大公司，一是发展微波混合集成电路、单片微波集成电路（MMlC），并开发了微波芯片专门用于测试仪器。在这个基础上开发出了大量微波功能模块，比如PIN开关、放大器等。另方面又推出了很多高精尖的微波无源器件，比如超宽带大功率定向耦合器，毫米波段的v接头，微波阻抗匹配探针，大功率晶体管测试夹具，超宽带功分器等。微波元器件的发展推动了微波部件与整机、微波仪器产业的发展。

电力电子技术发展及应用研究 篇4

关键词：电子技术,电力技术,电力系统

一、电力电子技术的发展

(一) 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, 因此在二十世纪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一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。

(二) 逆变器时代。

20世纪70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。在二十世纪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。

(三) 变频器时代。

进入二十世纪八十年代, 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、电力电子技术的应用

(一) 一般工业。

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能, 给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来, 由于电力电子变频技术的迅速发展, 使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美, 交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千k W的各种轧钢机, 小到几百W的数控机床的伺服电机, 以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置, 以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置, 这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源, 电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

(二) 交通运输。

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置, 交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中, 电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外, 车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制, 其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机, 它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源, 因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输, 那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统, 而近年来交流变频调速已成为主流。

(三) 电力系统。

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计, 发达国家在用户最终使用的电能中, 有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中, 电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说, 如果离开电力电子技术, 电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势, 其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电 (FACTS) 也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器 (TCR) 、晶闸管投切电容器 (TSC) 都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器 (SVG) 、有源电力滤波器 (APF) 等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统, 电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等, 以进行电能质量控制, 改善供电质量。在变电所中, 给操作系统提供可靠的交直流操作电源, 给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

(四) 电子装置用电源。

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源, 现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中, 以前大量采用线性稳压电源供电, 由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高, 现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源, 所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

(五) 家用电器。

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源, 通常被称为“节能灯”, 它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外, 有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

(六) 发电系统中的电子应用技术。

电子技术在电力系统中的实际应用主要表现在对于复杂的发电机组的多种设备的运行特性进行有效的控制。大型发电机的静止励磁控制。静止励磁采用晶闸管整流自并励方式, 具有结构简单、可靠性高及造价低等优点, 被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间环节, 因而具有其特有的快速性调节, 给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有力条件。水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有效功率取决于水头压力和流量, 当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) , 机组的最佳转速亦随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比, 风车捕捉最大的风能的转速随风速而变化。为了获得最大的有效功率, 可使机组变速运行, 通过调整转子励磁电流的频率, 使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

三、结语

电子工程是信息化的现代产物, 它将电子技术和通讯信息技术完美的结合起来, 并应用于生产和生活的各个领域。但是我们不能满足于它的发展和应用的现状, 应该对其不断的完善和更新, 以更好更快的发展.更好地为社会主义现代化建设服务。

参考文献

[1] .邸彩芸, 邢雅男.电力电子技术的应用及其发展[J].硅谷, 2009, 22

光电子技术及产业发展 篇5

【关键词】电子；信息；技术；应用；特点；发展趋势

进入新时代，我国的电子信息技术得到较好的发展，尤其是在一些通信设备制造业、软件业等行业得到了广泛科学的应用。通过计算机网络这一方式，在网上实现了信息处理、信息傳递。这一模式的出现，大大地改变了传统的经济模式，使诸多的领域发生了翻天覆地的变化。在科技力量的支持和推动下，电子信息技术正朝着多元化的方向发展，日益进入人们的工作领域和生活领域，带来了经济发展模式的极大改变。

一、发展现状分析

近些年来，电子信息技术广泛的运用到我国社会的各个领域，其技术由原先的单一模式走向现在的多方向的发展方向。在新的时代面前，电子信息技术在市场的竞争过程中愈发激烈。源于上世纪九十年代美国提出的关于建设全球信息基础设施的计划，电子信息技术在此期间得到较好的发展。在该计划的推动过程中，世界各国也采取了相关的措施，并且对相关的发展模式进行了完善。从此之后，电子信息技术开始得到大范围的使用。和国外的发达国家相比，我们的电子信息技术还远远落后于他们。在机遇与挑战面前，如何让电子信息技术得到突破和转型，让其和通信技术得到较好的融合一直是我们密切关注的问题。

二、应用特点分析

（一）智能化和自动化的应用。在现实的运用过程中，电子信息技术呈现出智能化兼具自动化的特征。比如说自动导航技术、云存储技术等，体现出其自动化的特点。它的优点主要是减少在人工实施过程中的误差，增加其精确度，从而达到节省人力资源和提升工作效率的目的。

（二）微型化兼具集成化在应用中的体现。随着半导体技术的发展，电子信息技术日益呈现出微型化和集成化的特点。在现阶段，电子信息技术中的电路已经实现集成化。传感器基于复合材料与高分子材料技术的发展下开始完善的。随着研发的不断深入，传感器的体积大大缩小，呈现微型化的特征。目前纳米技术在微型计算机中的使用，使计算机整体功能得到加大的发挥。最后，嵌入式技术运用，使整个信息技术集成化程度得到提升。

（三）网络化和数字化在应用领域的普及。计算机的普及加速了信息技术的网络化程度，实现了高清数字处理技术和网络邮寄的完美融合，从而达到最优的效果，实现了网络数字的全球化。与此同时，无线通信以及光纤通信在信息技术领域的应用中脱颖而出，让电子信息技术的有点得到较大的发挥。由于电子信息技术的传输过程日益呈现范围广泛，可靠性能较高的优点之外，而且还极大地促进了全球范围内的资源共享和信息共享。数字存储技术的应用，使电子信息技术的安全性和可靠性的到较大的提升，让数据的保存更加便捷。

（四）高效化和快捷化在应用中的实现。在电子信息技术的发展过程中，网络技术，计算机技术以及传感技术的出现，让原本处于落后的电子信息技术实现了较大的飞跃。伴随着电子信息技术在实际运用中的作用日益凸显，其自身智能、高速等特点极大地方便了人们的生活，提高了人们的生产效率，增强了人们的生活信心。21世纪是一个信息化的时代，手机电脑等电子设备已经成为人们生活中必不可少的一部分。之所以出现这样的现象，主要是因为这些设备具有高效便捷的优点，在这个追求速度和效率的时代里，他们成为我们每一个人生活中的最忠实的陪伴。

三、发展前景的预测

（一）计算机呈现出多核方向发展趋势。作为电子信息的关键的技术，计算机呈现出多核化发展的趋势。在此发展的过程中，计算机的体积和运算效率和呈现反比关系，即计算机的体积越小，计算机的运算效率越高。具体来说，在现实生活中，我们都知道计算机的核心是中央处理器，从最初的较大的体积到现在的较小体积的转变，由此可见，计算机处理器的发展关系着整个计算机未来的发展。处理器由最初的单核发展到现在的双核，是计算机技术进步的一大标志。在未来较长时间内，为了适应计算机未来持续的发展，计算机处理器还会朝着多核方向的发展。此外，伴随着智能技术以及多媒体技术的出现和发展，让图像处理技术以及语言识别技术也得到更好地发展。智能电脑的人性化特征日益凸显，推动着计算机信息技术朝着更加高级的方向发展。

（二）微电子技术高集成化。电子信息技术的硬件的体积，是影响其在运行过程中效率的一大因素。在未来发展的过程中，该系统将会朝着集成化的方向发展，并且会产生较为深远的影响。表现最为明显的是电子信息技术的运行效率不断的提高。现阶段，一些电子设备的集成电路已经朝着另一个新的方向发展，尤其是纳米技术的应用，极大地促进了电子信息技术的集成化的最终实现。纳米技术的发展，让其长度不断的缩小，使微电子技术呈现出更加集成化的特征。未来，像arm、fpga等微型电子产品的制造上，纳米技术将会从真正意义上得到融合。

（三）光电子将成为核心技术。由于是光电子技术涉及到光显示、存储等多个领域，并且呈现出较好的发展态势，所以有人预测光电子技术将会成为未来信息技术的核心。在未来，光电子技术在农业领域、医疗领域、军事领域等领域中将会发挥更加重要的作用，实现更高的技术超越。为了实现社会和经济效益的共赢，我们要不断的推进在光电子领域的开发力度。目前，光电子技术主要应用于医疗和军事领域，在其他的领域的应用较少。考虑到光电子自身的特点以及现实的需要，在未来的发展过程中，我们主要是朝着大功率半导体激光器的方向发展，固体激光器的发展依旧也是光电子技术发展的一个重要目标。在光显示领域，光电子发展可以极大地改变现阶段的光显示问题。LED灯的出现，其依靠自身的节能环保等优点，逐渐地取代传统的白炽灯。

四、结语

电子信息技术的作用在各个领域已经得到较大的发挥，并且推动科技发展和进步。为了让电子信息技术能够为社会生产和生活服务，我们要充分把握其特点以及发展方向。在现有的技术的基础上，把握其发展的方向，推动未来的信息技术的发展，为我国创造更多的社会价值，实现我国在电子信息领域更高、更远的发展。

参考文献

电力电子技术的发展及应用 篇6

1 电力电子技术的发展

随着上世纪五十年代末, 世界上第一支晶闸管的问世以来, 电力电气技术就开始在世界的现代电气传输技术上大放异彩。由于晶闸管的问世, 使得可控流硅整装置的开发提上了日程。随着可控流硅整装置的成功开发, 电能的变换和控制从传统的旋转变流机组和静止离子变流器进入了由电力电子器件控制的变流时代。所以总的来看电力电子技术的发展经过了晶闸管整流时代、电力电子的逆变时代、现代电力电子变频器时代这三个重要的阶段。

1) 晶闸管整流时代。上世纪五十年代末以前, 经济发展所需要使用的大功率用电主要是由工频交流发电机来提供的。但是, 由于当时技术的不发达, 所产生的交流电在使用的过程中总有大约20%的电能以直流的形式来进行使用的。这20%的直流电使用的领域主要包括:电解、牵引、直流传动等领域。但是, 随着晶闸管的成功研制, 以及可控流硅整装置的成功开发, 使得由工频发电机产生的交流电能够被直接转化为直流电。可控流硅整装置的大规模使用极大的促进了一些以使用直流电为基础的产业快速发展。2) 电力电子技术的逆变时代。随着自关断器件在上世纪70年代末的成功研制以及大范围的应用, 电力电子技术成功的从晶闸管整流时代进入到了电力电子技术的逆变时代。由于上世纪70年代以后爆发世界范围内的能源危机, 为了解决能源危机带来的一些经济发展问题, 交流电机变频调速因节能效果显著而被迅速的关注并得到了迅猛的发展。将直流电变成0~100Hz的交流电是整个变频调速技术的关键技术所在。在大功率逆变过程中所使用的晶闸管以及巨型功率晶体管 (GTR) 和门极可关断晶闸管 (GT0) 快速的成为当时电力电子技术市场上的器件主要角色。虽然能够实现直流电和交流电的相互转换, 但是这种转换依旧只是存在于低频的工作范围之内, 即所用的工作频率较低。3) 现代电力电子变频器时代。随着大规模和超大规模集成电路的快速发展, 为新的电力电子技术使用时代打下了坚实的基础。现代电力电子变频器主要是集成电路的精加工技术和高压大电流技术的有机结合。以高频、高电压和大电流于一身的功率半导体复合器件以及以低频技术处理问题为主的传统电力电子学正在向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子学技术转变。在这个时期内, 由于大规模集成电路的设计思想被应用到各种新型器件的设计之中去, 所以各种器件正在向着复合化、模块化的方向发展。在电子器件结构紧缩、体积变小的同时还能够使其综合各种不同部件的优点。交流电机变频调速能够使用较高的频率离不开这些新型器件的发展使用, 并且在不断的发展使用过程中, 交流电机的变频调速的性能已经变得越发的成熟可靠。

2 电力电子技术的应用

随着世界科技的不断进步, 人们对电力使用的要求也是越来越高, 所以电力电子技术在被广泛应用的同时也就要面临相应的很大的挑战。当下世界各地的先进工业国家正在进行由传统的“工业经济模式”向着未来的“信息经济模式”转变。而沟通“工业经济模式”和“信息经济模式”之间的桥梁就是电力电子技术, 所以电力电子技术在改造传统产业, 支持高新产业的同时成为了国民经济中一个重要的参与者。

2.1 电力电子技术在再生能源发电方面的应用

随着对能源的过度开发, 导致世界上不可再生能源的急剧下降, 现在全球范围内已经面临严重的能源危机了。虽然, 全球范围内的不可再生资源已经被开发的很多了, 但是地球上的可再生资源储量非常的巨大, 而且人类对可再生资源的开发还不够充足。所以未来电能的提供主要是以可再生能源的消耗为主。在可再生能源的范围中风能是一个重要的可再生能源。全球范围内的风能资源非常充分, 而且风能发电是一种无污染的发电方式。随着现代电力电子技术以及变频调速技术的迅速发展, 将为风能发电的推广提供强有力的技术支撑。随着风能发电技术的快速进步, 当下的风能发电机结合了当前先进的空气动力学、机械制造学、电子技术以及微机控制技术。当前的风力发电机其发电量已经达到传统风力发电机的20倍之多, 所以现在的风力发电厂所产生的电量与常规电厂所产生的电量所差无几。当代的电力电子技术在风力发电中的地位不可或缺, 对风电机组的控制、电能的转换还是电能质量的改善都有着很多的作用。

2.2 电力电子技术在电力节能方面的应用

在当代的工业生产过程中, 由于电力具有清洁、高效、稳定性好等种种因素获得了广泛的使用, 成为了工业生产的第一能源支柱。随着电力能源的广泛应用出现了一个很大的问题那就是:部分地区电力短缺现象的发生。所以, 除了要在扩宽电能生产道路上努力, 也要加强电能的节约使用。所以电力电子技术的使用, 在石油资源快速枯竭的当下, 对于中国能源的战略格局起着重要的作用。

2.3 电力电子技术在改造传统行业上的应用

电力电子技术是人们发明的典型的通过弱点系统来对强电系统加以控制的技术手段, 是连接机器设备与计算机网络的重要桥梁。传统的产业中存在着很多的高劳动力、工作环境恶劣的工作, 通过电力电子技术的使用可以通过工业控制系统将电能转化为真正的劳动力, 将工人们从传统的工作方式中解放出来。在极大程度上节省了劳动力, 提高了劳动生产效率节省了大量的人力资源。

3 总结

随着国民经济的快速发展, 人们对电力的使用量以及电能的稳定性都提出了新的要求。所以为了更好的适应经济的高速发展所带来的用电问题, 必须全力做好电力电子技术的应用及发展。为我国的经济发展提供稳定的能源供应。

摘要：电力电子技术又被人们称之为功率电子技术, 主要指的是利用电力电子器件对电能的转换和控制的技术。现代的电力电子技术是一门以电子学和电力学为基础的交叉学科, 它实现强电和弱电的相互结合, 一方面它是电子学在高电流大电压等强电领域的应用, 另一方面它又是电工学在低电压低电流等弱点领域的结合。通过电力电子技术的使用能够有效地影响电能的获取、传输、变换和利用的每个环节。

光电子技术及产业发展 篇7

关键词：电子信息技术,发展中的问题,未来趋势

在如今国际经济发展状况下, 电子信息技术亦在迅猛成长着。估量某一国家科学技术水平的重要标准之一便是该国电子信息技术的发展状况。近些年, 我国在电子信息技术行业给予了了大量的重视与资金的帮助, 而电子信息技术的急速发展同时又推动着我国经济社会发展的前进。当然, 如此美好的状况下不可避免的存在着诸多隐患, 因此我国的电子信息技术应该适应相应规律, 把握好技术未来发展的趋向, 不断优化来同国际接轨。

一、我国电子信息技术发展的必然性

作为权衡一个国家科学技术整体实力水平的重要因素, 发展势头强劲的电子信息技术早已充斥了人们进行各类活动的过程中, 由此可见电子信息技术在未来人类生存历程里拥有着巨大的使用潜能。本文一直提到的电子信息技术指的便是研究怎样利用电子技术传递、解决并合理运用各类信息的一种现代化高新技术。

电子信息技术会涉及计算机通信与信号处理技术等大多数高新现代化技术, 该项技术的使用早已同网络技术不可分离。电子信息技术作为加快形成现代化新型社会的顶梁柱, 在我国的经济发展中不可或缺。而在当前市场竞争如此剧烈的一个大背景下, 信息的处理快慢无时无刻不影响着企业竞争的成果。

二、我国电子信息技术产业在发展过程中的存在问题

(一) 电子信息技术产业结构结构不够合理

跟大多国家相比较而言, 我国的电子信息技术生存与发展时间都很短, 那么在各个领域上就毋庸置疑存在着不合理的产业结构。由于这一现象, 从某种程度上大大约束了我国电子信息技术的发展与升级。要想改变这一现象, 使我国产品同其他国家的产品不相上下, 不仅仅应该转换成合理的产业结构, 同时还应该寻找我国国内实力名列前茅的企业, 并大力支持其发展, 以此提高我国该项技术的国际竟争力。

(二) 电子信息技术产业的发展环境资源紧缺

从某种程度上来看, 我国电子信息技术的发展同时也在遭受环境资源的紧缺与市场环境的双重约束。因为在该领域中, 正规企业不但要对抗充斥市场抢占份额的假冒伪劣产品, 此外还要对抗种种恶性竞争。由于企业之间的这种不良风气, 致使无论是国内亦或是国外的市场中, 都或多或少的影响着企业竞争力。因此, 只有合理的分析该领域中每一个不公平现象并加以改正, 才能够提升企业竞争力。

(三) 电子信息技术产业缺乏技术人员

诚然, 在电子信息技术方面, 我国人才数量一致保持持续增加中, 但大多数属于单一型的人才, 该领域奇缺复合型的人才同高端技术型人才, 这便大大的制约了我国电子信息技术的发展。尽管, 目前许多大学都已设立主讲电子信息技术的课程, 但是毕业生们所学知识仍具有一定局限性, 缺乏专业性, 不能做到在该行业的开拓创新, 同时欠缺该行业最需要具备的丰富的经验。因此, 各高校应该高度重视该课程, 争取培训出一批复合型优秀人才。

三、我国电子信息技术产业的发展趋势

(一) 层次化、国际化

近些年, 我国电子信息技术逐步呈现出了层次化、国际化的发展趋势。由于电子信息技术在技术研发、产品设计, 甚至采购生产销售方面都具有的国际化特点, 因此, 国际化的发展趋势已成定局。国际化的企业凭借其雄厚的身家以及竞争优势, 通常主要从事高端电子信息技术的研发工作, 而将技术含量低的电子信息产品转移到发展中国家地区, 这样便形成了一个层次化的现象。而在我国, 这种形式表现在由东部向西部进行优化型产业转移。

(二) 产业化、集中化

对于我国而言, 增强电子信息技术产业生存能力亟需发展产业化和集中化, 只有这样才能在抗拒外界风险的同时发挥着巨大的能量。在发展产业化并成形之后, 电子信息技术便可以依靠信息的内部交流与传递的优化来加快发展, 而产业集中化是产业化得以完美实现的重要基础。因此企业需要实现产业集中化来提升自身的竞争能力。

(三) 规模化、个性化

由于行业本身特点, 电子信息技术企业都具有着显著的规模以及非常可观的发展利润。所以因为开一个电子信息技术企业的要求越来越严格, 使得我国如今的电子信息企业的生产已经具备了一定的规模, 同时随着人们的要求不断提高, 并且日益多样化, 使得未来的发展趋势便是个性化产品引领着时代潮流新局面。

(四) 区域化、网络化

为了加强电子信息技术产业的合理化发展, 区域化的组织则是通过一个科学合理的整体产业规范来整合并优化整个行业, 使得该产业成为经济发展中的顶梁支柱。当然在区域性产业形成的过程中, 区域性的集中会使得该地区产业呈现出一定的统一整体性。此外部分中小科技企业凭借自身的灵活性, 其研发的技术创新对于该产业发展的作用日益重要, 以网络为基础的一个新型发展模式也已成为电子信息技术发展的趋势。

四、结束语

总而言之, 伴随着我国经济的飞速发展, 势必会连带着电子信息技术的迅猛成长, 而电子信息技术水平在衡量一个国家地位的标准方面又是毋庸置疑的。因此, 大力发展电子信息技术是十分必要的。而我国在电子信息技术方面的发展过程中拥有着巨大的发展空间同时也不可避免的面临着重重困难, 因此我们要对电子信息技术的发展有一个科学的评判, 把握其发展动态和趋向, 并根据发展中所遇到的困难通过具体解析进而采取相应的解决措施。

参考文献

[1]邬贺铨.中国信息技术发展的现状和创新[J].中国信息界, 2006.

[2]张莉.浅谈电子信息技术的发展趋势[J].内蒙古科技与经济, 2007.

探究电力电子技术的发展及应用 篇8

一、电力电子技术的发展

电力电子技术登上现代电气传动技术的舞台是从上世纪五十年代开始的, 是以第一支晶闸管的问世为标志的。可控硅整流装置是以晶闸管技术为基础进行开发研究的, 它使电能变换和控制由静止离子变流器、旋转变流机组转变为了由电力电子器件组成的变流器时代, 这是电气传动史上的第一次革命。随着时代的发展, 电力电子技术也在不断发展着, 先后经历了整理器时代、逆变器时代以及变频器时代。目前, 电力电子技术已经由原来传统时代完全进入了现代电力电子时代。

1. 晶闸管整流时代

工业用电的功率十分大, 其动力来源是工频交流发电机, 其工作的过程中有20%的电能是通过直流的形式来进行消费的。主要的领域有电解 (化工原料、有色金属) 、牵引 (电传动的内燃机车、城市无轨电车、电气机车、地铁机车等) 以及直流传动 (造纸、轧钢) 等。大功率的硅整流器可以以较高的效率将工频交流发电转换成为直流电。我国大功率硅整流管以及晶闸管的开发和应用起步和发展于上世纪六、七十年代, 当时国内掀起了各地大办硅整流器厂的风潮, 使我国的电力电子技术进入到了晶闸管时代。如图为三相桥式全控整流电路。

2. 逆变时代

自关断器件在我国出现于上世纪七十年代以后, 将电力电子技术带到了逆变时代, 现代世界范围内的能源危机, 迫使交流电机变频调速不得不进行节能改革, 随着其节能效果的不断提高也使其综合技术得到了迅猛的发展。将直流电逆变成0-100Hz的交流电是变频调速的关键技术, 巨型功率晶体管、用于逆变的晶闸管以及门极可关断的晶闸管是电力电子技术逆变时代的主要角色。这个时代的电力电子技术可以实现逆变和整流, 但是它的这种功能仅仅局限于中、低级的范围之内, 其工作的频率也是相对较低的。

3. 变频器时代

二十世纪八十年代以后, 超大规模和大规模的集成电路技术被广泛的应用开来, 为电力电子技术的迅猛发展打下了良好的基础, 集成电路技术中的精细加工技术和高压大电流技术进行有机结合, 被应用到了多个领域中, 取得了让人瞩目的成绩。IGBT和MOSFET是功率半导体复合器件的代表, 这种器件是集高压、大电流和高频于一身的, 它和以低频技术处理问题方式为主的传统电力电子学逐渐的向现代电力电子技术进行着转变, 然而现代电力电子学的问题处理方式是高频技术。以上这些证明了传统的电力电子技术进入到了现代电力电子变频器的时代, 各种的新型器件都在这一时代中对大规模的集成电路技术进行着充分的应用, 朝着模块化和复合化的方向进行着发展, 使得电力电子器件的结构越来越紧凑、体积越来越小, 并具有着将不同器件进行综合利用的特点。为我国用电设备朝着高频化方向发展, 以及其实现高效节能、体积轻量化、机电一体化、操作智能化等都打下了良好的基础。

二、电力电子技术在我国的应用

1. 应用于能源发电领域

目前世界上的能源结构是以污染严重、资源有限的化石燃料为主要的电力能源, 同时, 新兴能源如太阳能、海洋能、地热能、水能以及燃料电池等也在飞速的发展, 这些新兴能源有清洁、无污染以及可再生等特点。有关材料对未来的能源结构进行了预测, 估计到2060年, 世界上电力能源消耗的半数将来自可再生能源发电。

在可再生资源中, 风能占有很大的应用比例。地球上的风能资源十分丰富, 全球的风能潜力占到目前全球用电量的五倍以上。利用风能进行发电, 是无污染的, 可以降低全球二氧化碳的排放量, 与此同时风能发电的施工占地面积小, 其工程周期短、投资灵活, 可以带来很好的社会效益、经济效益和生态效益。风能发电的机组结合了空气动力学、电子技术、机械制造以及微机控制技术等先进的高科技技术, 在整个发电系统中, 高科技的电力电子技术占据着最重要的位置, 对于风电机组的控制、电能质量的改善以及电能的转换等工作都起到了至关重要的作用。

2. 应用于电力节能领域

当今社会的电力已经与工业能源进行了异常紧密的结合, 电力电子技术的清洁、稳定、适用范围广以及利用率高等优点被现代工业进行了充分的利用, 已经发展成为了现代工业的能量源泉。在世界化石能源不断缺乏的当今社会, 降低电能的消耗量已经成为了解决世界能源问题的重要方式, 将电源效率进行提高, 以及降低电源的消耗量必须要通过应用现代电力电子技术来完成, 用这项技术可以将电源的性能进行优化并节约原材料。由此可见, 电力电子技术对于世界性的能源安全问题有着十分重要的作用。

三、总结

综上所述, 电力电子技术发展的时间虽然不是很长, 但是却极具潜力, 是现代社会中智力、知识、信息密集型的高新技术, 实用性非常强。将电力电子技术广泛的应用到各个领域中, 可以为我国的国民经济提供更好的服务。

摘要：电力电子技术指的是利用电力电子器件来对电能进行控制和变换的技术, 简单来说就是应用于电力领域中的电子技术, 也被称为功率电子技术。随着时代的发展, 电力电子技术已经成为了当今社会科技发展的主流, 本文对电力电子技术的发展历程进行研究, 并分析其对于应用领域所起到的重要作用。

关键词：电力电子技术,发展,应用

参考文献

[1]茅靖峰, 顾菊平, 王亚芳.基于应用型人才培养的"现代电力电子技术"教学实践研究[J].中国电力教育, 2012, 33:32-33.

[2]田海, 崔桂梅.应用型本科院校"电力电子技术"课程教材探析[J].中国电力教育, 2013, 02:79-80.

电力电子技术的发展趋势及应用 篇9

1.1 一般性的电源

提供电能的一种设备就是电源。电源能够把其他形式的能转变为电能, 因此电源就是这种提供电能的设备。一般性的电源是家用的110V-220V的交流电源和干电池 (直流电) 。给电子装置提供功率的设备就是电源, 也叫电源供应器, 它能够为计算机提供所要求的电能。计算机的使用年限与工作性能会受到电压与电流是不是可靠, 以及电源功率大小的影响。目前的一些优质电源是具备中国长城、美国UL与FCC等的认证标志。这些认证标志的制定是认证机构结合有关的技术标准来进行的, 主要有安全保护、电磁干扰、生产流程等, 只要是具备相应指标的产品, 在通过认证之后, 才可以将认证标志应用在产品与包装表面, 才可以具备相应的权威。

1.2 电力有源滤波器

电力有源滤波器是属于动态性地补偿无功与控制谐波的电力电子设备, 它可以补偿改变的无功, 以及频率与大小都发生改变的谐波, 所谓的有源, 指的是这种设备要求相应的电源, 应用这种设备能够无功补偿的不足 (仅仅可以固定补偿) 与传统意义上的谐波控制, 能够实施动态性地跟踪补偿, 并且能够补无功和谐波。这种电源主要有两个方面的特点:一方面可以将系统的耐压性能提高, 因此能够在较高的电压系统上应用。另一方面可以将低纹波电流输出, 从而使得较高电流的相应速度提高。

1.3 传动控制以及电力牵引

1.3.1 变频器电源

变频器电源是用作交流电机的变频调速, 它在电气传动系统当中的作用是非常关键的, 具有很大的节能作用。在一个驱动系统当中, 变频器是一部分, 其中, 它的主要组件有变频器的操作接口、驱动控制器, 以及交流电机。变频器电源的主电路都是实施交流—直流—交流的策略。它是借助电力半导体的通断功能把工频电源转换成其它频率的电能控制设备, 可以完成过载/过压过流保护、变化功率因素、提高运转的精确度, 以及调整电动机转速的连续平滑调速等。

1.3.2 直流—直流 (DC/DC) 变换器

直流—直流DC/DC变换器能够把一个固定值或者是范围的直流电压转变成另外一个固定值或者是范围的直流电压。在不同的应用领域, 这种技术的差异也是比较大的。

1.4 电力系统的应用

1.4.1 柔性输电技术

柔性输电技术又被叫做灵活交流输, 可以使得交流系统的可靠性和安全性大大地提高。柔性交流输电的设备有综合控制设备、并联补偿设备, 以及串联补偿设备。它是在输电系统的重点地方, 实施具备综合或者是单独作用的电力电子设备, 快速和灵活地控制输电系统的一些参数, 比如电抗、相位差, 以及电压等等, 以科学地分配输送功率, 减少发电费用与功率损耗, 大大地提高系统的可靠性与稳定性。

1.4.2 高压直流输电

高压直流输电是借助可靠直流电无同步和无感抗的特点而实施的远距离大功率直流输电。直流是输电的过程。主要在不是同步运行的交流系统间的连络和海底电缆输电上。这样不会使得系统的短路容量增加, 方便了频率不一样的电力系统的联网与两大电力系统的非同期联网。通过调制直流系统的功率可以使得电力系统的阻尼提高, 防止低频振荡, 从而使得输电能力大大地提高。它的不足是直流输电线路较难将分支线路的绝大部分引出, 仅仅可以进行端对端地送电。

2. 电力电子技术的发展趋势分析

纵观以往电力电子器件的发展, 当半导体器件出现之后, 电力电子技术不断地创新发展。在电力电子的发展当中, 晶闸管等电力半导体器件所起的作用是非常大的。在70年代之后, 半控型晶闸管的系列产品的电流越来越大、电压越来越高, 它属于第一代的电力电子元器件。在半导体制造能力与电力电子技术理论研究水平不断提高的影响下, 金氧半场效晶体管、可关断晶闸管, 以及电力晶体管出现, 这属于第二代的电力电子元器件。而第三代的电力电子元器件是以绝缘栅双极晶体管作为标志的, 它的发展方向是损耗低、响应快和频率高, 这是一次飞跃。

在90年代之后, 电力电子元器件的发展方向是功率集成、智能化、模块化, 以及复杂化, 从而出现了电力电子应用的高新技术领域、后, 这在世界上是一种热门的技术。当前, 国际上不少的大企业将智能化的功率模块开发出来, 并且世界性的整流器企业也出台了比较成熟的产品。

近些年以来, 在我国科技不断进步的影响下, 日前在常州近具备自主知识产权的高压大电流外延型超快软恢复二极管芯片与非穿通型高压大电流绝缘栅双极晶体管芯片等有关的产品通过了相关部门的鉴定。鉴定专家提出, 这些产品的性能达到了世界的先进性水平, 其中, 1200V NPTIGBT产品的一些性能指标高出了世界上相同产品的先进性, 这有利于不断提高我国的电力电子技术水平。

结语

综上所述, 电力电子技术属于知识、信息和智力密集型的技术, 与此同时, 这是我国社会和经济稳定、健康发展的一个重要项目, 有利于我国社会经济的迅速发展, 尤其是电子工业的发展具有更大的意义。纵观发展前景, 以变频技术和电力半导体器件作为发展重点的电力电子行业, 在我国有关政策的鼓励下, 一定会得到更好的发展。

参考文献

[1]马克刚.现代电力电子器件及其应用[J].世界电子元器件, 2000 (7) .

[2]张为佐.电力电子技术的应用和发展[J].江苏机械制造与自动化, 1998 (2) .

光电子技术及产业发展 篇10

关键词：数字化变电站；电子互感器

一、数字化变电站的主要技术特征

变电站一次设备和保护的连接主要从CT、PT引出的电缆，根据需要，在端子箱内重新组成对应各保护、测量等回路，二次设备引入测量量，进行A/D变换后，送入CPU处理判断。CPU处理的结果，或合闸、跳闸、闭锁（不允许其他的跳合闸起作用）通过开入开出板连接到开关端子箱。在过程总线中，保护装置的功能被组合到一次设备到一次设备，形成新的接线模式。而数字化变电站一次设备的智能化改变了传统变电站继电保护设备的结构，A/D变换没有了，代之以高速通信。开关量输出DO、输入DI移入智能化开关，保护装置发布命令，由一次设备的执行器来执行操作。相比传统的变电站，数字化变电站在一次、二次设备方面有了巨大的变化。

1.一次设备智能化

随着技术的进步，一次设备出现了智能组合电器。其主要特征是：（1）模拟量就地采样在一次设备内部，电子化TA/TV的二次侧直接进行模拟量采样，实现了模拟量到数字量的转化，转化结果通过通信接口光纤为介质传输给间隔层保护/测控等设备。替代现有的直接以二次电缆传输模拟量的方式。（2）使用智能传感器通过智能传感器获得SF6气体密度等信息并通过通信接口传出。（3）使用智能操作机构以通过通信接口接受外部命令并执行，对执行情况进行记录。替代现有的控制电缆方式。同时实现智能跳合闸。（4）实现状态信息记录能够记录开断次数、开断电路等与状态检修相关的信息，并能通过通信接口外传。方便用户及时掌握装置状况信息，实现按需检修，替代现有的计划检修。2.二次设备网络化

将传统二次设备内部的小TA/TV（电流/电压变换器）以及模数变换部分改为网络通信方式[1]，装置以通信方式直接获得由一次设备采样并传出的数字量信息。对于支持网络通信方式驱动断路器操作机构及传输间隔状态信息的一次设备，间隔层保护/测控等设备就可将现有的开出和开入插件转换为通信接口插件。这些变化将使现有二次设备向通用化、网络化方向发展。

二、电子互感器的主要技术表现

数字互感器在原理与传统的互感器完全不同，数字互感器是利用光电子技术和光纤传感技术来实现电力系统电压、电流测量的新型互感器。与传统互感器相比，数字互感器具有绝缘性能好，造价低；不含铁心，不存在磁饱和、铁磁谐振等问题；低压侧不存在开路高电压危险；暂态响应范围大，测量精度高；频率响应范围宽；无易燃、易爆炸等危险；体积小、重量轻[2]。抗电磁干扰能力强等优点。光纤互感器一般以弱功率数字量输出，非常适合微机保护装置的需要。这将最佳地适应日趋广泛采用地微机保护、电力计量数字化及自动化发展的潮流。

电子式互感器包括四个不同的技术领域，即传感器技术、数据采集变送技术、高压绝缘技术和网络通信技术[3]。由于电子式简化了绝缘结构，而数据采集和网络通信可以借用现有成熟技术，这些方面已不再是研发的核心，核心技术缩小为三个方面：传感器技术、电源技术以及新增的特殊电磁防护技术。

这是基于以下考虑：①传感器技术虽经多年研发，但期望将所有优点集于一身是不现实的，一些特定传感器在具有优点的同时，总是带有一定的缺憾，各种不同传感器原理之间的相互配合互相渗透、优势互补将是一个发展趋势；一些基础器件由国外垄断、价值链留在国外、价格高出同功能互感器3～5倍、性能并不具备优势的传感器将会淡出市场。②电源技术仍作为核心技术，有两层含义：其一是作为独立式互感器，高压侧传感的无源化或自源化，正常无故障寿命周期都寄望于发展和完善自供电模式；其二是克服VFTO现象也需要隔离度更高、抗扰频谱更宽的新型电源系统，这种电源系统需要改变原有设计思路，进行技术创新。③常规的中低频、小于3千伏峰值的EMI防护组件不能适应电站特殊干扰工况，需要研发可抵御数万伏、跨越短波至微波波段的功率型集成滤波器件。

三、电子互感器发展趋势

1.新趋势1 - 结构组合化

利用电子式微功率、小型化优势，互感器更多以组件方式组合于变压器、GIS、HGIS、断路器、隔离刀等组合电器中，减少占地，降低造价，还可以通过功能复用促进一次电器本身的小型化和智能化[4]。各种传感方式，也会相互组合，优势互补，发挥整体效能。国网公司近期也提出了结构组合的指导性意见，助推电子式互感器的组合化趋势。

2.新趋势2 - 功能复用化

充分利用数据共享优势，单点配置的互感器，可供多点共享，这一优势可以体现在以下几个层面：①单点测量信息的本地共享，装在一次电器上的互感器，除了通过合并器向间隔层和站控层传递信息外，可以配置本地输出端口，为一次电器本体的智能化提供服务。一些国外开关电器，依靠本机集成的ECT实现故障开断录波和数理分析统计实现状态监测、寿命预期、故障诊断等智能化功能的经验值得借鉴。互感器可提供Goose、RS485等不同类型的数字接口，供多种测控设备共享，减少互感器多点重复安装，使设备配置更加紧凑，功能集成度更高[5]。②在不增加传感器的前提下，增配不同速率的采集器和接口方式，兼顾故障行波测距、光差保护、PMU监测专用。③合并器除了实时收集ECT/EVT测量信息外，稍作扩充，即可利用既有硬件资源收集一次状态信息将原有分散的设备状态监测网络归化到统一的以太网中，达到信息全站共享。

3.新趋势3- 设计标准化

经过多年的试用实践，电子式互感器技术优势已在一些典型电站上得到验证。但在技术进步效果明显的同时，扩展应用也面临新问题，最集中的表现是在应对恶劣电磁环境上，其深层原因是无论国内、国外，从标准体系、试验方法到设计规范，尚未完全意识到电站特殊电磁干扰的严重性，至今还没有专门针对高压电站电磁干扰方面的系统试验和理论研究，导致的结果是电子式互感器的工业标准中缺少与电站实际操作等效的试验标准和评测方法。众多制造厂家简单地瞄准现行标准进行研发，即使达到最高级别，也不能完全适应现场应用条件。

互感器的四大部件应逐渐走向标准化，具有相互兼容的接口方式，以便具有通用性和互换性，可作为标准“插接”安装于各种一次电器，达到不同厂家互感器可以更替和互换，也利于产品的维修、更换、版本升级换代。

参考文献：

[1] 王涛，郑薇，潘晨等.电子互感器在智能变电站中的应用研究[J].华章，2011，（28）：328.

[2] 马伟，张晓春.数字化变电站的建设与研究[J].价值工程，2010，29（13）：164-165.

[3] 林江明.智能电网调度自动化技术研究[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2010，27（9）：1-1.

[4] 吕鹏，黄元亮，金卓昀等.光电互感器技术分析[J].软件，2010，31（10）：27-32.DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2010.10.006.

电力电子技术的发展及应用探究 篇11

关键词：电力电子,发展,应用

电力电子技术已经发展成一门独立的技术和科学领域, 它所涵盖的范围比较广泛, 最为主要的有控制电路以及变流电路和电子器件这几个部分, 属于交叉性的学科。在新的发展时期已经成了关键的支撑技术之一。

1 电力电子技术的重要性及发展分析

1.1 电力电子技术的重要性分析

随着我国的科技不断进步, 电力电子技术的重要性也愈来愈得到了显著体现, 电力电子技术能够对电能的使用加以优化, 在其作用下可以将电能的应用得以高效节约, 这样就能够对电能的使用达到优化的目标。另外就是对传统相关产业和机电一体化发展有着改造作用, 再者就是电力电子技术的智能化可将信息化和功率处理进行统一, 进而将微电子技术与之相结合, 推动电子技术的改革发展。

1.2 电力电子技术的发展分析

电力电子技术的发展经过了几个重要阶段, 首先就是在20世纪50年代末时, 第一个晶闸管问世, 在这一阶段属于晶闸管整流时代。大功率的工业用电通过工频交流发电机来提供, 在实际的应用过程当中, 大约有百分之二十电能是通过直流形式进行消费的, 到了60年代及70年代, 大功率硅整流管与晶闸管的开发应用比较迅速, 这一阶段就是电力电子技术的晶闸管时期。从70年代开始, 在自关断器件发展中就是的电力电子技术进入到了逆变时代, 在这一时期由于能源危机就让交流电机变频调速因节能效果明显而有了很大程度上的发展, 虽然已经实现了逆变以及整流, 但在工作的频率方面还不高。

到了80年代, 集成电路技术开始从大规模和超大规模的方向得到了迅猛发展, 一些以MOSFET和IGBT作为代表的大电流以及高频和高压功率的半导体复合器出现以来, 电力电子技术在这一阶段已经进入到了发展的重要时期, 多样化的新型器件都已经应用在了电路技术当中, 同时向着复合化和模块化的方向进行发展, 在性能上更加的完善可靠, 为用电的设备高效节能等提供了重要基础。

2 电力电子技术在现阶段的实际应用探究

2.1 电力电子技术在交通运输中的实际应用

在我国的电力电子技术得到了迅速发展过程中, 已经在诸多的领域有了应用, 其中在电气化的铁道交通当中就对电力电子技术有了广泛应用, 在电气机车当中的直流机车就是对整流装置进行的应用, 而交流机车方面就是对变频装置进行的应用。另外, 在磁悬浮列车当中的电力电子技术的应用比较关键, 有着诸多的地方需要电力电子技术的支持才能够使得磁悬浮列车得以顺利的运行, 不仅在牵引电机传动方面, 在各种的辅助电源方面也需要这一技术的支持。而在电动汽车的电机方面也是需要电子装置对电力进行转换才能够起到控制驱动的作用。在船舶以及飞机等对电源的使用也有着很大的不同, 所以在对电力电子技术的应用上也比较的关键。

2.2 电力电子技术在家用电器中的实际应用

电力电子技术在人们日常生活中的家用电器方面的应用也比较的广泛, 这对人们的生活提供了很大的方便, 其中洗衣机是生活中常用的家用电器, 在电力电子技术的应用下能够代替人工工作, 只需要将衣服放进洗衣机按下按钮, 就能够通过电力电子技术的功能支持完成整整个洗衣的过程。还有就是在厨房洗碗机家用电器的电力电子技术的应用上和洗衣机的原理类似, 在空调器的电力电子技术的应用上能够起到节能作用, 实践证明能够节约30%的电能, 而电频荧光灯在工作效率上要比普通的白痴能的效率高很多。

2.3 电力节能中的电力电子技术的实际应用

在我国的经济得到迅速发展的过程中, 也在能源的消耗上付出了很大的代价, 尤其是在电力能源的消耗上比较严重。当前的工业和电力的结合已经成了发展的必需条件, 所以在电力能源的消耗上逐渐的增加, 主要就是由于电力能源而对稳定以及利用率高等诸多优点。从我国整体的工业发展情况来看, 在工业的用电方面还存在着一些不合理的情况, 尤其是在用电的效率上得不到有效提高, 从而造成了严重浪费的现象, 在当前的可持续发展理念深化背景下节约电力能源是可持续发展理念实践的一个内容, 通过对电力电子技术的实际应用能够有效的将电源的消耗程度有效的降低, 在电力电子技术的作用下, 能够对电力设备得到性能上的优化以及节约原材料的使用, 这样就能够最大化的对电力能源进行节约。

2.4 电力电子技术在发电环节中的实际应用

随着我国对新能源的开发利用, 例如风力发电以及水力发电等, 这其中就涉及到发电机的电流频率的变换, 水力发电功率要取决于水头压力以及流量, 而这对机组的最佳转速变化也会产生影响, 为能够将最大的有效功率得以实现, 就需要通过调整转子励磁电流频率促进机组的变速运行。另外在大型的发电机相对静止励磁控制方面正是采用的晶闸管整流自并励的方式, 省去了励磁机中间的惯性环节。

3 结语

总而言之, 我国的电力电子技术是在现阶段发展潜力最大的一个产业, 在这一方面上的发展进步能够有效的促进我国整体经济和科学水平的提升, 在不断的发展过程中将会在节约电能以及提高生产效率方面取得理想的成绩, 为现代化的发展提供最大化的动力。

参考文献

[1]王燕.电力电子技术及其在电力系统中的应用及发展[J].电子制作, 2014 (05) .

[2]陈建宇.电力电子技术与工业节能[J].科协论坛 (下半月) , 2011 (10) .