电子信息技术论文

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现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。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、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。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。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、电力电子技术的应用1、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kW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。2、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。3、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。4、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。5、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。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。

电子科学与技术专业，旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术。下面是由我整理的电子科学与技术论文，谢谢你的阅读。

电子科学技术专业建设研究与实践

摘 要：电子科学与技术专业，旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才，其专业建设的有效进行，不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施，同时也是从学生发展角度出发，创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点，围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述，就其有效实施对策提出了建议和意见，以供参考。

关键词：电子科学技术;专业建设;研究;实践

中图分类号：TN0-4 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2014) 12-0000-01

电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似，电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段，区别于其他专业的地方是：基于这一专业实践性强的特点，理论课课时较少，实验课程得到增加，注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。

一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点

从前文论述中，我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解，在对专业建设的有效开展进行研究之前，我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。

(一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说，对基础教育的重视是其一大特色，主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业，这样一来，在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。

(二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时，并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段，在理论教学总学时减少的条件和前提下，电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势，即在有限时间内，最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率，如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等，使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上，形成宽厚有效的专业基础。

(三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一，除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外，还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力，训练学生动手能力以及操作能力综合，为学生创造发现问题、解决问题的条件，促使学生了解、掌握研究的整个过程。

二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题

从上文论述中，我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看，虽然具备了专业训练的条件，但是专业建设效果依然不明显，现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面：

(一)口径过宽，特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科，涉及知识面较宽，包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势，将其分为两个方向，学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业，促使其向更深更高的层次发展，但是从课程设置的具体情况来看，绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术，甚至和计算机等专业差别不大，口径过宽，特色不明显。

(二)师资力量有限，硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比，算是新兴专业，加上电子信息技术的不断发展，各类新器件以及新技术层出不穷，有着扎实专业基础及教学经验的教师较少，刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多，师资力量有限，结构合理性不足。

(三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说，虽然占据了大部分课时，但是课程实训及实践的内容太过于单一，并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看，绝大多数都是验证型实验，学生要面对的是一成不变的试验箱，进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可，完全没有设计型、研究型实验的项目或内容，尤其是是专业实习和毕业设计环节，校内外实习基地的建设也不够。

三、电子科学技术专业建设的有效措施

随着课程教学改革以及市场发展的推动，电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视，各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革，但是从专业建设的现状来看，依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此，笔者结合自身经验，就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。

(一)突出特色，加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题，建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境，对课程体系以及教学内容进行改革，尽可能突出专业方向，如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分，强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性，促使实践教学能够贯穿于整个教学过程，突出培养学生的专业实践能力。

(二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外，还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标，加强实践教学的质量及效率，构建独立有效的实践体系，确保实验场所硬件配置的有效性，尽量保证开放的时间;其次，还应加相应实验室的文化建设，转变考核测评手段，调动学生积极性;此外，还应明确实验教学具体内容，摆脱传统实践教学模式，引起研究型实验;最后，教学还应充分发挥指导作用，建立学生科技活动小组与学生科技创新中心，为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。

(三)加强师资力量，提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下，建议理论老师和实验老师不分开，每周进行一次教研活动，就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次，学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度，定期组织教师进行学习，对新兴的技术及设备进行学习和了解，不断丰富教师的知识层次，为教学水平的提高及专业建设的有效进行，奠定师资基础。

参考文献：

[1]王健，樊立萍.电子科学与技术专业建设的研究与实践[J].中国电力教育，2011(20)：56+68.

[2]王伟，杨恒新，蔡祥宝.电子科学与技术专业“学?研”结合型人才培养方案的研究与实践[J].中国科技信息，2012(09)：218+220.

[作者简介]余东杰()，男，江西鄱阳人，助教，本科，研究方向：电子科学与技术。

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