电气应用论文范文

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第1篇

在我国社会生产过程中，涉及到电气自动化的行业很多，比如说农业、工业、高科技行业等，这些行业的生产活动都会涉及到电气自动化。而对于电气自动化本身来说，它涉及了与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等多个领域。正是因为电气自动化涉及的行业很多，所以说电气自动化对我国经济的发展具有深远的意义，它是我国实行低碳经济发展的关键之一。另外，电气自动化系统的组成主要包含了传输信号的接受部分，这个部分主要就是负责信号的接受与传递；接着就是信号处理部分，这个部分是负责处理接受到的信号，通过处理可以继续地传递；最后是信号的传出部分，接收的信号通过处理还要传递出去，他们共同构成了电气自动化系统。

2电气自动化在电气工程中的具体应用

2.1在电网调度中应用电气自动化随着科技的发展和社会的进步，电气自动化被广泛地应用到很多领域当中，其中电气自动化也广泛地应用在电网调度中。电网调度是一个非常重要的工程，它具体指的是通过服务器来实现电的调度，而电气自动化帮助电网调度实现了自动化。这种调度自动化系统表现出了比较强大的功能，主要表现为它可以很好地保障电网运行，这个功能的实现主要是依靠了电网运行过程中的经济调度；同时电网调度自动化可以实现系统负荷情况的预测，这个功能的实现主要是依靠监测和分析电力生产过程中的数据，对系统负荷的预测能够有效地保护系统，保障系统正常运行；而且电网调度自动化可以很好地、迅速地确定整个系统发生故障的地方，大大地提高了系统故障排除效率。总而言之，电网调度自动化是整个电力系统提高运行效率的有力保障。

2.2在发电厂发散监控系统中的应用在现代生活中，电跟人们的生活是密切相关的，电成为了人们生活中的不可或缺的生活用品，它的重要性不言而喻，这就意味着发电厂的重要地位。发电厂是整个电力系统运行的重要支撑，因此发电厂的安全运行和高效率运行是非常重要的，而在发电厂中通常采用发散监控系统来保障发电厂的正常运转，在发散监控系统中，主要是通过以太网过程控制单元以及相应的数据通讯来实现发电厂的发散监控，而且这种发散监控系统一般采用分层结构。发散监控系统发挥着重要的作用，它不仅可以监视设备的实时运行状态，这可以作为判断设备有无存在故障的标志，这样就能有效地提高发电厂设备的使用寿命，大大地改善了发电厂的效益。

2.3在变电站中应用电气自动化随着电气自动化的发展，这种自动化技术被广泛地应用，变电站也采用了电气自动化技术。变电站是整个电力系统中的一个重要的环节，特别是变电站的运行管理是非常重要的，而目前变电站就采用了自动化技术来进行运行管理，很大程度地提高了变电站的运行管理效率。变电站的运行管理主要是通过信息处理技术与自动化技术相结合来实现的，而且形成了自动化系统，自动化在变电站中的应用具有很鲜明的特点，即人工操作被智能化的操作界面所代替，它推动了电力系统又向前迈了一大步，具有划时代的意义。

3电气自动化在电气工程中的不足及改进策略

3.1电气自动化在电气工程中的不足任何事物的发展都具有双面性，在发展的过程中都会伴随着一些问题，电气自动化的发展也比例外。虽然电气自动化在电气工程中展现出了强有力的优势，不仅可以很好地提高系统的运行效率，而且增强了电力系统的预后。但是电气自动化的发展还处于比较初级的阶段，很多相关的技术还不是很成熟，仍然存在一些需要解决的问题，在电力系统运转过程中，电气自动化常表现出的问题有它不能很好地满足现代电力系统中的一些要求，同时也不能比较有效地负载现代电网，而且常常会遭到雷击的破坏，容易受到电磁的辐射和干扰，严重地影响了整个电力系统的运行。这些现行的问题都是需要不断地解决和完善的，这样才能保证电气自动化发挥更大的效用。

3.2完善电气自动化在电气工程中不足的策略由于电气自动化的发展还存在一些需要及时解决的问题，所以科技工作者还要进一步的努力，不断地完善电气自动化现行存在的问题。其实，要想解决电气自动化存在的问题无非要从技术攻关和科技理念入手。笔者认为统一系统开发平台是一个相对有效的措施，因为统一系统开发平台可以降低设计所需要的时间和费用，并且方便进行系统实施和测试；另外，要想完善现行的问题，还可以加强电气自动化的人性化设计，改变并完善设计理念，应该从现阶段技术与时代精神相符合的程度来进行电气工程自动化系统设计，要更多地考虑人性化电气自动化设计，最终才可实现电气自动化地迅速发展。

4电气自动化的未来前景

电气自动化在工业生产中的应用会越来越广泛，它在电气工程中的应用已经得到了很好地证实，而且在未来的一段时间里将会得到更进一步地发展。比如说可以实现电力设备的智能化，实现电力系统的在线检测，这主要是在电气工程方面的前景。另外，电气自动化与人们的生活存在着密切的联系，无论是能源节约、安全生产，还是环境保护都与电气自动化存在着尤为密切的联系，特别是在我国推行低碳经济发展时，更需要发挥电气自动化的强大的作用，先进的电气自动化技术有助于我国各个行业的节能减排，同时在实现高效增产、减少能源消耗和环境污染方面发挥着关键的作用。低碳经济是我国未来经济发展的必然趋势，是实现我国可持续发展的必经之路，而低碳经济的发展需要依靠电气自动化技术。因此，电气自动化技术必然会迎来其发展的辉煌时刻，而且在经济全球化和环境保护成为世界性话题的今天，发展低碳经济不仅是中国发展的目标，更是全世界各个国家经济发展的必经之路，而电气自动化技术自然会在全世界各个国家快速发展。

5结束语

第2篇

在专业人才准确“画像”的基础上，形成符合行业需求、岗位要求的应用型人才培养方案——“塑像”。我校电气类相关专业根据“画像”，优化人才培养方案，整合课程形成新的课程体系，加强网络课程、优秀课程建设，实践能力培养从“满足学生实践能力基本训练需求”转入“提升学生综合训练和创新训练的质量和效果”，完善“三级”大学生创新训练体系，加强教学过程设计、管理、评估等环节，探索多种应用型人才培养模式，并逐步完善以适应高级应用型人才培养需求。

2课程整合优化，强化专业基础能力培养

应用型人才培养的关键是能力的培养，而基础能力培养又是其他各种能力培养的重要前提。调研发现，有相当一部分电气信息类专业的毕业生在择业、就业时连专业相关的基本能力和基本素质都很缺乏，在就业时就失去了专业的优势，专业领域实力与竞争力明显不足。因此，适应应用型人才培养的课程体系就显得尤为重要。我校电气信息类相关专业以此为人才“塑像”、课程体系整合优化的重要依据，形成了“通识基础+学科基础+专业核心+实践、创新训练环节”课程体系框架，进行课程整合优化，加强网络课程、优秀课程建设，提升学生综合训练和创新训练的质量和效果。如独立出“模拟电子线路”、“数字逻辑电路”课程的课内实验与EDA课程相结合，进行课程整合与教学内容、过程管理、评估考核等方面的创新改革，设立“模电实验”、“数电试验”课程，将传统的课内实验与专业常用的软件工具（如Multisim、Altiumdesigner）相结合，要求学生在进行相关课程实验之前需要用相关的专业软件进行仿真或画出原理图，并调整实验内容增加综合性设计实验，加强过程管理、考核。又如，调整传统的电子实习内容，增强学科基础与专业核心课程、实践创新等的联系，具体做法是将传统的焊接、调试收音机和数字万用表的实习内容调整成利用“模电实验”、“数电试验”课程所学的专业相关软件进行原理图绘制、PCB版图设计，单片机开发套件（我校自行研发）焊接、测试、软硬件联机调试等内容，为后续的“单片机原理及应用”、相关课程设计、综合应用开发、毕业设计及创新训练等做准备，这不仅加强了前后课程衔接，还在实践应用中强化了学生的专业基础能力培养。再如，整合“传感器原理及应用”与“虚拟仪器”课程，增设“检测技术综合训练”环节，以综合项目设计形式将传感器应用与LabVIEW开发平台结合，增强学生的系统设计、工程素质意识，培养学生团队协作精神。

3完善创新训练体系，注重应用型人才工程实践能力与创新意识培养

创新训练包含两个层面的含义：

（1）人才培养模式的创新，以往本科生教育更注重理论学习，而进实验室进行项目化的综合训练机会相对较少，创新训练让更多的学生有机会进入实验室得到实践训练；

（2）真正意义上的创新训练，包括各类创新实践活动及各种学科相关竞赛活动。不管从哪个层面来说，创新训练都成为应用型人才能力、素质等培养不可或缺的重要途径和有效方法。完善省级、校级、二级院系组成“三级”创新训练体系，为应用型人才工程实践能力、创意意识、综合素质培养提供了制度上保障与激励。电子电气工程学院在省级大学生实践创新训练计划、校级实践创新训练计划的基础上，总结多年经验出台了二级院系层面的“实践创新训练计划实施办法”、“学科竞赛组织实施办法”等条例，开放创新实验室，成立了以学生为主导由经验丰富的教授、副教授等为顾问的科技协会，积极组织开展各类科技创新活动，引导学生积极参与科学研究、技术开发和社会实践等创新活动，充分发挥学生学习的主动性、积极性和创新性。这些办法的实施有效地激发学生求知欲望、实践创新意识，培养了一批专业基础扎实、工程实践能力强、有一定研究基础的、综合素质高的应用型人才。先后多次斩获“中国机器人大赛暨RoboCup公开赛”特等奖、一等奖，江苏省大学生机器人大赛冠军、一等奖，江苏省大学生实践创新“最具潜力项目奖”、江苏省普通高校本专科优秀毕业设计（论文）优秀团队、优秀毕业设计，飞思卡尔智能车华东赛区二、三等奖等众多赛事奖项。

4教育教学内容改革创新，强化过程设计、管理与评估

课程体系整合优化完成后，为达到好的教学效果，相应的教育教学内容与教学方式的改革创新也就成为至关重要的一步。教学内容改革注重认知规律、实际应用，以实例、综合性设计等讲解相关知识点等。如电子信息工程专业与电子科学与技术专业的“FPGA系统设计”课程授课内容组织时不受教材的制约，而注重认知规律，循序渐进，逐步推进，减少传统的硬件结构讲解，以实例讲解硬件描述语言，在应用中提升学生的学习兴趣，将枯燥的记忆与实际练习相结合，加深了学生的记忆。在教育教学方式方面打破传统的理论教学和实践教学分离先讲理论后做试验的教学方法，将上课地点安排在实验室，采用边讲边练和竞赛式实践操作的教学方法。这种“练中学，学中练”、“竞赛式”的教学方法，提高了学生的学习兴趣、提高了学习效率、提升了教学效果与教学质量。又如“单片机原理及应用”课程作为推广试点，经过教学内容整合、教学环境及教学方式改革，在电气工程及其自动化专业先期开展，取得了与“FPGA系统设计”课程同样的预期效果。

5探索多种人才培养模式，促进应用型人才培养

第3篇

(一)现状分析

以往的课堂教学主要围绕“教师、书本、课堂”为主体，即以教师讲授为主，严格按照教学大纲中规定的教学内容和学识进行授课，然后安排一定学时的实验，期末进行理论考试这种模式完成教学任务。尽管教师在课堂采用了多种模式的教学方法，但是讲授的一些电气传动原理图对学生来说还是比较抽象的，导致学生在日后的工作中对实际的电气设备感到十分陌生，并不能很好地跟课本所学知识联系起来，且目前这种按照课本编排顺序平铺直叙讲述的方式，使得各门课程之间的联系较弱，各科教师之间交流较少，各自完成各自的教学任务，缺乏统一性和连续性。有时甚至出现专业课程与相关基础课程同时进行甚至超前的情况。这就造成学生的知识结构分离，无法从整体上掌握各门课程之间的联系，从而无法具备完备的实践、研究、创新能力。

(二)教学改革

在教学方式上，改革传统的“以主讲教师为中心”、“以课本内容为中心”、“以课堂学习为中心”的教学方式，灵活运用教学方法，充分调动学生的学习自主性。教师课堂讲授内容不一定对教材面面俱到，应有选择性、针对性的讲解，讲思路与方法，讲学科前沿发展，将自己的科研成果融入课堂，传达创新意识。建议多用讨论式教学，不是要学生简单认同，而是鼓励学生思考、分析知其所以然，从而达到发现和创造的目的。注重习题课，巩固知识的学习。在专业课教学上，有科研项目或者来自企业的兼职教师可结合自己正在研究的课题进行“项目驱动教学法”。由项目负责人选择项目，教师集体备课，根据项目确定讲授的内容和训练计划。在这个过程中，学生成为学习的主体，教师起引导和参谋的左右，强调学生分析、解决实际问题能力的养成。通过这一系列的训练，能够使学生意识到理论科学与实际的距离，体验实际科学研究过程的复杂与困难，克服长期被动学习而产生的知识吸收性疲劳，有利于开发创新能力。还要特别注意课堂延伸训练，比如课后作业要能够激发学生的探索欲望，需要学生通过查阅大量资料完成。

二、课程创新

(一)现状分析

课程体系承载着将人类社会在科技发展中创造积累的科学认识逐步转化为学生认识的责任。科技发展后必然要对课程体系提出丰富其内容、深化其层次乃至取代业已陈旧的知识体系的要求。该院电气工程专业自建立以来，致力于培养电力系统及其自动化，电力电子与电力传动和高电压工程等方面的工程管理、设计研发、设备运行维护的高级技术人才，其主干课程“电机学”“电力系统分析”“电力系统与继电保护”“电力系统综合自动化”“高电压工程”等作为专业核心课程在专业学习及生产实际中固然占有重要的地位，然而随着当今科技的发展，该课程体系的刚性和单一性、课程结构的衔接不力、教材内容的不及时更新和大量重复，致使学生自主接收新知识的空间受限，从而使创新能力的培养受到限制，这样培养出的应用型人才无法满足社会第一线的需求。

(二)课程改革

1．优化人才培养体系。

优化人才培养体系包括优化课程体系和安排科学合理的课程设置，这是实施应用型人才培养的基本途径。重庆理工大学根据应用型人才培养目标，转变过于强调基础课程体系的系统性和完整性的想法，坚持基础教学要为专业教学服务，为相通相近学科搭建基础课程平台，按学科专业有针对性、选择性地设置基础模块。以课程群的方式将全部核心课程有机地结合起来，避免相关课程之间的内容重复，减少学时冗余，同时有利于教师以相互有机联系的方式传授知识。与企业共同开发专业课程，适度加大实践课程模块学时比例，提高学生从业过程的社会适应性。着力构建与理论教学体系相辅相成的、循序递进的多层次实践教学体系。对于电气工程专业而言，构建以工程设计为主线，以科学研究和工程训练为依托，以综合实践为助推的现代工程实践教学体系。根据电气工程行业对应用型人才的需求，修订新的教学大纲，制定人才培养计划。新大纲和培养计划将科学划分专业知识体系、通识体系和相关知识的比例问题;注重课内与课外、学校与企业的结合问题;加强师资建设，优化知识结构;创建高规格的实训基地、校内实验场所，建立新颖完善的产学研合作教育实践教学体系，多渠道培养学生创新能力;根据教学计划把企业专家请进教室，丰富行业知识，创新课堂教学形式，完善教学环节和改革考核制度。

2．提升教材质量。

教材是进行教学工作的知识载体，是体现教学内容和教学方法的基本保证。只有通过不断实践革新，才能不断提高质量。教材建设方面形成一个专门的教材研究小组，在总结多年教学经验的基础上，通过查阅大量相关文献和专业学位论文，特别是专业性较强的课程需要跟踪国内外理论与技术应用的最新成果，结合本专业学科建设成果，将突出的科研项目编入教材，将教师最新的科研成果编入教材。这样，一方面加深学生对所学知识的理解，为创新能力的培养做铺垫;另一方面，能够促进学生积极参与本专业学科建设，提升学校学科专业水平。

三、师资创新

(一)现状分析

目前教师队伍建设相对滞后，特别是实践教学师资。由于电气工程专业具有较好的就业前景，使得学生的就读愿望非常强烈，这就出现了学生特别多，师资很有限的情况。我系每位老师平均每年要承担5～6门课程，同时还需要承担这些理论课对应开设的实验课，因此教学任务繁重，教师无暇顾及自身专业方面的素质提升。对于一些缺少工程经历的教师，若将他们定期轮流地送往企业培训，目前还缺乏经费的持续支持和制度的长期保障。这种现状使得现有教学队伍整体缺乏对新技术的了解和掌握，从教师方面就开始与应用脱节，更谈不上与实践相结合的创新。由于专业实践方面的需求，我院尽管也从行业、企业中聘请了一些兼职教师，但因人事管理制度和经费制约，比例相对较小，满足不了实践教学的需求。对于新引进教师政策方面，过分强调了学历、职称等条件，这无形中弱化了对工程经验和技术水平的要求。

(二)师资改革

教师的实践技能水平如何，直接关系到实践教学的效果。应加强对专业教师实践能力的培养，从政策上鼓励那些直接从高校毕业的青年教师分期分批到专业相关的生产第一线去锻炼，增加实践经历，尽快将理论知识融会贯通到实践中，从而完善知识结构，及时了解企业、行业新技术，了解学生就业的新需求。从政策上鼓励教师与企业开展横向课题合作，共同参与企业科技攻关项目，激励科研成果向生产转化。要合理利用从行业企业聘请的兼职教师。他们大都具有很强的工程背景和实践能力，更了解社会对人才的需求，同时对本行业企业的技术前沿追踪得非常紧密;他们对学生的实际应用能力的培养不可替代，同时又可担任青年教师工程技术指导顾问;他们是联系企业和高校的桥梁，对促进校企合作、开展横向课题研究都起着关键的作用。强调把“行业企业专业实践经历”作为应用型大学教师入职需考虑的重要因素之一。作为应用型大学的教师，不仅要具备较高的学术水平还应具备较强的应用能力，这样才能培养出合格的应用型人才，这也是创新教育对高素质创新型教师的要求。在新近教师培训中，要指导教师善于挖掘学生的潜能，鼓励教师不断接触新事物，用自身的创新意识、思维去感染学生、带动学生，从而培养学生创新精神。

四、实践创新

(一)现状分析

为保证应用型人才特定培养目标的实现，必须要注重学生实践应用能力的锻炼，而很多高校在实训基地层面没有太多的财力支持。很多企业受生产压力、经济效益等因素的影响，既想让新招的应届生具有工程经验，又不愿承担人才培养的社会责任，因此学生没有真正结合企业生产实际的工程实践训练，没有感受到所学知识的实际工程意义和价值。近年来，随着强调基础课程的加强，强调通才教育而忽视学生专业技能培训，工科教育理科化的倾向不容忽视。在系列课程实验的设置中也存在一些问题，大多数都是以成熟的验证型实验为主，成为了理论教学概念的可视化手段，甚至沦为理论教学的附庸，整个实验过程需要学生参与思考的部分较少。在传统的实验教学中，学生大都采用专用实验台进行操作，这将导致学生在面临真正的工程实践中出现各种各样的问题时无法适应，原因在于他们仅仅是进行机械的操作而缺乏真正的思考。

(二)实践改革

1．将仿真技术引入理论教学进行验证性教学。

在课程的初级阶段，通过理论性学习，并在此基础上进行验证性实验，对于学生更好地掌握科学规律并从中发现问题起到良好的辅助作用。目前，有关电气方面的仿真软件有MATLAB、SABER等，它们各有所长，针对不同层次的仿真。采用仿真教学可以避免因错接电路或电路中可靠性问题引起的失败，提高了学生的仿真技能。从而给学生更多的机会去进行理论、结构方面的创新验证，同时也节约了实验平台建设所需要的费用。

2．从教材入手以设计性实验为主进行实验教学。

打破以往以验证性实验为主的内容，充分利用实验设备，组织有实践经验的教师编写实验讲义。以实验项目的形式进行课时分配，每个实验项目根据难度分为不同层次，依次为验证性实验、仿真实验，设计性实验。设计性实验又可以分为必做实验和选做实验两部分，在设计性实验中只给出设计参数要求或功能要求，给学生更多的创造性机会;选做实验主要针对那些创新实践能力较强的同学。通过实验课教学，有助于学生正确理解和掌握理论，提高学生学习兴趣，开拓学生思维创新能力，为不同能力的学生提供不同的施展平台。以项目的形式开发实验课程还有助于学生形成整体的工程设计思路，对所学知识体系能够形成统一的整体从而达到融会贯通，真正提高学生的实践创新能力。

五、结束语

第4篇

以及经美国汽车协会认证为汽车工业的合格供应商。产品已被广泛地应用于通讯产品、军工产品、航天工业、汽车电子等高可靠性需求的场合。相信在国内汽车电子工业里，道康宁系列硅胶也能为获得出色的高可靠性而提供最佳的解决方案。下面即对汽车电子用硅胶加以介绍。

汽车电子与保护材料

汽车行驶于道路上除了须藉由充沛的动力系统驱动外,更有赖于其灵敏与复杂的操控系统控制，使汽车能安全地在最佳条件下行驶。操控系统是一部汽车的神经中枢，它包含许多复杂而精密的控制机构和控制模块，藉由各种输出、侦测、诊断、反馈等讯息操控系统指导着各部件的运作。随著汽车工业与电子工业的发展与结合，各种电子式控制机构和模块逐渐被导入操控系统中以获得更精准、更敏捷的控制,从而提高汽车的性能。

汽车行驶于道路时必须承受风、砂、雨、雪、高低温、振动等各种地型天候与污染物的侵蚀。因此各种精密的电子式控制模块必须藉由适当的保护材料来保护以确保它的稳定性和可靠性。在汽车电子应用领域中对保护材料的选择除了基本要求绝缘、防潮、防污、防蚀、导热等特性外，特別要求具有低应力和耐热、耐寒等性能。有机硅材料因为同时具备这些性能，因此在汽车电子领域中的应用特別受到重视，在汽车电子中的应用领域也越来越广。

有机硅的特性

有机硅是一种人工合成，结构上以硅原子和氧原子为主链的一种高分子聚合物。由于构成主链的硅-氧结构具有较强的化学键结，因此有机硅高聚物的分子比一般有机高聚物对热、氧稳定得多。尽管有机硅在室温下的力学性能与其它材料差异不大，但其在高温及低温下的物理、力学性能表现卓越，温度在-60到250℃多次交变而其性能不受影响，因而有机硅高聚物可在这个温度区域内长期使用。有些有机硅高聚物更能在低至-100℃下正常使用。又由于有机硅分子内有偶极作用，它能有效缓冲和减弱外部电场的影响，从而对连接在硅原子上的羟基有保护作用，使之不易受物理因素或化学试剂的侵蚀。用聚有机硅氧烷制成的各项产品除基本具有耐腐蚀、耐辐照、耐高低温外，还具有低吸湿性、高绝缘电阻、低介电常数、低应力、减振、环保、低毒性、难燃、和可返修等特性。因此有机硅被制成各式各样的粘接密封剂、灌封胶、绝缘涂料和硅脂等成品应用于各种电子装置中。

有机硅材料在汽车电子上的应用

有机硅应用在汽车电子装置上有：粘接与密封剂、灌封胶、凝胶、绝缘涂料、导热胶等材料。这些材料被用于保护发动机控制模块、点火线圏与点火模块、动力系统模块、制动系统模块、废气排放控制模块、电源系统、照明系统、各种传感器、连接器等等。

粘接与密封剂：使用在各类控制模块中做为对线路板上元器件的粘接固定,或是对大型元器件,例如电容、电感、与线圈做辅固定以防止元器件因受振动而脱落,有固定与减振的功能。另外也用做模块外壳粘接与密封,起到密封、防潮、防污、防蚀的功能。若使用导热性粘接剂则同时具有粘接与散热功能,可以用来固定功率器件或粘接散热板以达到粘接与散热功能。道康宁DC7091在各类控制模块外壳的密封、连接器的粘接处得到了广泛的使用。发动机控制模块中线路板与铝质散热外壳间的粘接则是导热性粘接剂的典型应用，道康宁1-9226导热粘结剂非常受欢迎。

灌封胶：使用于各类控制模块上,对元器件做整体、一般性的灌封，以达到防潮、防污、防腐蚀的基本要求。使用有机硅灌封胶可达到减低应力与承受高低温冲击的功能。对于高功率的控制模块则采用导热性灌封胶,以达到散热的功能。雨刷控制器与电源系统模块等器件广泛的应用了有机硅灌封材料。HID(HighIntensityDischarge)灯模块的灌封就是典型的应用。HID模块包含了点火器和转换器。使用的灌封胶必须具有良好的粘结性能和优异的介电性能，能防尘和防渗水，起到足够的绝缘保护作用；灌封胶必须比较柔软，能防止焊点的脱落；由于模块内部含有一些发热元件，所以灌封胶需要具有一定的导热作用；为了防止挥发性物质在灯管和折射器上发生雾化，灌封胶最好是精炼型的；最后灌封胶必须是UL94V-0阻燃级别。道康宁SE1816CVMA&B双组份灌封胶应用于HID模块中就非常合适。

凝胶：凝胶灌封材料是汽车电子装置中的最主要用胶。功能与灌封胶相似,但提供更进一步的减低应力与减振的功能。对于精细线路在承受振动和承受极低温的情况下的线路保护特別具有功能。有机硅凝胶灌封材料的极低应力与有机硅原有的绝缘、防潮性能使得有机硅凝胶灌封材料成为汽车电子中主要的灌封保护材料。保护发动机控制模块、点火线圏等便是其中典型的应用。而最先进的汽电共享发动机的动力模块更使用了道康宁SE1885MA&B低温有机硅凝胶做为其灌封保护材料。这种灌封材料需要具有优异的防尘和防渗水性能，并且要求柔软度高，可以保护连线不受应力影响，甚至在-55℃环境下依旧保持高柔软度。

绝缘涂料：涂布于各类控制系统或模块中的线路板上或半导体元件上,以达到防潮、防污、防蚀的目的。也可以涂布于电压或电流较高的电极上以防止跳火与短路。通过涂覆，能够使线路板和元件表面形成一绝缘和防潮层，也避免污染物引起短路，减少元器件与环境的接触并延阻腐蚀。并且保护电子装置中的金属接点免受环境的损坏，从而使产品的耐环境可靠性有一个质的飞跃。保护各种模块中的线路板和传感器等是其中典型的应用，例如雨刮器中的线路板就可以使用道康宁3-1953无溶剂型敷形涂料加以保护，起到防水及其它液体的侵蚀。

导热材料：各种电子式控制模块中有许多高功率元器件在使用中会伴随产生大量的热,这会使得模块在工作中温度逐渐升高。为避免温度过高而损坏元器件和线路,必须有适当的散热途经以维持控制模块于适当的温度中工作。无论采用何种散热途经都必须使用导热材料做为介质来减低界面接触热阻,增加散热效能。有机硅材料中包括具有导热性的粘接剂、灌封胶、凝胶灌封材料,其中导热粘接剂被用来粘结固定功率组件与散热片。导热性灌封胶和凝胶被用来做为模块灌封,在发动机控制模块和动力系统模块中便使用了该技术的材料，例如道康宁1-9226导热粘结剂。

第5篇

这种新型器件的有效性将在一种超高频低噪声放大器LNA中得以展示，这种放大器对在汽车制造业中使用非常理想。

现在各种各样的汽车系统都利用了RF技术，包括无键遥控输入（RKE）、GPS、卫星数字式声频无线电服务（SDARS）和轮胎压力监控系统（TPMS）。这些系统中的每一个都要求射频模块具有成本低、耐用度/强度高的优良性能（表1）。

由于RF器件按照越小的尺寸为越高的频率所使用的这一规定，所以当击穿电压下降（从典型值50V到3V左右）的时候，它们有呈现出更高的电流密度（在一个典型的晶体管的工作点上大约3mA/µm2或300,000A/cm2）的趋势。

击穿电压和最适宜的电流密度是由集电极的厚度和所掺杂质决定的。对于一个高转换频率，集电极必须要薄。为了得到高增益，所有内部寄生电容必须要小，这是横向尺寸规格缩小的推动因素，但是同时也使晶体管的ESD更容易损坏。

严格的晶体管ESD损坏机制研究表明在器件ESD的强度上仍有提升的空间。分立的BFP460晶体管加入了一些这样的研究结果，目的是承受当达到23GHz的截止频率时1500V的人体模型（HBM）脉冲，在1.8GHz时有17.5dB的最大稳定增益和1.1dB的最小噪声数字。

最广泛被使用的ESD测试标准是HBM，详见MILSTD883D。在这个标准中，一个100pF的电容被参考电压VREF充电。随后参考电压被断开，在测试中，当当电容经过一系列的1,500Ω电阻接到待测器件上的时候又会被充电。这个电路装置可以被看成电流源。

当参考电压为100V时，被用来作为对ESD来说具有器件体积小和灵敏度更高的低噪声晶体管，而当电压达到5,000V时，则被用作较旧式的，较低性能的大体积晶体管。DUT被认为是一种评定特殊ESD等级的方式，即在电压值为VREF的时候，它能经受得住这些测试的考验，且其性能没有下降，也没有出现故障。尽管ESD测试如今也可能用到晶片上芯片等级的评定上，但作为代表的是其已在封装器件中得以使用。作为一种对人体标准可供选择的方法，传输线脉冲测量（TLP）经常被用来估计ESD的容限。

一个ESD脉冲最好被理解成器件内部的一个急剧电流波动。对于第一阶的近似值来说，假设在器件经历这个电流波动期间整个事件发生的非常快以至于热量都来不及传播和消耗的话，它就是有效的。结果，由ESD感应电流波动引起的温度上升与电流密度的平方成正比，而且电流密度存在一个极限值，超过这个值实际上就会使器件中的硅熔化。

事实上，硅材料的融化会导致器件故障。由于电流密度是导致器件故障的关键一条，所以具有较大发射极边缘面或面积的晶体管就比小一些的更耐用。与普遍看法相反，在集电极－发射极之间的击穿电压VCEO与其阻抗和ESD损坏并没有相互关系。

为了提高耐用性，RF集成电路设计师们已经开发了ESD内部保护结构，用来帮助保护ESD灵敏的RF输入和输出端免受有害ESD事件的影响。但比较遗憾的是这些保护结构也在RF端加入了寄生电容，电感和损耗，因此导致其性能下降，同时也使得这种结构不适合与分立器件（对性能要求更高）一起使用。

在一个像双极晶体管这样的三引脚器件中，经由器件的任意两个引脚一共有六种可能的方式来应用ESD脉冲，而未使用的器件引脚仍然是开路（未连接）。通常当ESD脉冲反方向接在PN结两端的时候晶体管最容易损坏。而依赖于特殊半导体工艺技术，集电极-基极结通常是微弱的连接在RF晶体管上。

在发生ESD期间，基极-集电极的空间电荷被压入高度掺杂质的底层（或RFIC中的隐埋层）。这种情形与所谓的Kirk效应非常相似。几乎整个晶体管的电压都加在了集电极地层，增强了这个区域的磁场强度（集电极区域的自由电子密度已经超过了掺杂密度）。因为集电极的自由电荷必须被极性相反的电荷补偿，它们能够中和的唯一的区域就是高度掺杂层（或隐埋层）。就硅而言，如果这个磁场达到了大约3×105V/cm的内部击穿磁场强度的时候，那么大量的撞击离子就出现了。形成了更多的自由载体（电子和空穴）并发生逃逸，同时外部电压击穿。在VCEO突变后的这种作用在参考1中被称为“二次激变”。

ESD脉冲包含的大多数能量都被释放在磁场强度最高的地方，这一点增加了局部器件温度。由于具有内在传导机制，这反而又增加了自由载体的数量。借助于一个正反馈机制这个过程就这样周而复始的继续下去，结果，电流会逐渐聚集一个越来越小的点上，随后硅材料会被融化并烧毁。

在某种程度上，电流路径上一系列分布阻抗能够帮助避免ESD感应波动电流的聚集。

一系列的阻抗使得波动电流呈分布状态，并能帮助避免随后的破坏发生。晶体管单元的细心设计也能帮助避免此类破坏作用。例如，晶体残缺不完整，边缘过于锋利，拐角的断开都可以导致局部电场强度增加，这些缺陷都是应该被避免的。

一个减少ESD感应磁场的直接方式是通过选择降低层中掺杂质的密度，用来分散相反极性的电荷更加深入的进入层内。可遗憾的是，这种方法影响了层阻抗（和RF性能）。一种更好的方法是在底层和集电极区域之间插入一个过渡层。这个过渡区域的掺杂质密集度要比活跃的集电极区域高，但是要比底层的低；尽管如此，它必须要足够高到使这个过渡区在正常的工作中可以被当作一个层（图1）。这种设计方法被运用到了BFP460中用来把ESD的容限从300V提升到1500V（具有64um2发射极区域的封装器件）。

仿真性能

利用DESSISCAE仿真器可以获取更多ESD的机制。过程仿真器DIOS作为基本射频晶体管单元分析的第一步，可用在两种配置下，即带有或者不带缓冲层。在ESD仿真中，要为物理模型设计一个HBM电路，且电容器的放电可以在时域内计算出来。由于反向脉冲负载下的基极－集电极的性能很差，因而常用来做分析。

参考电容可以达到3000V并且最高电流密度可达到12.6mA/µm2。（图2）对于普通的晶体管，场的异常高区域通常在集电极衬底层边缘处，然而可以利用缓冲区来有效的降低它，这是由于ESD电流中的自由电子的补偿作用分布的更深更广。而且在内部基极连接处，很高的电流密度也会导致高能电场的产生。通过对很多案例分析发现，该处的硅已经融化了。

图3中的电流－电压（I－V）曲线显示了缓冲层的作用。曲线是在很多时间段上绘制的，利用箭头合标记来标明时间的发展方向。雪崩效应和电压崩溃的并发造成了曲线前端的不稳定，这是由自由空穴引起的但不影响ESD分析。带有缓冲层的器件具有负斜率的I-V特性：如果雪崩效应在一点变得强烈，该处的电压会上升。如果电压稳定并均衡，就不会出现电流拥挤的现象。

在分散的射频晶体管的生产向英飞凌的新流程“自排列双极性方法”的过渡中，有机会对BFP460做新的设计。在新流程中，发射极是利用对n极层的沉积来取代以前掺杂砷的方法。该方法严格控制生产过程的参数，并在参数的小范围内实现对晶体管高容量运行的控制。

例如平板射频晶体管的直流电流增益（hFE）通常在一个很宽的范围内分布，但在BFP460的生产中，却在很小的范围内（100到150之间）可控。

第6篇

PPTC器件技术已广泛应用于便携式电器、手机、计算机和远程通信设备的过流和过热电路保护设计中。汽车电子技术委员会推出的有关无源部件的新标准，推动了PPTC电路保护技术在汽车工业中的应用，主要针对电子电路和机动附件，如电动车窗、电动座椅、天窗控制和远程信息处理装置，旨在降低成本及提高可靠性和功能性。

电机驱动和控制装置要经受某些严酷的工作环境，而且要求能够连续和可靠地运行。现场的故障是无法避免的，选择正确的电路保护策略将有助于确保产品的可靠性，并将制造商和客户的维修成本控制在最低。采用泰科电子公司Raychem电路保护部提供的PolySwitchPPTC可复位电路保护器件，开发出更为稳固和可靠的产品，在电机的驱动和控制系统中能对某些常见的故障提供保护。

PPTC器件的小巧外形有助于节省宝贵的电路板空间，由于其具备自复式功能，因此可以允许布置在用户无法接触到的位置，这与传统保险丝需要布置在用户能够方便更换的位置相比具有明显的差异。由于PPTC器件是固态器件，因此还能够耐受机械冲击和振动，可为各种不同的应用场合提供可靠的电路保护。

电源保护

PolySwitch

图2：PPTC器件对输入/输出接口的保护。

PPTC器件一直以来应用于电源直流输出端的过载和短路保护。在开发出LVR系列产品后，目前PolySwitch器件已经可以应用在电源输入端的交流主电路中，将交流线路变压器和其它线路侧设备置于它的保护范围内。这些产品能够在中性线不小心处于断开状态或交流线电压用于24VAC输入端时，能够为电源提供保护。

LVR器件适用于电源系统，在120VAC和240VAC电压下，其最大输入电流可高达400毫安。而电流更大的电源系统可以将PolySwitch器件安置在次级端的输出电路，用于保护由于过电流状态所引发的电源故障(如图1所示)。

输入/输出接口的保护

许多驱动器和控制装置均配备了通讯和数据接口，用于各个系统元件之间的信息传输。而这些接口的接线有时会与交流或直流电源电缆并排敷设。这些线束可能由于正常的磨损、意外事故、安装接线错误或在中央配电箱上进行的误操作，而出现短路现象。如果电源电缆与通讯电线出现短路现象，PolySwitch器件能够保护任何与这条短路线路相连接的系统，以免造成通讯接口的损坏。在某些情况下，这种现象有可能影响到很多系统。而PolySwitch器件在保护接口处所起的作用，可以明显地降低设备常见故障的停运时间和修理成本(如图2所示)。

过热保护

由于PolySwitch器件能够对来自外部的热量和内部电流产生的热量所引发的温度上升作出响应，并可与高压设备建立起热量方面的联系，为高压设备提供过热保护。建立这种热量联系可以通过将这些器件布置成与高压设备发生接触或靠近高压设备的方式来实现。

此接触的方式使该器件能够很容易地与设备形成物理接触，从而提高了保护的效果。在这类设备中，变压器是一个很好的例子，PolySwitch器件可以捆绑在外部线圈上或外壳上(如图3所示)，从而建立起热量联系，还可以在设计时结合到电路中，使其具备在变压器过热时向控制器发送警告，系统马上停止运行。

近距离方式适用于电源半导体部件的保护，而且在小型的表面贴装PolySwitch器件与电源器件同处于一个铜底板时效果最好。这是一种成本低廉的热量联系方式，使PolySwitch器件能够在温度超过其动作点时进行动作，同时通知电源器件处于过热状态下时应该停止运行。

在这种应用中，会存在一定程度的热延迟现象，所以这一保护方案无法保护大电流部件以及部件在毫秒级的时间内就发生故障的电源器件。但是，对于绝大多数的过负载状态，这种配置均可以对电源器件提供保护。

运动机械均有可能出现堵塞或断裂故障，并可导致电机失速。在电机失速时继续供给电源会导致电机的损坏和/或驱动装置的损毁。将PolySwitch器件与电机驱动器串联起来(如图4所示)，可以保护电机和驱动电子电路，防止在失速或负载过大的状态下系统发生故障。在故障清除后(而且电源断开后)，系统可以重新开始正常的运行，无需进行维护或更换部件。多年以来，PolySwitch器件一直是汽车工业中最为常用的保护车座、车窗和其它电机的方案。

在这些应用中，使用PolySwitch器件要求考虑串联电阻的阻值和器件的最大保持电流额定值。室温下的最大工作电流为：16V以下为15A，30V以下为9A。

在这些应用中，当这些系统由于过电流或过热状态而导致外部故障时，PolySwitch器件能够允许电机驱动和控制器系统继续运行。其优点在于提供了一种功能强大和可靠的产品，在其它部件出现故障时可以保护系统。

汽车IEEE1394网络应用

在汽车工业中，家庭生活方式与汽车日益紧密的联系方兴未艾。采用由美国汽车多媒体接口协会(AMI-C)制订的标准化全球接口，就能方便地与各种消费电子设备相连，并为这些设备的快速安装提供便利。在消费电子业界称为IEEE1394串行总线的网络，在设计时以多媒体内容的传输为目标。这一针对汽车工业的附加标准被称为IDB-1394，由“1394联合汽车工作组”制订。

IDB-1394设计用于高速多媒体应用，即在车内快速传输大量的信息。这项开放式的标准允许便携式的电子设备与车载网络之间进行连接和互动操作，为两者建立了沟通渠道。

电源接口需要提供过电流保护，而现有的汽车体系所使用的电源标准是在多年以前颁布的。由于用户便利端口(CCP)用于传输信号和供电，所以必须对它进行保护，以防止由于各种故障，例如接触不良的电缆或接头插入到商品时，发生短路或造成下行设备的损坏。这种情况有可能经常发生，所以中央控制面板的短路保护必须有效而可靠。

应用综述

如图5所示，车载网络的架构可分为内嵌式网络和用户便利端口(CCP)。目前的技术规格将内嵌式塑料光纤(POF)车载网络定义为与现有的MOST(媒体定向系统传输)技术相似的规格。但是，前者的架构更加稳固、能够提供更高的数据传输速率，并且更易于实现。这个网络能够连接各种电子设备，例如DVD播放机、视频显示屏、导航系统、收音机接收设备、通讯设备，如无线电话或应急自动远程通信及信息处理技术术语，以及其它的多媒体应用。

这套视频-音频网络包括一个CCP，可供乘客将自己的CD机、游戏机和其它应用1394总线的设备和外设连接到网络中，所配电缆通用于家中和车上。

电路保护要求

在热插拔汽车环境中，由于客户经常要在电源接口上连接和断开各种外设，所以明显存在发生短路损坏的潜在危险。电源接口要求具备过电流保护的功能，而应用于目前汽车系统中的现有电源标准是多年以前制订的。因为用户便利接口用于传输信号和供电，所以必须对它进行保护，以防止由于各种故障，例如接触不良的电缆或接头插入接口时，发生短路或造成下行设备的损坏。这种情况有可能经常发生，所以中央控制面板的短路保护必须有效而可靠，而且最好是能够复位的。

图5：车载视频-音频网络架构。

电流限制可以通过使用电阻、保险丝、开关或PPTC器件来实现。目前很少采用电阻保护方案，因为它会在正常电流状态下产生过大的电压降。有可能采用一次性保险丝方案，但是这种保护易于损坏，而且必须在发生故障后予以更换。双金属开关的局限性在于它存在反复接通，并有可能导致触点熔连故障。在很多汽车应用中，最好的保护方案为PPTC器件，这种器件在正常工作状态下呈现低阻抗，而在发生故障时呈现高阻抗。

PolySwitchPPTC器件广泛用于IEEE1394应用，经常为计算机、外设和便携式电子设备提供可复位式电路保护。在汽车多媒体应用中，这种器件常用于为连接到汽车网络的GPS定位设备、CD换片机、音响和其它电子外设的输入输出接口提供电路保护(如图6)。

PPTC器件与传统的熔断器相似之处在于：能够在故障产生和持续状态下限制危险的大电流；而不同之处在于：在故障消除后和/或电路电源断开后，PPTC器件能够自行复位。另一项优点是这种器件较为小巧，能够直接安装在电路板上，并且可安装在电子模块、接线盒和配电中心部件内。

采用通用电子工业标准的车载产品能够有助于客户利用新面市的产品来升级汽车。而通用的总线也有助于汽车制造商在技术进步、不断超前汽车设计循环周期的情况中，解决由此引发的技术过时的问题。在热插拔汽车环境中，由于客户经常要在电源接口上连接和断开各种外设，所以明显存在发生短路损坏的潜在危险。而PPTC器件为这一问题提供了有效的过电流保护方案。这种可复位的电路保护器件也有助于制造商生产出安全可靠的产品，以满足管理机构的要求，并且降低产品保修和修理成本。

图6：PolySwitchPPTC器件可帮

助电路设计师满足电路设计的

安全需求，并为连接到车载网络

中的电源接口、远程信息处理设备和

便携式设备提供电路保护。

第7篇

在中等职业学校推广五位一体，即“教、学、研、训、产”一体化，主要体现在以下几个方面：一是在教学内容中渗透新科学、新技术、新工艺；二是在教学方式上建立实训中心、教学工厂，多让学生在实训中学，用实践渗透理论；三是在教学过程中由校内向校外、由教室向生产现场延伸，与企业搞校企合作，与高校搞校校合作；四是在教学效果上通过嫁接、转化、推广和应用新科技、新工艺，培养出一大批能熟练应用新技术、新工艺，并具有一定创新能力的高素质劳动者。根据这样的思路，我们在建设一支“双师型”专业教师队伍时，应采取以下五种做法。

1.电子电器应用专业教师到企业进行实践

为了提高专业教师理论联系实际的能力，专业教师，特别是青年教师，必须到企业进行专业实践的锻炼。到企业参加专业实践的教师一般要求完成以下几项任务：(1)开展专业的社会调查，了解本专业目前的生产、技术、工艺、设备的现状和发展趋势。(2)带着教学中的一些课题，到企业去向有丰富实践经验的工程技术人员请教，提高教学质量。(3)加强学校与学校的经常性沟通和联系，为“教、学、研、训、产”结合建立纽带。

2.加强实践教学环节，提高教师的专业技能

加强实践教学环节是体现以能力为重点，培养学生熟练的职业技能和综合职业能力，实现理论与实际、教学与生产有机结合的有效途径。在实训室设置了小家电维修实训室，所用的设备不是以前用的实验台，而是真实的家用电器，让每个学生动手测量维修和维护，教师结合多媒体在实物面前将理论渗透给学生，学生在实物面前在接受理论知识就容易了。

3.在建设专业教室、教学工厂的过程中提高教师的技术开发能力

根据专业现代化建设的需要，我们在推进教学模式改革的过程中，建立了专业教室，并逐步形成了集“教、学、研、训、产”为一体的教学工厂的模式和格局。要求专业教师根据教学与生产、技术开发应用紧密结合的指导思想，利用自身的专业优势，结合学校的生产线自行研制、开发、安装专业教室和教学工厂中的教学设备与设施。为提高电子电器应用专业教师的专业知识和动手能力，把校园防范报警、电视监控工程交给电子电器专业的教师，这些教师全力以赴，从设计到监控头的制作以及监控布点、设备选型、线缆测试、设备安装调试等方面进行了广泛的调研，保质保量地完成了这项工程，不仅锻炼提高了教师队伍，还为以后承接工程奠定了基础。

4.鼓励教师面向企业，直接参与技术开发、技术转化与技术改造

学校积极鼓励专业教师走出学校，面向企业，面向生产，主动开展科技服务，承担科技项目。通过为企业提供技术咨询，开发产品，转化科技成果，让他们得到进一步的锻炼和提高，使理论与实践，生产、科研与教学得到了紧密的结合。

二、课程体系结构的调整

1.专业课程模块设置的必要性

长期以来职业教育教学沿袭的是学科型教学体系，它主要有两个特征：其一是以理论知识传授为中心，其它的实践性环节(如实验、实习)只是作为验证的手段，而不是作为培养能力的手段，理论教学是主线，其它的都是附属；其二，每门课程的内容过分强调本学科的系统性、完整性，理论学时太多，实践性环节不足，缺乏应有的沟通，造成了理论与实践的脱节，这样的教学体系培养出来的人并不是应用型的人才。可按不同的功能要求，将课程进行分类，组成若干模块，根据不同专业或专门化进行课程的拼装、组合和调整。

2.专业课程模块

专业课程设置中有明显的职业教育特色的课程，按专业性质组织课程，针对性强，同时也充分考虑中学生的基础素质的培养及终身教育的需要，并留有充足的选修课时。

⑴电子技术应用。基础模块：模拟电路、数字电路、电工基础；核心模块：无线电、电子工艺；其它模块：自动化基础、传感器基础；建议认证课程：单片机原理、PLC基础。

⑵家用电器应用。基础模块：小家电的原理与维修、收音机的原理与维修；核心模块：制冷原理、冰箱与空调的原理与维修、彩电的原理与维修、楼宇自动化；其它模块：数字产品的原理、电路板制作方法；建议认证课程：职业道德，职业安全。

三、项目教学法的实施

1.项目教学法的提出

电子电器应用于社会各个领域，社会需求很大，但是职业学校的学生素质不高，面对社会需求，中职教育既要适用社会需求，又要顾及学生的现状，就要求我们探索一种既适应中职教育现状又能提高教学的效率，培养出一批有较强动手能力和社会适应能力的初级实用型人才的教学法。把“项目教学法”应用于中职电子电器教学，是一种实用有效的方法。

2.项目教学法

项目教学法，是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。是德国教育专家弗雷德·海因里希教授倡导的教学理论。是一种培养实用型人才行之有效的教学方法，中职电子电器的许多实际操作课程，如《微波炉的维修》、《楼宇自动化的安装》等均可应用项目教学法。

⑴项目教学法的特点：与现实生活紧密联结；必须与传统教学法相结合；培养学生的多种能力。

⑵项目教学与传统教学的区别。传统教学目的，在于传授知识和技能，以老师为主体，学生被动学习，学生听从老师的指挥，外在动力十分重要，老师挖掘学生的不足点以补充授课内容项目教学目的在于运用技能和知识，学生在老师的指导下主动学习，学生根据自己的兴趣做出选择，学生的内在动力充分得以调动，老师利用学生的优点开展活动。

四、结语

通过以上的改革，能锻炼学生综合运用所学专业知识分析、解决实际问题的能力；获取新知识的能力；协作配合工作的能力，同时教学质量能得到提高，对存在的问题得以发现和改善，充分发挥了学生的主观能动性，锻炼学

生相应的能力，将会收到良好的效果。

参考文献：

[1]张南.家用电器原理与维修.高等教育出版社，1990.

第8篇

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.

(一)"机电一体化"的发展历程

1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、cad／cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。

(一)北京“机电一体化”工作面临的形势

1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。

(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

(4)北京工业系统cad应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，cad应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；cad的覆盖率才达到11%(而全国cad应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。

(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。

(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。

2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。

1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。

3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)北京“机电一体化”工作的任务

北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点

(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶

国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和pid技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。

(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平

对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。

(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度

风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。

(4)优先应用cad／cam技术，工业设计水平提高要有新目标

北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统cad的应用率为17%，cad的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。

2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标

(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

(2)单项目标：

·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。

·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。

·plc的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的plc生产基地之一。

·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。

·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。

·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；plc模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。

五、北京发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。

“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：

抓紧开发生产gto、gtr、vdmos等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；

抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；

第9篇

毕业论文

一、机电一体化技术发展历程及其趋势

自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.

(一)"机电一体化"的发展历程

1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;

2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;

3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础;

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.(二)"机电一体化"发展趋势

1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.

2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。

5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、cpu等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

三、典型的机电一体化产品

机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、cad／cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。

四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务

机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。

(一)北京“机电一体化”工作面临的形势

1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度

(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。

(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。

(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。

(4)北京工业系统cad应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，cad应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；cad的覆盖率才达到11%(而全国cad应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。

(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。

(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。

2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。

1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。

3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。

另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。

(二)北京“机电一体化”工作的任务

北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。

1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点

(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶

国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和pid技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。

(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平

对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。

(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度

风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。

(4)优先应用cad／cam技术，工业设计水平提高要有新目标

北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统cad的应用率为17%，cad的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。

2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标

(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。

(2)单项目标：

·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。

·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。

·plc的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的plc生产基地之一。

·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。

·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。

·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……

总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；plc模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。

五、北京发展“机电一体化”的对策

(一)加强统筹安排，协调发展计划

目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!

(二)强化行业管理，发挥“协会”作用

目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。

“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……

(三)优化发展环境、增大支持力度

优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。

增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。

在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。

(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”

机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。

我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：

抓紧开发生产gto、gtr、vdmos等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；

抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；

第10篇

关键词：企业微电影；油田企业文化建设

我们已进入“微时代”，在讲求效益效率的当下，人们消化信息的时间有限，短时间内吸引受众、传播速度快、具有冲击力的微电影应运而生。在信息碎片文化快餐大行其道的今天，微电影以画面塑造形象、叙述故事、抒发感情、阐述哲理，逼真地纪录现实生活中的人和事，具有其他艺术难以达到的真实直观的效果。

最近，胜利油田首部微电影《守岁》面世，该片以事感人、以情动人，表达出同事之间的同甘共苦相濡以沫、亲人之间的理解和思念、员工对油田的挚爱守护等深厚内涵，一经播出，立即引起油田广大员工的共鸣、赞扬和热议，很多人看后潸然泪下。在当下这个信息时代，许多企业纷纷意识到微电影这个新兴事物的新用途。百事可乐公司以极低成本拍摄的产品微电影，网络点击率过千万，取得意想不到的宣传效果。六国化工集团年会时播放的片子，把大家伙儿在企业里的辛苦、奉献、感情表达得淋漓尽致，全场哭得稀里哗啦，所有人都被感动了。

微电影的“横空出世”，给人带来视觉上的、精神上的无比震撼。企业微电影，正是企业适应新时展趋势，为自己量身打造的一种影视宣传媒介。

一、企业微电影：新事物新途径

微电影这门光影艺术，是艺术对生活的提炼和概括，以活动摄影为基本手段，在时间的流逝和空间的呈现中展示画面、延续形象，兼具叙事和造型双重表现力，能够容纳文学戏剧、摄影、绘画、音乐、舞蹈、文字、雕塑、建筑等多种艺术元素融合而成的具有崭新特质的艺术综合体。

“企业微电影”这个新事物以企业为主要服务对象。致力于把传统意义上的专题片、宣传片制作成集娱乐、趣味、情节为一体的微型电影。把企业精神、宣传意图和诉求隐藏于情节电影之中，低成本投入、灵活多变的题材、引人入胜的故事、新颖的拍摄方式，既富有趣味性、情节性、娱乐性，又能让企业员工参与表演和制作，感受做主人翁的乐趣，因而备受欢迎。

作为直观的艺术，微电影十分通俗易懂，不同文化、国度、年龄的人都能看得明白，比其他艺术形式更适应广大群众的审美水平和欣赏趣味。从传播渠道上看，企业微电影具有显而易见的群众性，借助多种网络传媒平台，可供成千上万观众观看，拥有广范观众群。当下，量身打造属于自己的微电影，成为企业宣扬企业文化的又一个新途径。

二、油田企业文化建设：新诉求新答卷

企业文化是企业的灵魂，是推动企业发展的不竭动力，其核心是企业精神和企业内部共同的价值观，表达了企业成员对整个集体的认同感。

油田企业文化是全体员工一致的信念追求和共同的价值目标。在新的历史条件下，对过去既要继承和发展，更要创新和超越。如何使广大员工受到更大鼓舞，进一步增强战胜一切困难、不断夺取新胜利的信心和勇气，树立为国家做出更大贡献的雄心壮志、崇高追求和豪迈气概，以实现更大发展，是过去、现在、未来都必须着力思考的。面对企业发展的新诉求，凝聚广大员工的智慧和力量。更好地展现石油人在改革发展的新形势下昂扬向上、负重奋进、开拓创新、超越自我的时代精神风貌，成为一个不落伍的群体，我们必须交出一份新答卷。

从企业自身的生存和发展出发，思想观念的更新必然带来积极性、主动性和创造性的极大发挥。在市场经济条件下，将石油人在艰苦奋斗中形成的优良作风与现代企业理念有机结合起来，塑造具有时代特征和鲜明特色的企业文化，对于发挥石油企业优势，树立企业形象、激励员工、提升企业竞争力都将起到积极作用。

三、企业微电影在油田企业文化建设中应用：新载体新表达

微电影中肯定人性的价值和意义的“人文关怀”与企业提倡的重视人、尊重人、关心人、爱护人的“以人为本”理念不谋而合。企业微电影，是将企业信息剧情化、视频化、专业化制作的一种“新载体”，更是传播企业文化的一种“新表达”。

一方土地养一方人，在油田这个“没有围墙的工厂”，大到矿区文化，小到队站文化，都是企业文化的缩影。因所处地域、工作内容不同而各具特点与个性。这正是油田企业微电影诞生的肥土沃壤。石油人演绎石油事，创作取材直接面向基层，可以提高员工的参与度，更好地反映员工的愿望与诉求，人物造型、环境造型，可为展现、塑造、宣介、传播本土石油人形象打开一条感性、直观的通道。

在受众面及传播速度上，一部微电影远比其他艺术形式传播更广、更快。通过企业微电影这种“新载体”的制作和传播，更深度地开掘企业文化内涵、更广泛地传承并发扬企业精神、塑造并树立企业新形象，让企业理念深入人心，引导员工养成良好的行为习惯和行业风气，进一步强化使命感和自觉性，有助于形成全员认同的企业价值观，从而发展企业、奉献社会、造福员工。

四、结语：新探索新未来

第11篇

关键词：MSK5101大电流输出低电压跌落

1概述

集成稳压器在近十多年发展很快，目前国内外已发展到几百个品种。按电路的工作方式分，有线性集成稳压器和开关式集成稳压器。按电路结构形式分，有单片式集成稳压器和组合式集成稳压器。按管脚的连接方式分，有三端式集成稳压器和多端式集成稳压器。按制造工艺分，有半导体集成稳压器、薄膜混合集成稳压器和厚膜混合集成稳压器。而在线性集成稳压器方面，则以低压差、大电流、小体积的发展比较迅猛。

MSK5101是美国MSKennedy公司研制的一种新型低压差、大电流、低功耗线性稳压器，它有＋3V、＋5V、＋12V和可调输出。输出晶体管采用单片工艺制造的超级PNP管，所以该系列型号的输入输出电压差很小。图1所示是MSK5101的内部结构框图。

图1

当MSK5101的输出电流为1．5A时，其压差只有350mV，因而它的效率很高，功耗较低。且输出电压精度可确保1％。此外，该系列稳压器也具有TTL／CMOS兼容的on／off使能脚以及故障信号输出脚。MSK5100采用可有效利用空间的10脚功率型SOIC封装，并且外壳上带有散热器铜接头。

MSK5101的体积很小。其外形如图2所示，尺寸大小为6．35mm×6．35mm×2．08mm，所以在很多有体积和重量限制的大功率稳压器应用中，该系列稳压器有很好的性价比。因此，可广泛应用于高效线性稳压器、恒压／恒流调节器、系统功率源、开关电源输出稳压器以及电池供电等设备。

MSK5101的主要特点如下：

采用带散热器接头的紧密型10脚SOIC封装形式；

输入输出电压差非常小，输出电流为1．5A时，压差只有350mV；

具有3．3V、5V、12V和可调输出；

采用开路集电极误差信号输出方式；

带有TTL电平使能脚；可零电流关断；

带有电源反接保护和负载短路保护功能；

接地端电流只有22mA（满载时）；

输出电压精度可达1％；

输出电流可达1．5A。

2主要参数

MSK5101的主要电气性能参数如表1所列。

表1MSK5101的主要电气性能参数

参数名称测试条件MSK5101系列单位

最小典型最大

输出电压公差Iout=1A，Vin=Vout+1V±0.5±1.0%

输入输出电压差Δvout=-1%，Iout=100mA80225mV

Δvout=-1%，Iout=1.5A350625mV

负载调整率Vin=Vout+5V±0.2±1.2%

10mA≤Iout≤1.5±0.3%

电源调整率（Vout+1V）≤Vin≤26VIout=10mA±0.05±0.6%

±0.5%

输出限流值Vout=0V，Vin=Vout+1V2.13.5A

接地端电流Vin=Vout+1V，Iout=0.75820mA

输出噪声Vin=Vout+1V，Iout=1.5A22mA

使能脚输入电压CL=10μF，10Hz≤f≤100kHZ400μV

使能脚输入电压高电平/导通2.41.2V

低电平/关断1.20.8V

使能脚输入电流高电平/导通2075μA

低电平/关断12μA

关断输出电流VENABLE≤08V1020μA

输出漏电流VOH=26V0.012μA

信号输出电压IOL≤250μA，Vin=Vout-2V0.20.4V

信号门限Vin=Vout-7%75mV

基准电压正常工作1.221.241.26V

基准电压温漂正常工作20PPm/℃

调整脚偏置电流全部温度范围，Vin=Vout+1V40150mA

热阻结到外壳4.55℃/W

过热关断温度结温JT1135℃

3应用说明

3．1稳压器保护

MSK5101系列稳压器具有输入电源极性反接、过电流、超温（Pd过大）和瞬态电压尖峰达到60V等各种保护功能，若将该稳压器用于负载接负电源的双电源中，则输出电压必须采用二极管箝位到地。

3．2输出电容

在输出端与接地端之间接入一只滤波电容可以减小MKS5101系列稳压器的输出电压纹波，该电容的最佳容量取决于应用情况，但至少应在10μF以上。也可在负载两端直接接入一只电容器来改善负载的瞬态响应能力。

3．3负载连接

在实际应用中，当稳压器负载电流很大时，负载的接法非常重要。为了不影响负载调整率，稳压器输出到负载之间连线的阻抗必须非常小，因为该阻抗可与负载组成分压器。为了保持稳压，MSK5101系列稳压器的最小负载电流应为10mA。

3．4使能管脚

MSK5101系列稳压器有一个与TTL信号兼容的使能（ENABLE）管脚，在该脚为TTL高电平时，内部偏压电路工作，并使稳压器电源接通。而当该脚为TTL低电平时，内部控制器关断，此时流入该器件的静态电流只有5μA。如果不需要使能功能，使能管脚可接到输入脚。

3．5故障信号输出脚

MSK5101系列中所有固定输出电压的稳压器产品都有一个故障信号输出脚。因为信号输出脚内为开路集电极输出电路，该脚电压可以上升到3V～26V之间的任意电压。这种特性允许该脚与任意逻辑电平接口。当信号比较器检测到“不稳压”状态时，该脚输出有效低电平（典型电压为0．22V）。MSK5101的故障信号状态包括输入电压过低、超温关断和输出限流等。实际上，当输入电压瞬态过高时，故障信号管脚也将输出高电平。

3．6散热器选择

采用对流散热时应按下式选择MSK5101系列稳压器所需的散热器：

TJ＝Pd（Rθjc＋Rθcs＋Rθsa）Ta

式中：TJ为结温；

Pd为总功耗；

Rθjc为结到外壳的热阻；

Rθcs为外壳到散热器的热阻；

Rθsa为散热器到环境的热阻；

Ta为环境温度。

设计时，可首先按下式计算出功耗P：

P＝（Vin－Vout）×Iout

然后，再选择最高结温。一般最高允许结温为125℃。为了计算所需散热器到环境的热阻，应将上述结温的表示式整理为：

Rθsa＝[（TJ－Ta）／Pd]－Rθjc－Rθcs

以下为根据此式列出的一个散热器选择的实例：

若MSK5101＿3．3型稳压器的输入Vin为＋5V输出Vout为＋3．3V连续直流电流Iout为1A。环境温度为＋25℃，最高结温为125℃。Rθjc为5℃／W，Rθsa为0．5℃／W。则：

P＝（5V－3．3V）×1A＝1．7W

Rθsa＝[（125℃－25℃）／1．7W]－5℃／W－0．5℃／W＝53．32℃／W

因此，在该例中，为了保证结温不超过125℃，应选用热阻小于53℃／W的散热器。

4MSK5101－00的输出电压调整电路

第12篇

关键词：固态继电器适用范围关键参数应用电路

固态继电器(SOLIDSTATERELAYS)，简写成“SSR”，是一种全部由固态电子元件组成的新型无触点开关器件，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，因此又被称为“无触点开关”，它问世于70年代，由于它的无触点工作特性，使其在许多领域的电控及计算机控制方面得到日益广范的应用。

一、固态继电器的原理及结构

SSR按使用场合可以分成交流型和直流型两大类，它们分别在交流或直流电源上做负载的开关，不能混用。

图1

下面以交流型的SSR为例来说明它的工作原理，图1是它的工作原理框图，图1中的部件①-④构成交流SSR的主体，从整体上看，SSR只有两个输入端(A和B)及两个输出端(C和D)，是一种四端器件。工作时只要在A、B上加上一定的控制信号，就可以控制C、D两端之间的“通”和“断”，实现“开关”的功能，其中耦合电路的功能是为A、B端输入的控制信号提供一个输入/输出端之间的通道，但又在电气上断开SSR中输入端和输出端之间的(电)联系，以防止输出端对输入端的影响，耦合电路用的元件是“光耦合器”，它动作灵敏、响应速度高、输入/输出端间的绝缘(耐压)等级高；由于输入端的负载是发光二极管，这使SSR的输入端很容易做到与输入信号电平相匹配，在使用可直接与计算机输出接口相接，即受“1”与“0”的逻辑电平控制。触发电路的功能是产生合乎要求的触发信号，驱动开关电路④工作，但由于开关电路在不加特殊控制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此特设“过零控制电路”。所谓“过零”是指，当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通态；而当断开控制信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时，SSR才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。吸收电路是为防止从电源中传来的尖峰、浪涌(电压)对开关器件双向可控硅管的冲击和干扰(甚至误动作)而设计的，一般是用“R-C”串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。图2是一种典型的交流型SSR的电原理图。

图2

图3

直流型的SSR与交流型的SSR相比，无过零控制电路，也不必设置吸收电路，开关器件一般用大功率开关三极管，其它工作原理相同。不过，直流型SSR在使用时应注意：①负载为感性负载时，如直流电磁阀或电磁铁，应在负载两端并联一只二极管，极性如图3所示，二极管的电流应等于工作电流，电压应大于工作电压的4倍。②SSR工作时应尽量把它靠近负载，其输出引线应满足负荷电流的需要。③使用电源属经交流降压整流所得的，其滤波电解电容应足够大。

图4给出了几种国内、外常见的SSR的外形。

图4

二、固态继电器的特点

SSR成功地实现了弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的控制。由于光耦合器的应用，使控制信号所需的功率极低(约十余毫瓦就可正常工作)，而且Vsr所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容，可以实现直接联接。这使SSR在数控和自控设备等方面得到广泛应用。在相当程度上可取代传统的“线圈—簧片触点式”继电器(简称“MER”)。

SSR由于是全固态电子元件组成，与MER相比，它没有任何可动的机械部件，工作中也没有任何机械动作；SSR由电路的工作状态变换实现“通”和“断”的开关功能，没有电接触点，所以它有一系列MER不具备的优点，即工作高可靠、长寿命(有资料表明SSR的开关次数可达108-109次，比一般MER的106高几百倍)；无动作噪声；耐振耐机械冲击；安装位置无限制；很容易用绝缘防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳。这些特点使SSR可在军事(如飞行器、火炮、舰船、车载武器系统)、化工、井下采煤和各种工业民用电控设备的应用中大显身手，具有超越MER的技术优势。

交流型SSR由于采用过零触发技术，因而可以使SSR安全地用在计算机输出接口上，不必为在接口上采用MER而产生的一系列对计算机的干扰而烦恼。

此外，SSR还有能承受在数值上可达额定电流十倍左右的浪涌电流的特点。

表1

参数名称(单位)

参数值

最小

典型

最大

输入端

直流控制电压(V)

3.2

14

输入电流(mA)

20

接通电压(V)

3.2

关断电压(V)

1.5

反极向保护电压(V)

15

绝缘电阻(Ω)

109

介质耐压(V)

1500

输出端

额定输出电压(V)

25

250

额定输出电流(A)

10

浪涌电流(A)

100

过零电压(V)

±15

输出压降(V)

2.0

输出漏电流(mA)

10

接通电间(mS）

10

关断时间(mS)

10

工作频率(Hz)

47

70

功率损耗(W)

1.5

关断dV/dt(V/μs)

200

晶闸管结温℃

110

工作温度(℃)

-20

+80

三、主要参数与选用

功率固态继电器的特性参数包括输入和输出参数，下面以北京科通继电器总厂生产的GX-10F继电器为例，列出输入、输出参数，详见表1，根据输入电压参数值大小，可确定工作电压大小。如采用TTL或CMOS等逻辑电平控制时，最好采用有足够带载能力的低电平驱动，并尽可能使“0”电平低于0.8V。如在噪声很强的环境下工作，不能选用通、断电压值相差小的产品，必需选用通、断电压值相差大的产品，(如选接通电压为8V或12V的产品)这样不会因噪声干扰而造成控制失灵。

输出参数的项目较多，现对主要几个参数说明如下：

1、额定输入电压

它是指定条件下能承受的稳态阻性负载的最大允许电压有效值。如果受控负载是非稳态或非阻性的，必需考虑所选产品是否能承受工作状态或条件变化时(冷热转换、静动转换、感应电势、瞬态峰值电压、变化周期等)所产生的最大合成电压。例如负载为感性时，所选额定输出电压必须大于两倍电源电压值，而且所选产品的阻断(击穿)电压应高于负载电源电压峰值的两倍。如在电源电压为交流220V、一般的小功率非阻性负载的情况下，建议选用额定电压为400V—600V的SSR产品；但对于频繁启动的单相或三相电机负载，建议选用额定电压为660V—800V的SSR产品。

2、额定输出电流和浪涌电流

额定输出电流是指在给定条件下(环境温度、额定电压、功率因素、有无散热器等)所能承受的电流最大的有效值。一般生产厂家都提供热降额曲线。如周围温度上升，应按曲线作降额使用。

浪涌电流是指在给定条件下(室温、额定电压、额定电流和持续的时间等)不会造成永久性损坏所允许的最大非重复性峰值电流。交流继电器的浪涌电流为额定电流的5-10倍(一个周期)，直流产品为额定电流的1.5-5倍(一秒)。在选用时，如负载为稳态阻性，SSR可全额或降额10%使用。对于电加热器、接触器等，初始接通瞬间出现的浪涌电流可达3倍的稳态电流，因此，SSR降额20%-30%使用。对于白织灯类负载，SSR应按降额50%使用，并且还应加上适当的保护电路。对于变压器负载，所选产品的额定电流必须高于负载工作电流的两倍。对于负载为感应电机，所选SSR的额定电流值应为电机运转电流的2—4倍，SSR的浪涌电流值应为额定电流的10倍。

固态继电器对温度的敏感性很强，工作温度超过标称值后，必须降热或外加散热器，例如额定电流为10A的JGX—10F产品，不加散热器时的允许工作电流只有10A。

四、应用电路

1、基本单元电路

如图5a所示为稳定的阻性负载，为了防止输入电压超过额定值，需设置一限流电阻Rx；当负载为非稳定性负载或感性负载时，在输出回路中还应附加一个瞬态抑制电路，如图5b所示，目的是保护固态继电器。通常措施是在继电器输出端加装RC吸收回路(例如：R=150Ω，C=0.5μF或R=39Ω，C=0.1μF)，它可以有效的抑制加至继电器的瞬态电压和电压指数上升率dv/dt。在设计电路时，建议用户根据负载的有关参数和环境条件，认真计算和试验RC回路的选值。另一个常用的措施是在继电器输出端接入具有特定钳位电压的电压控制器件，如双向稳压二极管或压敏电阻(MOV)。压敏电阻电流值应按下式计算：

Imov=(Vmax-Vmov)/ZS

其中ZS为负载阻抗、电源阻抗以及线路阻抗之和，Vmax、Vmov分别为最高瞬态电压、压敏电阻的标称电压，对于常规的220V和380V的交流电源，推荐的压敏电阻的标称电压值分别为440-470V和760-810V。

在交流感性负载上并联RC电路或电容，也可抑制加至SSR输出端的瞬态电压和电压指数上升率。

但实验表明，RC吸收回路，特别是并联在SSR输出端的RC吸收回路，如果和感性负载组合不当，容易导致振荡，在负载电源上电或继电器切换时，加大继电器输出端的瞬变电压峰值，增大SSR误导通的可能性，所以，对具体应用电路应先进行试验，选用合适的RC参数，甚至有时不用RC吸收电路更有利。

对于容性负载引起的浪涌电流可用感性元件抑制，如在电路中引入磁干扰滤波器、扼流圈等，以限制快速上升的峰值电流。

另外，如果输出端电流上升变化率(di/dt)很大，可以在输出端串联一个具有高磁导率的软化磁芯的电感器加以限制。

图5

通常SSR均设计为“常开”状态，即无控制信号输入时，输出端是开路的，但在自动化控制设备中经常需要“常闭”式的SSR，这时可在输入端外接一组简单的电路，如图5c所示，这时即为常闭式SSR。

2、多功能控制电路

图6a为多组输出电路，当输入为“0”时，三极管BG截止，SSR1、SSR2、SSR3的输入端无输入电压，各自的输出端断开；当输入为“1”时，三极管BG导通，SSR1、SSR2、SSR3的输入端有输入电压，各自的输出端接通，因而达到了由一个输入端口控制多个输出端“通”、“断”的目的。

图6b为单刀双掷控制电路，当输入为“0”时，三极管BG截止，SSR1输入端无输入电压，输出端断开，此时A点电压加到SSR2的输入端上(UA-UDW应使SSR2输出端可靠接通)，SSR2的输出端接通；当输入为“1”时，三极管BG导通，SSR1输入端有输入电压，输出端接通，此时A点虽有电压，但UA-UDW的电压值已不能使SSR2的输出端接通而处于断开状态，因而达到了“单刀双掷控制电路”的功能(注意：选择稳压二极管DW的稳压值时，应保证在导通的SSR1“+”端的电压不会使SSR2导通，同时又要兼顾到SSR1截止时期“+”端的电压能使SSR2导通)。

图6

3、用计算机控制电机正反转的接口及驱动电路

图7计算机控制单相交流电机正反转的接口及驱动电路，在换向控制时，正反转之间的停滞时间应大于交流电源的1.5个周期(用一个“下降沿延时”电路来完成)，以免换向太快而造成线间短路。电路中继电器要选用阻断电压高于600V和额定电压为380V以上的交流固态继电器。

图7计算机控制单相交流电机正反转的接口及驱动电路

为了限制电机换向时电容器的放电电流，应在各回路中外加一只限流电阻Rx，其阻值和功率可按下式计算：

Rx=0.2×VP/IR(Ω),P=Im2Rx

其中：VP—电源峰值电压(V)；IR—固态继电器额定电流(A)；Im—电机运转电流(A)；P—限流电阻功率(W)

图8计算机控制三相交流电机正反转的接口及驱动电路

图8计算机控制三相交流电机正反转的接口及驱动电路，图中采用了4个与非门，用二个信号通道分别控制电动机的起动、停止和正转、反转。当改变电动机转动方向时，给出指令信号的顺序应是“停止—反转—起动”或“停止—正转—起动”。延时电路的最小延时不小于1.5个交流电源周期。其中RD1、RD2、RD3为熔断器。当电机允许时，可以在R1-R4位置接入限流电阻，以防止当万一两线间的任意二只继电器均误接通时，限制产生的半周线间短路电流不超过继电器所能承受的浪涌电流，从而避免烧毁继电器等事故，确保安全性；但副作用是正常工作时电阻上将产生压降和功耗。该电路建议采用额定电压为660V或更高一点的SSR产品。

第13篇

(1)专升本招生考试

不能全面客观反映学生专科学习结果。目前各高校专升本考试科目与考试方式往往过于单调，有的学校理工科专业只考英语、微积分、计算机应用三门课程，对于其它知识、技术、能力不做任何考查，这样的指挥棒使得有些学生从进入专科起就主攻这三门课程，只是为了升入本科的目标，忽视对专业知识及专业实践技能的培养与训练，而这种实践技能理应是应用型人才的长项。这种招生方式一开始就偏离了应用型本科人才培养目标，若是实行学分积累与转换，考核与考试相结合，就可以弥补这种单一考试的缺陷。

(2)专科学习结果不能带入本科并得到承认

造成重复学习、浪费学生时间。目前多数学校专升本学生的培养采取的是最简单最粗糙的培养方式，专升本学生进入本科后，直接插班在相应专业的本科三年级跟读，专升本学生的两年本科课程计划安排与普通本科学生三、四年级课程计划完全相同。本科的教学计划安排在一、二年级重在通识基础课与专业基础课的学习，在三、四年级更加侧重专业课与实践实习的训练，高职专科的培养也是重在专业技能与实践动手能力，这就造成专升本学生在本科阶段主要的时间是在重复专科阶段已经经历过的实践实习，而对于专升本学生所欠缺的通识基础课与专业基础课，没有任何加强与弥补。对专升本学生毕业审核只审核本科教学计划的三、四年级课程，学位审核只审核在三、四年级所学的学位课程，专科所取得课程学分没有带入本科的学习，也不做任何考查，把专科教育与本科教育“一刀切”式地分开了。这种培养方式表面看减少了教学成本，实际则是重复浪费了教学资源，牺牲了专升本学生的培养质量，不能达到本科学生的培养目标。

(3)现有的专升本培养模式

最主要的问题就是从专科升入本科，缺少学习结果积累转换的过程，不能全面公正考核专科的学习结果，也不能把专科与社会的学习结果带入本科学习，专科培养与本科培养截然分开，培养方案不能对接，没有基于个人学习基础的配套课程设置与选课，也没有量身订制针对专升本学生的毕业学位考核标准。总之，专科起点应用型本科人才的培养应针对以上问题，通过学分积累与转换，贯通专科与本科，找到更加精细、科学、方向明确的培养模式。

2学习积累与转换方法

学生受教育的地点单位可以是不相关无传承的，但学生的再学习应是以旧的学习积累与学习结果为基础的，是连续的。从专科到本科，只有对旧的学习积累与学习结果有一个科学的转换、认定与评价，新的学习才不会盲目，才会更加系统有效，专科到本科的上升通道也才是成功的。

(1)设置合适的学分绩点转换标准

是从专科到本科学分积累与转换的桥梁。从专科教育到本科教育的贯通中，找到一个量化的、科学的衡量标准，来衡量学生在专科的学习结果与积累并带入本科，这是至关重要的。以学分反应一个学生的学习时间、学习量，学习成绩转换成的绩点反应学习质量，那么学分绩点就可以基本反应学生的学习结果与积累。从国内到国外，学分绩点制的实质是相近的，但具体的绩点设置与度量方法千差万别，作为从专科到本科学分积累与转换的桥梁，它有别于大学内部的学分绩点制，要充分考虑不同学校、基础不同的学生群，不同老师、不同的学习背景、不同环境导致的成绩内涵的差异。如果采用目前高校普遍使用的学习成绩与绩点的直接换算，会掩盖差异，不能做到从专科到本科学习结果对等的积累与转换。一般的普通大学内部的学分绩点划分大致情况，按这样的学分绩点换算，专科学生在专科学习所得到的学分绩点，与普通本科学生得到的学分绩点是没有可比性的。代表学习量的学分具有通用的可比性，但由成绩直接转换成的绩点，不能科学地衡量与本科对等的学习质量。首先，由于高考分数的分档，接受教育的本科人群与专科人群学习基础是不一样的，假设学生的成绩在专科与本科不同人群中都呈正态分布，同样的分数所代表的学习质量是不同的。另外，由于师资条件及背景条件的影响，我们也无法评判每门课成绩分布的期望值。如:某专科学生在专科教育过程中，高等数学是83分;本科学生在本科教育过程中该门课也是83分，但所代表的学习质量是没有可比性的。所以，这种绝对成绩转化的学分绩点比较是无意义的，不能成为专科上升到本科学分积累与转换的桥梁。绝对比较行不通，可以利用相对比较的方法，也有些学者称之为标准绩点制的理念，通过学生课程成绩在本专业特定人群中的排名，转换成绩点，带入本科。在专科中，只有学业较好的学生才能进入本科学习，所以我们重点考查的是成绩在前40%的学生，见表2。通过学生成绩在专科人群中的排名，使得本科与专科有了可比性的对接。也就是说排名越前的学生绩点值越大，学分绩点越高，也只有考试成绩在前40%才能作为专科学习的学分绩点积累，可以带入到本科学习中，并参与本科的学业考核，其实也是尾部淘汰。这种学分绩点设置，尽可能地规避了各种差异带来的绝对成绩不可比性，使学分积累与转换更接近客观与公正。当然，具体的专科阶段、本科阶段的绩点值如何设置，才能更科学地评价学习结果并实现积累与转换，要根据实际情况，最好以大样本的实际人群建立数学模型，得到完整、科学、适合特定情况的学分绩点模型。学习结果积累与转换不能只采取单一的方法，对于通用性、可比性很高的国家考试、行业证书、资格证书、获奖证书等，可以直接转换学分绩点。如英语的国家四、六级证书，托福、雅思考试证书;国家计算机考试等级证书;会计、律师等行业资格证书;代表各种技术水平的焊接、车工、钳工等技术证书;某些技术大赛证书等等。学生知识、技术、能力的获取，不一定是来源于学校，可以是非学历教育、培训教育、社会学习等各种途径的，但只要是社会、行业承认的或学生能证明的实用技能，学校就应该承认其学习成果并转换成学分绩点，划分到相应的模块中。应用型本科人才的培养特点就应该在这种不拘一格的承认各种学习积累、灵活转换、个体培养、差异考核中体现出来，终身学习的理念也在这过程中实践并推广。

(2)按统一标准转换成的学分绩点

应成为专科起点应用型本科学生的招生标准。对于什么样的专科学生可以进入本科学习，获取就读本科的资格，招生的方式其实是指挥棒式的效应，而生源的质量直接影响了应用型本科人才培养的最终质量。笔者认为可以通过两种方式招收专科学生升入本科，一是对专科学生学习积累的直接认可，二是考试加考查。学习结果是对学生知识、技术、能力的综合考量。学生对知识掌握的程度，可以根据学时与绩点，以表2为换算方法，折算总的学分绩点;技术、能力的考量可以凭各种国家职业资格证书、技术资格证书、学术大赛等通用证书，最终折合学分绩点。对知识的考查可以采用平均学分绩点与总学分绩点相结合，对技术能力考核可以用总学分绩点，按照学分绩点划分标准线，当超过较高的第一标准时，可以直接进入本科学习;当达到第二标准线时，还要参加学校组织的考试，考试合格方能进入本科学习。

3以转换结果为基础的后续本科学习

专科到本科的无缝对接，除了对专科学生前期学习积累进行考核、转换、认可外，实现按个人基础与需要选课，并以普通本科培养方案为基础，对学习的量与质做细致科学的要求，这些既是学生在本科阶段学习的引导方向，也决定了应用型本科人才的培养质量。

(1)根据学生个人学习基础，实现按需选课

专科学生进入本科学习后，把前期学习已经转换认可的学分绩点归入相应的模块，按现有的培养方案分为:通识教育模块、专业基础课模块、专业课模块、专业实践模块、社会实践模块。按应用型本科人才培养目标，以普通本科该专业所开课程为基础，制定相应的培养方案，引导学生根据自己已转换获得的学分绩点，对应每一模块相应的毕业学位要求，有选择性地选课以弥补弱项，增加学分提高学分绩点。每学期开学初，固定时间为专科升入本科学生开放选课，只要是实行学分制的高校，就应该是基于学生个体培养的管理系统，完全可以做到部分学生按需选课。

(2)适当增加自学为主的小学分课程

弥补专科相应课程学时不足。在相近专业的本科与专科培养方案中，专业主干课程设置大致相同，但专科的课时少，内容浅，按表2进行学分转换后，学分绩点一定比该专业普通本科学生略少。学生进入本科后就需要弥补这些不足，可以设置一些小学分课程，学生自学为主，老师分组并结合实际给学生布置课题，最终以小论文、读书报告等形式来考核学习结果。学生通过自主学习、独立思考并协同合作解决问题的过程，就是对该门课程的深入学习并融会贯通的过程。学生具备自主学习的能力比多掌握几个知识点更加重要，这种能力也是应用型人才必须具备的。但同时，这种考核方式也容易产生弊端，如果任课老师对这种小学分课程的考核流于形式，走过场，任由剽窃与抄袭发生，学生依然所获不多。

(3)提供灵活获取学分的方式

学生个性选择并完成本科学业。同一门课程，学生在专科阶段已经取得了一定的学分绩点，但没达到本科毕业的要求，这时学生可以通过跟下级同学重新修读这门课程;也可以自学为主向老师申请免修，但需参加本科学生的考试获取学分绩点;还可以修读与该课对应的小学分课程，弥补该课程的学分绩点不足;一些公共基础课，例如英语、计算机可以凭国家等级证书获取学分绩点;又或者参加该课程领域的竞赛，获得一定的奖项也可以折合相应的学分绩点。这样学生就能充分利用有限的两年时间，选择适合自己的学习方式，达到应用型本科培养目标。

(4)科学设置专科起点应用型本科学生的毕业学位考核标准

因学生学习经历与培养目标差异，专科起点应用型本科学生和普通本科学生审核标准可以是不同的，在通识教育、专业教育、实践教育中细划分不同的模块，以平均学分绩点、总学分绩点相结合的方法考核，总的学习量和普通本科要求一致，但学习量在各模块中的分配与普通本科可以不一样，根据每个模块的特点，考核的标准也不一样。国家承认的计算机等级证书、四六级英语考试成绩、雅思托福成绩都可以直接转换为本科的计算机与英语学分与绩点;用总学分绩点考核的模块，各种行业资格证书、技术等级证书、体现学生能力的比赛奖项等，都可以转换为学分绩点，承认其社会学习与实践的结果。

4实例研究与探讨

以东华理工大学的本科资源勘查工程与高职区域普查与矿产调查专业(以下简称区调专业)为例，探讨专科到本科学习积累与转换。本科资源勘查工程专业是东华理工大学的特色专业，师资力量雄厚，与之相近的专科专业学生生源较好，希望继续系统深入学习取得本科文凭的愿望很高，而地质队、矿山等基层用人单位也希望招收更具有实践技术技能的应用型本科人才。两种需求的契合，为该专业的试点工作提供良好的土壤与环境，打通专科到本科的上升通道，实现专科起点应用型本科人才的培养，此专业可以先行试点。

(1)东华理工大学资源勘查工程专业

的普通本科、高职专科、专升本学生培养方案相互对比，审视目前的专升本学生培养弊端在哪里，以供借鉴。从表3前两年的对照可知，本科的很多理论课程、实践训练，专升本学生在专科阶段虽然都不同程度地学习经历过，但自然基础课与专业基础课多数课程学时不够，还有待在本科阶段得到加强。但从后两年的培养方案对照可知，专升本学生自然基础课与专业基础课没得到深入学习，更多的是在重复专科的实践与学习。目前专升本学生进入本科宝贵的2年时间里，所有的学习与实践实习共包括10门专业课程的学习、34周的专业实习与实践，其中有6门课程在专科有过不同程度的学习，有33周的专业实习实践训练在专科已经参加过。进入本科后所学新的课程只有4门(选修课4选3)，包括电子电工技术68学时、专业英语(选修)30学时、矿山地质学(选修)30学时、石油地质学(选修)38学时、地史学(选修)30学时。可见专升本学生大部分时间是在接受重复教育，而专科学生本身欠缺的基础课程如数学、工程数学、大学物理、工程化学等自然基础课(本科336学时，专科160学时)，专业基础课如结晶学与矿物学、晶体光学、岩石学、构造地质学等(本科478学时，专科340学时)，多数课程入学时不做任何考查，本科学习也没有得到任何加强。在毕业学位审核中，这些重要的课程被完全忽视了，只审核专升本学生参与的后两年的学习活动。普通本科有8门学位课，而专升本学生在本科阶段只学习了两门，即:矿床学、(铀)资源勘查学，按2014版教学计划只要这两门课平均学分绩点达到标准，专升本学生即可授予工学学位，所以历年来专升本学生的毕业率与学位授予率都是高于普通本科学生平均水平的，近两年都是100%。不是专升本学生学业水平高于普通本科生的学业水平，只是培养方式、考核标准过于简单粗糙罢了，看似节约办学成本，却浪费了教育的资源与学生的宝贵时间。

(2)以《结晶学与矿物学》课程成绩为例

探讨学分积累与转换的可行性。以2011级专科的区调专业93人，《结晶学与矿物学》课程成绩为例，按表2的设计做学分绩点转换。同时对2011级普通本科的103人《结晶学与矿物学》课程成绩按表2设计进行统计对照，见表5。在专科和本科该专业的培养方案中，本门课程都列为重点专业基础课，只是学时不同，以此课程为例具有一定代表性。本科培养方案中:资源勘查工程专业，结晶学与矿物学，必修，76学时，5学分;专科培养方案中:区调专业，结晶学与矿物学，必修，60学时，4学分。从表4中可以看到，专科成绩在70分以上的占40%，即93人中的37人，这37人是专科升入本科的重点考查人群。按表2的设计，把学生的专科成绩转换成可以带入本科的学分绩点，如果算平均学分绩点，其中19人达到2．5绩点，已经达到本科学位绩点要求，但要算总学分绩点，因该门课程专科学分比本科少1学分，其中只有9人超过12学分绩点，即使不再补修、重修，也已经接近或超过该门课程本科学位要求(见表4)，但少于12学分绩点的则要补修一定学时的专业基础课才能达到该模块本科学位要求。将表3学分绩点与表4普通本科学生学分绩点相比较，前40%专科学生成绩重叠于38%～93%的普通本科学生成绩中，重叠率较高的在本科的73%～93%部分;成绩转换后绩点平均值2．2，在本科成绩的70～74分数段，普通本科资勘专业的绩点平均值是2．8，比专科转换后略高，说明表2的设置是比较合理的对接与转换。ci表示转换成本科绩点，pi表示学分该样本转换后绩点平均值=2．2该样本转换后学分绩点平均值=8．9.

(3)以资源勘查工程专业为例

探讨专科与本科培养方案的对接与毕业审核。专科成绩转换后，学分绩点平均值8．9，普通本科学分绩点平均值14，说明专科学生升入本科经学分绩点转换后，多数人还不能达到专业基础课模块的总学分绩点要求，要有适当学时的补修或重修才能达到本科的平均水平。以结晶学与矿物学课程为例，根据专科与本科存在的学时差距与课程重要性，开设2．5学分的提高课程，老师布置可以综合运用这门课程知识的小课题，课题可以按选课学生人数分组布置，学生最终以小论文的形式完成这门课程的学习，以弥补该门课程的学分绩点不足。但如果专升本学生带入本科的该门课学分绩点只有4，见表4，那该学生就要重新学习这门课程，或者向老师提出免修(实验课不能免修)，并与普通本科学生同时参加考试，获取与普通本科学生同样的学分绩点，否则学生很难达到该模块的平均学分绩点要求。资源勘查工程的专业基础课模块中，普通本科要求学生修满该模块的31．5个学分(478学时)即可毕业，专科毕业生已修了该模块的22．5个学分(340学时)，前提是专科成绩达到要求并转换成本科的学分与绩点，见表4、表5。对于专科起点应用型本科学生该专业基础课模块学分要求可以比普通本科略少，但专业课模块与实践实习模块应比普通本科略多。如果要求专升本学生与普通本科学生学分一样，是不合理的，因为学习经历不同，例如结晶学与矿物学这门课，本科5个学分，专科4个学分，如果专科学生通过成绩转换，获得了本科承认的4个学分且绩点在2．5以上，学生就没必要重复学习或选修与此课程相关的小学分课程。他们需要把精力放在因专科成绩低而没获得认可、得到认可但绩点低或自己感兴趣的课程。达到学分要求只是毕业的要求，若要获得学位，还要求自然基础课模块与专业基础课模块平均学分绩点≥2．0，也就是说专升本学生必须在本科阶段对该模块自己比较薄弱的课程选择性地重新学习或补修2到3门小学分课程，才能增加该模块所得学分且提高平均学分绩点，方可毕业并获得学位。而在专业模块与实践实习模块只要求总学分与总学分绩点满足要求即可毕业并获得学位。从东华理工大学的本科资源勘查工程专业与专科区调专业的个别主干课程学习成绩转换看，这种专科到本科学习积累与转换的方法是可行的。

5结语

第14篇

关键词：漏电保护器rcd电气火灾

1防人身电击只需装用动作电流为30mA的rcd

国际电工委员会标准IEC4.79(电流通过人体的效应)确定，通过人体的交流50Hz电流不超过30mA时，人体不会因发生心室纤维性颤动而死亡，它与人体潮湿程度、接触电压高低无直接关系。因此，国际电工标准在所有防人身电击的条文中，都规定采用动作电流不大于30mA的rcd。据此在医院手术室、浴室等电击危险大的场所都可装用动作电流为30mA的rcd来防人身电击。

农村用电不必装用灵敏度更高的rcd，例如10mA的rcd。因为10mA的rcd和30mA的rcd在防人身电击的效果上是相同的，都可以使人免于发生心室纤颤而死亡。10mArcd的价格很贵，不适于广泛采用，而其额定不动作电流仅5mA，农村低压电网设备因常处于户外和潮湿场所，正常泄漏电流较大，容易引起误动作。频繁的误动作停电的后果往往是将rcd短接或拆除，使线路失去接地故障保护，导致危险的后果。

2只有手握式和移动式电气设备才需装用30mA高灵敏度的rcd

手握式和移动式电气设备的电击危险大。这是因为这些设备使用中经常挪动，绝缘容易破损而发生碰外壳接地故障，握持设备的手掌肌肉通电收缩使人无法甩脱外壳带电的设备，人体通电时间稍长即易发生心室纤颤致死。固定安装的设备较少发生碰外壳接地故障，人的手掌抓握不住设备外壳，在遭电击时可立即甩脱，与带电设备外壳脱离接触。不论有无装用30mArcd，固定式设备发生电击事故时都可使人站立不稳摔倒，但不会因发生心室纤颤而电击致死。因此对手握式和移动式设备必须装用30mA瞬动rcd，而对固定式设备如吊灯、固定安装的户内水泵则无此要求。国际电工标准对两者加以区分是避免滥装30mA瞬动rcd，以节省不必要的投资和减少因装用不当而招致rcd的误动停电。

3常用的两级漏电保护

在线路短路中大部分是接地故障，即相线与大地、电气设备外壳、金属结构管道之间的短路。接地故障既能引起人身电击事故，也比相间短路、单相短路容易引起电气火灾。我国《低压配电设计规范》(GB50054－95)规定，配电线路都应有接地故障保护，而rcd是最有效的接地故障保护电器。当发生电弧性接地故障起火时，因电弧电流小，断路器、熔断器往往不能在火灾发生前切断电源，而rcd则能立即动作切断电源。因此，除在手握式、移动式设备终端线路上安装30mA瞬动rcd外，还应在电源总干线上安装带少许延时的漏电保护功能的断路器，如图1所示。它主要用于防接地故障引起的电气火灾和线路对地电位升高事故，保护范围无死区。

图中rcd1和rcd2的动作应有选择性，以避免越级跳闸扩大停电面。选择性不能靠rcd动作电流的大小来提供。如果rcd1和rcd2的动作电流差2～3倍，但如果都是瞬时动作，当线路末端发生故障电流为几十安的接地故障时，故障电流都超过动作电流的百倍以上，两级rcd都瞬时动作，无法保证选择性。因此各个级次rcd间的动作选择性只能靠动作时间的长短不同来保证，即图1中的rcd2的动作应带有适当的延时，例如图中所示rcd1的动作时间t1≤0.04s，rcd2的动作时间t2=0.3s。

4带延时漏电保护的断路器的技术要求

装设在电源干线上带延时漏电保护的断路器其接线如图2所示。由图可知，这种断路器只是在原用作短路保护和过载保护的断路器的下端，增装一变比为1∶1的零序电流互感器和脱扣器。当被保护回路内发生接地故障时，互感器检测出剩余电流(俗称漏电电流)，由脱扣器使断路器跳闸。

我国《低压配电设计规范》规定，此级rcd的动作电流不大于500mA最为安全，因500mA以下电弧的能量不足以引燃起火。但当线路正常泄漏电流大时也可取为大于500mA，以免发生不必要的跳闸停电。此断路器漏电动作延时一般取为0.3s左右。因从发生接地电弧到引燃近旁可燃物质起火有一较长时间过程，这一0.3s左右的延时，既能有效防止起火，又不扩大停电面，也不致引起所保护线路的过热烧损。

这一级保护不能采用一般的漏电保护器，也不能采用漏电继电器与接触器组合的漏电保护，因为电源干线上金属性接地故障电流可能以千安计，接触器和断流能力为300A的一般rcd是难以切断如此大的电流的。

我国不少厂家生产这种带延时漏电保护功能的塑壳式断路器，其额定电流为100～400A，漏电保护动作电流为30mA～2A，延时动作时间0.2～0.8s，短路电流开断能力为3～6.5kA，可以满足前述的一般要求。

5三级漏电保护的应用

当供电范围和电源干线电流较大时，有时需装用三级漏电保护，即在图2中的rcd2前再加一级rcd3如图3所示。它由分离的零序电流互感器、漏电继电器和断路器(或信号器)组成。互感器的变比也为1∶1。它通过的回路电流受回路4根导线通过的互感器贯穿孔直径的限制。漏电继电器检测的电流即一次侧的剩余电流，其动作电流和延时均可调整。

我国现时已生产附装漏电继电器的漏电保护零序电流互感器，其贯穿孔直径为25～100mm，相应回路电流为100～800A，所带漏电继电器的动作电流为50mA～3A，延时为0.2～2s。这种互感器也适宜于在现有线路上补加漏电保护。

对供电范围大的电源干线上的漏电保护往往不希望所保护范围内发生电弧性接地故障时立即跳闸，以避免大面积的停电。这时可将漏电继电器作用于信号，以便找出故障回路，局部切断电源。回路内如出现金属性短路的大短路电流，则由断路器内的电磁脱扣器动作来切断电源，以保护线路。

第15篇

Keywords:automotiveelectronics,reconfigurablecomputing,reconfigurable-logicdevice,dynamicreconfigurabletechnology.

1引言

汽车历经百余年的发展，其机械结构已经达到了近乎完美的程度，业界对汽车机械性能的改善已经很难再有更大的提升空间。为了提高汽车的可靠性、功能性和舒适性，电子技术在汽车上被广泛应用。电子技术与机械结构的结合，被认为是当前汽车技术发展过程中的一次“革命”。

汽车电子技术是汽车设计中的核心技术。汽车电子化的程度是衡量一个国家汽车工业发展水平的重要标志。汽车的设计者利用汽车电子技术开发新的车型，把它作为改善和提高汽车整体水平所采用的最重要的技术方案；汽车制造商则通过加快汽车电子化的进程，把增加汽车电子装置的数量等措施作为汽车的新卖点和夺取未来汽车市场的最重要手段。目前在国际上的中、高档轿车的设计中，汽车电子产品平均已经占到了汽车制造成本的27。这个数字还在不断创造新高。据英飞凌（Infineon）公司预测，到2010年用于轿车上的汽车电子装置的支出平均将占到整车制造成本的50。而在我国，每辆汽车的平均汽车电子设备应用比例要比国际水平低5.5倍[1>。汽车电子技术的发展与应用是目前我国汽车产业进步所面临的一大契机和挑战。

可重构计算技术成形于上个世纪九十年代中期[2>。如图1所示，其主要思想是利用可重构逻辑器件（如FPGA）的可重构特性，通过不同的器件配置文件来改变器件实现的功能，从而能够以硬件的性能灵活实现多种应用。可重构计算技术避免了微处理器计算模式因为取指、译码等步骤导致的性能损失，同时也消除了专用集成电路（ASIC）计算模式因为前期设计制造的复杂过程带来的高代价和不可重用等缺陷。可重构计算技术目前已经应用在了很多领域，如目标匹配、大数值运算等等，都取得了非常好的效果。

图1：微处理器、可重构计算、专用集成电路等三种计算模式的比较

汽车电子产品有着很多特殊的需求，而可重构计算作为一项新兴的技术，具有的高性能、高灵活性、低开发周期、低成本等特征非常适合于汽车电子领域的应用。

2汽车电子领域的需求分析

从1950年美国通用公司开创了将半导体技术应用于汽车制造领域的先河—将晶体管收音机安装在汽车上开始，汽车电子产业历经50多年的发展，目前已经形成了功能多样化、技术一体化、系统集成化、通信网络化、技术标准化等技术特征。当前，汽车电子技术已经进入了优化人-汽车-环境的整体关系的研究阶段。汽车在满足安全、节能、环保的同时，将进一步满足人们生活的需要，向舒适、便利、高效、数字化、信息化和智能化方向发展。

汽车电子技术主要有两个大的应用领域：一个是汽车电子控制系统，另一个是车载汽车电子装置[3>。其中，汽车电子控制系统是机械和电子相结合的汽车电子产品，它的工作状况会直接影响到汽车的性能。而车载汽车电子装置则是可以在汽车环境下独立使用的电子装置，它的性能好坏并不影响汽车的性能。相比之下，汽车电子控制系统的设计与开发涉及到了机械和电子两个学科领域，这两部分的研发要协同进行，所以整个过程比较复杂。车载电子装置是IT行业中的应用在汽车领域的扩展，种类较多，例如遥控中央门锁、车载电话、后座娱乐系统、GPS导航系统、车载计算机等等。这些产品因和整车的性能无关，可以独立地进行开发，所以和汽车电子控制系统相比，在开发的环节上比较简单。

汽车电子领域对电子技术发展的主要需求有如下几个方面：

·性能高。目前在汽车电子产品中对性能要求最高的部分是车内的信息娱乐系统。一个信息娱乐系统可能包括多通道音频系统、DVD播放器、GPS导航系统以及免提移动电话等等。这些子系统中涉及到的功能（如视频处理等操作）需要强大的信号处理能力，对性能要求极高。另外，随着汽车主动安全理念的深入人心，新的汽车安全系统开始采用图像、视频和雷达处理，同时引擎和刹车控制系统也将采用更复杂的计算控制策略，计算量庞大的实时运算将在应付突发事件的时候发挥重要作用。这也给相关的汽车电子产品的处理能力提出了挑战。

·灵活性强。汽车的设计者和制造商都面临的一个严峻问题是必须保证汽车电子设备的寿命与汽车的寿命相匹配。汽车电子设备的生命周期很短，不断出现的新兴的汽车标准以及标准本身的不断变化进一步导致选择标准时必须考虑到其寿命、灵活性以及被接受的广泛程度。为了保证汽车电子产品能够紧跟汽车产业的发展，就要求汽车电子产品具有相当的灵活性使其能够根据需求做适时的改动。在当前各种新的技术标准层出不穷，而业界又缺乏占据有绝对优势的标准的时候，对汽车电子技术的这一需求显得尤其重要。

·可靠性高。汽车作为一类特殊的产品，经常会工作在恶劣的环境下，这对应用在其中的电子产品的可靠性提出了严格要求。电子产品的精密性使它成为影响整车可靠性、安全性的重要因素。特别是在汽车电子控制系统中，高温的工作环境往往会给电子产品带来损伤，这极大地增加了整车的危险性。这就要求电子产品能够抵御住恶劣工作环境的干扰，同时具有适当的容错能力，能够在受到部分损伤的时候将其造成的影响降到最低。

·开发时间短。尽量缩短新车型新产品的研发时间是汽车设计者和制造商追求的目标之一。图2显示出在汽车电子产品方面的新技术研发周期是非常短的。这就要求汽车电子技术的研发需要有方便快捷的开发平台，并且在技术研发上有延续性和可复用性，尽量缩短开发时间。特别是在车载汽车电子装置的研发中，因为它们与汽车本身的性能无关，所以更可以不受到整车其它部分研发进展的约束，需要在尽量短的时间内开发出适合需要的产品。

·成本低。汽车产业对价格的影响十分敏感。价格是决定汽车产品竞争力的重要因素之一。选用合适的技术、材料和器件对汽车工业的发展起着举足轻重的作用。随着汽车电子产品在整车成本中所占份额的增加，尽量降低这部分电子产品的成本是一个极为关键的问题。

图2：汽车领域项目创新周期和开发时间示意图[4>

以上我们讨论了在汽车电子领域对电子产品技术的一些基本需求。除此之外汽车电子产品还需要尽量降低能耗以及减少占据的空间等。

3可重构计算技术在汽车电子领域的应用前景

在当前的汽车电子产品中，大量使用了微处理器和专用集成电路实现关键功能。可重构计算技术的出现为汽车电子产品提供了另一个高效灵活的选择。

可重构计算技术的发展主要依赖于可重构逻辑器件技术和动态重构技术的发展。随着半导体技术的进步，目前商用的可重构逻辑器件在单片上已经可以集成数以百万计的基本逻辑门单元和其它各种复杂的计算逻辑，甚至有的高端器件上已经集成了多个微处理器核进一步加强器件的计算能力[5>。这为原来只是用于实现简单的胶合逻辑和原形系统设计的可重构逻辑器件能够逐步占领计算系统的核心地位提供了基本支持。动态重构是当前可重构计算技术的研究热点之一，它是指在不影响当前系统正常运行的前提下，将可重构逻辑器件上的部分资源配置为新的功能，从而提高资源利用率和增加系统性能。动态重构是可重构技术的发展方向，目前主要集中在如何减少器件重构开销、优化资源调度等方面的研究上。

与传统的采用微处理器和专用集成电路的汽车电子产品相比较，利用可重构计算技术的汽车电子产品具有以下优点：

·可重构计算技术能够高效实现特定功能。可重构逻辑器件上都是硬连线逻辑，它是通过改变器件的配置来改变功能的。器件的配置信息一旦被加载，整个系统就可以以硬件的性能大大加快功能的实现。汽车电子产品中那些计算量庞大的功能，典型的例子如视频处理，其核心算法是定点数据上的算术密集型信号处理操作。经过研究发现，这些操作是适合在可重构逻辑器件上高效实现的。将可重构逻辑器件用于加速核心算法的执行，再补充另外的微处理器与之耦合用于执行辅助功能，如输入、输出等操作，是很好的可重构计算系统的构建方式。目前已经有多个利用可重构计算技术的高效的视频处理系统，并已经在汽车电子领域广泛使用[6>。

·可重构计算技术能够通过动态改变器件配置来灵活满足多种功能需求。动态可重构特性使得同一可重构逻辑器件能够满足不同的设计需求，这一点是传统的专用集成电路计算模式不能够达到的。汽车电子产品不同于一般的电子产品，它受到了很多因素的束缚。例如车型的限制，采用相同基本设计的同一款汽车会有经济型、标准型和豪华型等不同型号。这就要求针对不同的型号都要有相应的电子产品支持。为每个型号的汽车都分别设计专门的计算核心单元和电路的代价是高昂的，可重构计算技术就可以消除这个障碍。汽车设计者可以仅开发出一款运用了可重构逻辑器件的原型系统，然后根据不同的车型要求灵活地将可重构逻辑器件配置为相应的功能。另外，由于在业界缺少占有绝对优势的标准，采用何种技术标准也是设计者必须解决的难题。例如，当前车上总线就有LIN、CAN、MOST等多种标准共存，不同标准的技术参数都有很大差异，为了使这些总线标准间不发生冲突，就可以考虑利用可重构逻辑器件作为各标准间的桥接逻辑。

·可重构计算技术适合恶劣工作环境下的应用。当前的可重构计算技术已经经受住了很多极端工作环境的考验，例如NASA的“勇气”号和“机遇”号火星车上就使用了大量可重构逻辑器件。在汽车应用领域，温度会给汽车电子产品带来最大的损伤。业界最高的节点温度是150摄氏度，而用于恶劣环境下的可重构逻辑器件的特殊封装足够保证系统在此情况下的正常运行。利用可重构逻辑器件的另一个优势是不需要微处理器必需的散热系统，大大减少了电子产品占据的空间。另外可重构逻辑器件具有的大量的冗余可重构逻辑资源，使得当器件的某些区域被破坏的时候，系统可以使用动态重构技术自动避开这些区域同时利用周边的其它逻辑资源组合替代该区域被破坏的功能。

·可重构计算技术具有强大的技术支持来加速产品开发。不同于专用集成电路的设计，可重构计算技术不需要大量的NRE（Non-RecurringEngineering）工作。器件厂商会配合不同的可重构逻辑器件提供相应的开发工具和流程，同时还会提供大量参考设计和IP核以减少设计者的重复劳动并提高设计的可靠性。还有很多技术已经成熟的仿真工具和验证工具可以在设计的各个阶段用于保证设计的正确性，减少了出错返工导致的时间浪费。

·可重构计算技术的使用能够大大降低系统成本。系统成本的降低主要体现在两个部分：一个是在设计过程中，另一个是在运行过程中。目前的车用可重构逻辑器件的单价最低已经降至1.5美元，而且利用它实现应用的开发成本又远远低于专用集成电路。可重构逻辑器件的灵活性使得它不必像专用集成电路一样，一个细微的修改就会导致整个电路的重新设计与制作。同时，在系统运行的时候经过分析可以确定有的功能不会同时被使用，那么设计者就可以考虑利用动态重构技术在不同的需求时段里分别实现这两个功能，做到“一片多用”，节省了资源、空间和成本。

从上面的讨论可以看出，将可重构计算技术应用于汽车电子领域有着很大的优势，是切实可行的技术方案。当前，业界也已经注意到了可重构计算技术的应用前景。

4可重构计算技术在汽车电子领域面临的问题

虽然可重构计算技术当前已经在多个领域取得了长足进展，但是在汽车电子领域具体应用的时候，还会面临很多问题。下面列举几个最典型的问题：

·可重构逻辑器件的选型。目前生产商用可重构逻辑器件的几大厂商：Xilinx，Actel，Altera和Lattice等都已经开始关注汽车电子领域并陆续有产品推出。这些产品的硬件结构、处理能力和市场价格等都各不相同。如何针对应用进行合适的器件选型是一个非常重要的问题。当前的可重构逻辑器件基本都是基于SRAM、Flash或者反熔丝技术。这三种技术各有千秋，其中主流的基于SRAM的器件目前已经具有非常强大的处理能力；基于Flash的器件较少但是性价比较高；基于反熔丝技术的器件不具有多次重构的能力但是可靠性较好。所以针对不同的应用场合进行器件选型需要在对应用和器件信息都非常熟悉的基础上进行。

·可重构逻辑器件上应用的实现。虽然目前已经有多种方法简化了利用可重构计算技术实现应用的开发过程。但是用硬件描述语言或者硬件原理图来设计由可重构逻辑器件执行的应用程序对于大部分应用开发者来说还是陌生和困难的。为了排除软件设计者在软件算法的硬件化实现中碰到的困难，已经有多种类高级语言的硬件描述语言被开发出来，但是这些技术还并不成熟。由EDA软件厂商推出的各种硬件应用设计软件，也还存在着一些局限和缺陷，而且不能够完全发挥出可重构计算技术的威力。这就要求汽车电子产品的设计者务必掌握利用可重构计算技术的设计思想并将其渗透到产品的设计中去。

·可重构逻辑器件的可靠性保证。不同于传统的微处理器和专用集成电路计算模式，可重构逻辑器件是通过改变器件配置来改变功能的。特别是基于SRAM的器件，是由存储在器件上的配置信息来控制器件中各逻辑单元间的硬连线的。因此通过配置端口输入其它的配置信息就可能改变甚至损坏器件的功能，而在以前则不会出现类似情况。为了防范这些问题，就需要在关键电子设备上采用基于反熔丝技术的只能一次重构的可重构逻辑器件或者使用对配置信息加密等方法。

·动态重构技术的研发与使用。虽然动态重构技术在理论上已经有了很大发展，并且有很多原型系统已经被开发。但是由于技术条件限制，目前缺乏具有普适性的研发方法，真正使用在产品上的技术也还有一些不足。这需要业界和学术界协作，针对汽车电子领域的关键应用进行攻关，尽量多地将当前已经成熟的动态重构技术应用在汽车电子产品上，带来高效率、高资源利用率等优势。同时开展对动态重构技术的方法学的研究，为将动态重构技术更广泛地应用在电子产品领域提供技术保障。