時間：2023-03-22 17:44:00
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇電氣應(yīng)用論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
以往的課堂教學(xué)主要圍繞“教師、書本、課堂”為主體，即以教師講授為主，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱中規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)識進行授課，然后安排一定學(xué)時的實驗，期末進行理論考試這種模式完成教學(xué)任務(wù)。盡管教師在課堂采用了多種模式的教學(xué)方法，但是講授的一些電氣傳動原理圖對學(xué)生來說還是比較抽象的，導(dǎo)致學(xué)生在日后的工作中對實際的電氣設(shè)備感到十分陌生，并不能很好地跟課本所學(xué)知識聯(lián)系起來，且目前這種按照課本編排順序平鋪直敘講述的方式，使得各門課程之間的聯(lián)系較弱，各科教師之間交流較少，各自完成各自的教學(xué)任務(wù)，缺乏統(tǒng)一性和連續(xù)性。有時甚至出現(xiàn)專業(yè)課程與相關(guān)基礎(chǔ)課程同時進行甚至超前的情況。這就造成學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)分離，無法從整體上掌握各門課程之間的聯(lián)系，從而無法具備完備的實踐、研究、創(chuàng)新能力。
(二)教學(xué)改革
在教學(xué)方式上，改革傳統(tǒng)的“以主講教師為中心”、“以課本內(nèi)容為中心”、“以課堂學(xué)習(xí)為中心”的教學(xué)方式，靈活運用教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。教師課堂講授內(nèi)容不一定對教材面面俱到，應(yīng)有選擇性、針對性的講解，講思路與方法，講學(xué)科前沿發(fā)展，將自己的科研成果融入課堂，傳達創(chuàng)新意識。建議多用討論式教學(xué)，不是要學(xué)生簡單認同，而是鼓勵學(xué)生思考、分析知其所以然，從而達到發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的目的。注重習(xí)題課，鞏固知識的學(xué)習(xí)。在專業(yè)課教學(xué)上，有科研項目或者來自企業(yè)的兼職教師可結(jié)合自己正在研究的課題進行“項目驅(qū)動教學(xué)法”。由項目負責(zé)人選擇項目，教師集體備課，根據(jù)項目確定講授的內(nèi)容和訓(xùn)練計劃。在這個過程中，學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，教師起引導(dǎo)和參謀的左右，強調(diào)學(xué)生分析、解決實際問題能力的養(yǎng)成。通過這一系列的訓(xùn)練，能夠使學(xué)生意識到理論科學(xué)與實際的距離，體驗實際科學(xué)研究過程的復(fù)雜與困難，克服長期被動學(xué)習(xí)而產(chǎn)生的知識吸收性疲勞，有利于開發(fā)創(chuàng)新能力。還要特別注意課堂延伸訓(xùn)練，比如課后作業(yè)要能夠激發(fā)學(xué)生的探索欲望，需要學(xué)生通過查閱大量資料完成。
二、課程創(chuàng)新
(一)現(xiàn)狀分析
課程體系承載著將人類社會在科技發(fā)展中創(chuàng)造積累的科學(xué)認識逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生認識的責(zé)任?？萍及l(fā)展后必然要對課程體系提出豐富其內(nèi)容、深化其層次乃至取代業(yè)已陳舊的知識體系的要求。該院電氣工程專業(yè)自建立以來，致力于培養(yǎng)電力系統(tǒng)及其自動化，電力電子與電力傳動和高電壓工程等方面的工程管理、設(shè)計研發(fā)、設(shè)備運行維護的高級技術(shù)人才，其主干課程“電機學(xué)”“電力系統(tǒng)分析”“電力系統(tǒng)與繼電保護”“電力系統(tǒng)綜合自動化”“高電壓工程”等作為專業(yè)核心課程在專業(yè)學(xué)習(xí)及生產(chǎn)實際中固然占有重要的地位，然而隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，該課程體系的剛性和單一性、課程結(jié)構(gòu)的銜接不力、教材內(nèi)容的不及時更新和大量重復(fù)，致使學(xué)生自主接收新知識的空間受限，從而使創(chuàng)新能力的培養(yǎng)受到限制，這樣培養(yǎng)出的應(yīng)用型人才無法滿足社會第一線的需求。
(二)課程改革
1．優(yōu)化人才培養(yǎng)體系。
優(yōu)化人才培養(yǎng)體系包括優(yōu)化課程體系和安排科學(xué)合理的課程設(shè)置，這是實施應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本途徑。重慶理工大學(xué)根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，轉(zhuǎn)變過于強調(diào)基礎(chǔ)課程體系的系統(tǒng)性和完整性的想法，堅持基礎(chǔ)教學(xué)要為專業(yè)教學(xué)服務(wù)，為相通相近學(xué)科搭建基礎(chǔ)課程平臺，按學(xué)科專業(yè)有針對性、選擇性地設(shè)置基礎(chǔ)模塊。以課程群的方式將全部核心課程有機地結(jié)合起來，避免相關(guān)課程之間的內(nèi)容重復(fù)，減少學(xué)時冗余，同時有利于教師以相互有機聯(lián)系的方式傳授知識。與企業(yè)共同開發(fā)專業(yè)課程，適度加大實踐課程模塊學(xué)時比例，提高學(xué)生從業(yè)過程的社會適應(yīng)性。著力構(gòu)建與理論教學(xué)體系相輔相成的、循序遞進的多層次實踐教學(xué)體系。對于電氣工程專業(yè)而言，構(gòu)建以工程設(shè)計為主線，以科學(xué)研究和工程訓(xùn)練為依托，以綜合實踐為助推的現(xiàn)代工程實踐教學(xué)體系。根據(jù)電氣工程行業(yè)對應(yīng)用型人才的需求，修訂新的教學(xué)大綱，制定人才培養(yǎng)計劃。新大綱和培養(yǎng)計劃將科學(xué)劃分專業(yè)知識體系、通識體系和相關(guān)知識的比例問題;注重課內(nèi)與課外、學(xué)校與企業(yè)的結(jié)合問題;加強師資建設(shè)，優(yōu)化知識結(jié)構(gòu);創(chuàng)建高規(guī)格的實訓(xùn)基地、校內(nèi)實驗場所，建立新穎完善的產(chǎn)學(xué)研合作教育實踐教學(xué)體系，多渠道培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力;根據(jù)教學(xué)計劃把企業(yè)專家請進教室，豐富行業(yè)知識，創(chuàng)新課堂教學(xué)形式，完善教學(xué)環(huán)節(jié)和改革考核制度。
2．提升教材質(zhì)量。
教材是進行教學(xué)工作的知識載體，是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的基本保證。只有通過不斷實踐革新，才能不斷提高質(zhì)量。教材建設(shè)方面形成一個專門的教材研究小組，在總結(jié)多年教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過查閱大量相關(guān)文獻和專業(yè)學(xué)位論文，特別是專業(yè)性較強的課程需要跟蹤國內(nèi)外理論與技術(shù)應(yīng)用的最新成果，結(jié)合本專業(yè)學(xué)科建設(shè)成果，將突出的科研項目編入教材，將教師最新的科研成果編入教材。這樣，一方面加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做鋪墊;另一方面，能夠促進學(xué)生積極參與本專業(yè)學(xué)科建設(shè)，提升學(xué)校學(xué)科專業(yè)水平。
三、師資創(chuàng)新
(一)現(xiàn)狀分析
目前教師隊伍建設(shè)相對滯后，特別是實踐教學(xué)師資。由于電氣工程專業(yè)具有較好的就業(yè)前景，使得學(xué)生的就讀愿望非常強烈，這就出現(xiàn)了學(xué)生特別多，師資很有限的情況。我系每位老師平均每年要承擔(dān)5～6門課程，同時還需要承擔(dān)這些理論課對應(yīng)開設(shè)的實驗課，因此教學(xué)任務(wù)繁重，教師無暇顧及自身專業(yè)方面的素質(zhì)提升。對于一些缺少工程經(jīng)歷的教師，若將他們定期輪流地送往企業(yè)培訓(xùn)，目前還缺乏經(jīng)費的持續(xù)支持和制度的長期保障。這種現(xiàn)狀使得現(xiàn)有教學(xué)隊伍整體缺乏對新技術(shù)的了解和掌握，從教師方面就開始與應(yīng)用脫節(jié)，更談不上與實踐相結(jié)合的創(chuàng)新。由于專業(yè)實踐方面的需求，我院盡管也從行業(yè)、企業(yè)中聘請了一些兼職教師，但因人事管理制度和經(jīng)費制約，比例相對較小，滿足不了實踐教學(xué)的需求。對于新引進教師政策方面，過分強調(diào)了學(xué)歷、職稱等條件，這無形中弱化了對工程經(jīng)驗和技術(shù)水平的要求。
(二)師資改革
教師的實踐技能水平如何，直接關(guān)系到實踐教學(xué)的效果。應(yīng)加強對專業(yè)教師實踐能力的培養(yǎng)，從政策上鼓勵那些直接從高校畢業(yè)的青年教師分期分批到專業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)第一線去鍛煉，增加實踐經(jīng)歷，盡快將理論知識融會貫通到實踐中，從而完善知識結(jié)構(gòu)，及時了解企業(yè)、行業(yè)新技術(shù)，了解學(xué)生就業(yè)的新需求。從政策上鼓勵教師與企業(yè)開展橫向課題合作，共同參與企業(yè)科技攻關(guān)項目，激勵科研成果向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化。要合理利用從行業(yè)企業(yè)聘請的兼職教師。他們大都具有很強的工程背景和實踐能力，更了解社會對人才的需求，同時對本行業(yè)企業(yè)的技術(shù)前沿追蹤得非常緊密;他們對學(xué)生的實際應(yīng)用能力的培養(yǎng)不可替代，同時又可擔(dān)任青年教師工程技術(shù)指導(dǎo)顧問;他們是聯(lián)系企業(yè)和高校的橋梁，對促進校企合作、開展橫向課題研究都起著關(guān)鍵的作用。強調(diào)把“行業(yè)企業(yè)專業(yè)實踐經(jīng)歷”作為應(yīng)用型大學(xué)教師入職需考慮的重要因素之一。作為應(yīng)用型大學(xué)的教師，不僅要具備較高的學(xué)術(shù)水平還應(yīng)具備較強的應(yīng)用能力，這樣才能培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才，這也是創(chuàng)新教育對高素質(zhì)創(chuàng)新型教師的要求。在新近教師培訓(xùn)中，要指導(dǎo)教師善于挖掘?qū)W生的潛能，鼓勵教師不斷接觸新事物，用自身的創(chuàng)新意識、思維去感染學(xué)生、帶動學(xué)生，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。
四、實踐創(chuàng)新
(一)現(xiàn)狀分析
為保證應(yīng)用型人才特定培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，必須要注重學(xué)生實踐應(yīng)用能力的鍛煉，而很多高校在實訓(xùn)基地層面沒有太多的財力支持。很多企業(yè)受生產(chǎn)壓力、經(jīng)濟效益等因素的影響，既想讓新招的應(yīng)屆生具有工程經(jīng)驗，又不愿承擔(dān)人才培養(yǎng)的社會責(zé)任，因此學(xué)生沒有真正結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實際的工程實踐訓(xùn)練，沒有感受到所學(xué)知識的實際工程意義和價值。近年來，隨著強調(diào)基礎(chǔ)課程的加強，強調(diào)通才教育而忽視學(xué)生專業(yè)技能培訓(xùn)，工科教育理科化的傾向不容忽視。在系列課程實驗的設(shè)置中也存在一些問題，大多數(shù)都是以成熟的驗證型實驗為主，成為了理論教學(xué)概念的可視化手段，甚至淪為理論教學(xué)的附庸，整個實驗過程需要學(xué)生參與思考的部分較少。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，學(xué)生大都采用專用實驗臺進行操作，這將導(dǎo)致學(xué)生在面臨真正的工程實踐中出現(xiàn)各種各樣的問題時無法適應(yīng)，原因在于他們僅僅是進行機械的操作而缺乏真正的思考。
(二)實踐改革
1．將仿真技術(shù)引入理論教學(xué)進行驗證性教學(xué)。
在課程的初級階段，通過理論性學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上進行驗證性實驗，對于學(xué)生更好地掌握科學(xué)規(guī)律并從中發(fā)現(xiàn)問題起到良好的輔助作用。目前，有關(guān)電氣方面的仿真軟件有MATLAB、SABER等，它們各有所長，針對不同層次的仿真。采用仿真教學(xué)可以避免因錯接電路或電路中可靠性問題引起的失敗，提高了學(xué)生的仿真技能。從而給學(xué)生更多的機會去進行理論、結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新驗證，同時也節(jié)約了實驗平臺建設(shè)所需要的費用。
2．從教材入手以設(shè)計性實驗為主進行實驗教學(xué)。
打破以往以驗證性實驗為主的內(nèi)容，充分利用實驗設(shè)備，組織有實踐經(jīng)驗的教師編寫實驗講義。以實驗項目的形式進行課時分配，每個實驗項目根據(jù)難度分為不同層次，依次為驗證性實驗、仿真實驗，設(shè)計性實驗。設(shè)計性實驗又可以分為必做實驗和選做實驗兩部分，在設(shè)計性實驗中只給出設(shè)計參數(shù)要求或功能要求，給學(xué)生更多的創(chuàng)造性機會;選做實驗主要針對那些創(chuàng)新實踐能力較強的同學(xué)。通過實驗課教學(xué)，有助于學(xué)生正確理解和掌握理論，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生思維創(chuàng)新能力，為不同能力的學(xué)生提供不同的施展平臺。以項目的形式開發(fā)實驗課程還有助于學(xué)生形成整體的工程設(shè)計思路，對所學(xué)知識體系能夠形成統(tǒng)一的整體從而達到融會貫通，真正提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。
1.2選擇混亂，人員素質(zhì)參差不齊在引進電氣工程自動化的企業(yè)中，由于企業(yè)中各部門的生產(chǎn)方向不同，導(dǎo)致對電氣工程自動化平臺開發(fā)系統(tǒng)的選擇也各不相同。此外，因人員素質(zhì)參差不齊，進一步加深了開發(fā)系統(tǒng)的細節(jié)設(shè)計、開機測試、運行調(diào)整和運行維護等方面的復(fù)雜性，這增加了開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計研發(fā)工作的難度，也增加了電氣工程自動化的運行成本。
1.3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一電氣工程自動化在企業(yè)中應(yīng)用時，由于不同企業(yè)在技術(shù)水平和生產(chǎn)方向等方面存在較大差異，導(dǎo)致電氣工程自動化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中各行其是，只按照自身的需求建設(shè)，沒有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，不同企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在各技術(shù)指標(biāo)上存在很大差別，這不僅提高了電氣工程自動化的運行成本，還阻礙了電氣工程自動化在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用。
1.4數(shù)據(jù)傳輸中存在安全隱患數(shù)據(jù)信息的快速交換是充分發(fā)揮電氣工程自動化作用的重要保證。但因不同企業(yè)開發(fā)程序的接入方式存在差異，給企業(yè)之間的產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)傳輸和接收帶來很大的困難，影響了電氣工程自動化系統(tǒng)信息交換的流暢性，增加了企業(yè)的時間成本。同時，隨著數(shù)據(jù)信息數(shù)量的急劇增加和傳遞中不斷遇到各種問題，數(shù)據(jù)傳輸安全已成為急需解決的問題，這無形中給企業(yè)的電氣工程自動化應(yīng)用增添了難度。
2解決策略
2.1加強對電氣工程自動化的認識企業(yè)應(yīng)加強對電氣工程自動化的認識，具體可從以下2方面入手：①加強對電氣工程自動化重要性的宣傳。由相關(guān)部門組織各個企業(yè)學(xué)習(xí)電氣工程自動化的相關(guān)知識，充分了解電氣工程自動化為企業(yè)帶來的利益，從而加大企業(yè)對電氣工程自動化的引入力度。②改變企業(yè)對電氣工程自動化的認識。電氣工程自動化是提高企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段，能夠節(jié)省大量的人力成本，從長遠看，是企業(yè)在日益激烈的市場競爭中生存的必要保障。
2.2統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和提高員工素質(zhì)在統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和提高員工素質(zhì)時，具體可從以下3方面入手：①根據(jù)需求不同的企業(yè)的實際情況，進行電氣工程自動化的技術(shù)優(yōu)化，引進先進的技術(shù)管理和開發(fā)理念，從系統(tǒng)的整體設(shè)計、開機測試和運行維護等方面總體考慮和規(guī)劃，并建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的系統(tǒng)開發(fā)平臺，從而滿足不同企業(yè)的共同需求，有效降低系統(tǒng)平臺的研發(fā)成本；②根據(jù)不同企業(yè)的個體需求，在系統(tǒng)開發(fā)平臺的基礎(chǔ)上，推出具有針對性操作功能的系統(tǒng)，從而使企業(yè)之間的電氣工程自動化系統(tǒng)具有共通性和差異性，同時，也滿足了不同企業(yè)各自的需求；③努力提高員工的綜合素質(zhì)，對員工進行專門的系統(tǒng)操作平臺知識培訓(xùn)，使員工快速適應(yīng)系統(tǒng)操作，改變以往的習(xí)慣，加強對系統(tǒng)操作的熟悉程度，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)的真正作用。
2.3建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是電氣工程自動化系統(tǒng)有效運行的重要保證。因此，在不同企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)同一標(biāo)準(zhǔn)建立，保證企業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備管理、日常管理和企業(yè)決策等系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)可高效、快速共享；中心控制系統(tǒng)應(yīng)與其他子系統(tǒng)良好配合，并充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，使企業(yè)工作從整體出發(fā)，優(yōu)化配置企業(yè)管理和生產(chǎn)，保證數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)確性和及時性，以提高企業(yè)的整體效率，并降低電氣工程自動化系統(tǒng)的建設(shè)成本。
2.4建立標(biāo)準(zhǔn)、安全的數(shù)據(jù)對接數(shù)據(jù)傳輸速度決定了企業(yè)電氣工程自動化系統(tǒng)的運行質(zhì)量。因此，建立標(biāo)準(zhǔn)、安全的程序接口，是企業(yè)實現(xiàn)電氣工程自動化快速、高效交換數(shù)據(jù)和自身流程高效運行的保障。目前，常見的操作系統(tǒng)有Windows2010、ActiveX系列等，雖然應(yīng)用這些軟件可保持企業(yè)辦公系統(tǒng)與電氣工程自動化系統(tǒng)同步、協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的流暢交換，降低企業(yè)的生產(chǎn)時間和成本，但是，在與其他企業(yè)交換數(shù)據(jù)時，仍然存在一定的效率和安全問題。通過采用國際統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，不僅能使企業(yè)內(nèi)部自動控制和數(shù)據(jù)交換更加快捷、有序，還可為企業(yè)之間的數(shù)據(jù)交流提供技術(shù)支持。
引言
能源問題已成為全球共同關(guān)注的問題，能源短缺成為制約經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。建筑中的節(jié)能設(shè)計已得到充分重視，做到合理使用能源、提高能源利用效率，為能源的節(jié)約提供了保障。民用建筑是建筑的耗電大戶，近幾年民用建筑電氣節(jié)能的重要意義已逐步受到人們的重視。
建筑電氣節(jié)能應(yīng)堅持的三個原則是：①滿足建筑物的功能。②考慮實際經(jīng)濟效益。③節(jié)省無謂消耗的能量。因此，節(jié)能措施也應(yīng)貫徹實用、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進的原則。
照明節(jié)能設(shè)計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度地利用光能，通常的相應(yīng)節(jié)能措施有以下幾種。
1高效節(jié)能光源的選用
應(yīng)合理選擇燈具的配光，以提高利用系統(tǒng)。設(shè)計時辦公室主張采用T8或T5稀士三基色熒光燈管。這是由于T8或T5燈管具有更高的顯色指數(shù)和光效，光衰小、壽命長、用汞量少，更符合節(jié)能、環(huán)保要求。門廳、走廊等場所采用緊湊型熒光燈替代以往的白熾燈，達到節(jié)約能源的目的。
2高效節(jié)能照明燈具的選用
燈具按光通量在上下空間分布比例分為五類：直接型、半直接型、全漫射型、半間接型和間接型。①燈具的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于安裝、維護和更換光源。一般辦公區(qū)優(yōu)先選用直接式燈具，在有吊頂?shù)霓k公場所優(yōu)先選用高光效格柵燈具。②合理選擇燈具的配光。
3高效節(jié)能電器附件的選用
3.1使用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器
推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件，如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等。一般電感式鎮(zhèn)流器自身能耗為光源的10%-15%，而電子鎮(zhèn)流器本身能耗極低，并且有恒功率輸出的特點。
對于一體化節(jié)能燈和單端小功率熒光燈（功率不大于25W），由于對它們的諧波要求、異常保護功能以及預(yù)熱要求均比較低，應(yīng)優(yōu)選電子鎮(zhèn)流器。對于25W~65W的直管熒光燈，優(yōu)選節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。
3.2實行單燈電容補償
燈具單燈補償就是在每套燈具上并聯(lián)一個電容器進行補償，將熒光燈、氣體放射燈功率因數(shù)均提高到0.9以上，這樣既能減少電路無功功率，又能降低線損和電壓損耗，同時由于線路電流的降低，還可以減小導(dǎo)線的截面面積。
4其他照明節(jié)電措施
4.1充分利用自然光，節(jié)省照明用電是照明節(jié)能的重要途徑之一。
4.2GB50034-2004建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等。
4.3改進燈具控制方式。
4.4選擇合理的照度和功率密度值。新修訂的GB50034-2004建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一般照明照度的標(biāo)準(zhǔn)值，局部照明應(yīng)按該場所一般照明照度值的1倍~3倍選取。
4.5減少供電線路上的損耗，照明配電箱應(yīng)靠近照明負荷中心且便于維護的位置。
4.6燈具布置及回路控制的節(jié)能設(shè)計。
在民用建筑場所內(nèi)使用的多為單相電感性負荷，因其自身功率因數(shù)較低，在電網(wǎng)中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網(wǎng)中的無功功率，提高功率因數(shù)，保證有功功率的充分利用，提高系統(tǒng)的供電效率和電壓質(zhì)量，減少線路損耗，降低配電線路的成本，節(jié)約電能，通常在低壓供配電系統(tǒng)中裝設(shè)電容器無功補償裝置。
電機驅(qū)動和控制裝置要經(jīng)受某些嚴(yán)酷的工作環(huán)境，而且要求能夠連續(xù)和可靠地運行?，F(xiàn)場的故障是無法避免的，選擇正確的電路保護策略將有助于確保產(chǎn)品的可靠性，并將制造商和客戶的維修成本控制在最低。采用泰科電子公司Raychem電路保護部提供的PolySwitchPPTC可復(fù)位電路保護器件，開發(fā)出更為穩(wěn)固和可靠的產(chǎn)品，在電機的驅(qū)動和控制系統(tǒng)中能對某些常見的故障提供保護。
PPTC器件的小巧外形有助于節(jié)省寶貴的電路板空間，由于其具備自復(fù)式功能，因此可以允許布置在用戶無法接觸到的位置，這與傳統(tǒng)保險絲需要布置在用戶能夠方便更換的位置相比具有明顯的差異。由于PPTC器件是固態(tài)器件，因此還能夠耐受機械沖擊和振動，可為各種不同的應(yīng)用場合提供可靠的電路保護。
電源保護
PolySwitch
圖2：PPTC器件對輸入/輸出接口的保護。
PPTC器件一直以來應(yīng)用于電源直流輸出端的過載和短路保護。在開發(fā)出LVR系列產(chǎn)品后，目前PolySwitch器件已經(jīng)可以應(yīng)用在電源輸入端的交流主電路中，將交流線路變壓器和其它線路側(cè)設(shè)備置于它的保護范圍內(nèi)。這些產(chǎn)品能夠在中性線不小心處于斷開狀態(tài)或交流線電壓用于24VAC輸入端時，能夠為電源提供保護。
LVR器件適用于電源系統(tǒng)，在120VAC和240VAC電壓下，其最大輸入電流可高達400毫安。而電流更大的電源系統(tǒng)可以將PolySwitch器件安置在次級端的輸出電路，用于保護由于過電流狀態(tài)所引發(fā)的電源故障(如圖1所示)。
輸入/輸出接口的保護
許多驅(qū)動器和控制裝置均配備了通訊和數(shù)據(jù)接口，用于各個系統(tǒng)元件之間的信息傳輸。而這些接口的接線有時會與交流或直流電源電纜并排敷設(shè)。這些線束可能由于正常的磨損、意外事故、安裝接線錯誤或在中央配電箱上進行的誤操作，而出現(xiàn)短路現(xiàn)象。如果電源電纜與通訊電線出現(xiàn)短路現(xiàn)象，PolySwitch器件能夠保護任何與這條短路線路相連接的系統(tǒng)，以免造成通訊接口的損壞。在某些情況下，這種現(xiàn)象有可能影響到很多系統(tǒng)。而PolySwitch器件在保護接口處所起的作用，可以明顯地降低設(shè)備常見故障的停運時間和修理成本(如圖2所示)。
過熱保護
由于PolySwitch器件能夠?qū)碜酝獠康臒崃亢蛢?nèi)部電流產(chǎn)生的熱量所引發(fā)的溫度上升作出響應(yīng)，并可與高壓設(shè)備建立起熱量方面的聯(lián)系，為高壓設(shè)備提供過熱保護。建立這種熱量聯(lián)系可以通過將這些器件布置成與高壓設(shè)備發(fā)生接觸或靠近高壓設(shè)備的方式來實現(xiàn)。
此接觸的方式使該器件能夠很容易地與設(shè)備形成物理接觸，從而提高了保護的效果。在這類設(shè)備中，變壓器是一個很好的例子，PolySwitch器件可以捆綁在外部線圈上或外殼上(如圖3所示)，從而建立起熱量聯(lián)系，還可以在設(shè)計時結(jié)合到電路中，使其具備在變壓器過熱時向控制器發(fā)送警告，系統(tǒng)馬上停止運行。
近距離方式適用于電源半導(dǎo)體部件的保護，而且在小型的表面貼裝PolySwitch器件與電源器件同處于一個銅底板時效果最好。這是一種成本低廉的熱量聯(lián)系方式，使PolySwitch器件能夠在溫度超過其動作點時進行動作，同時通知電源器件處于過熱狀態(tài)下時應(yīng)該停止運行。
在這種應(yīng)用中，會存在一定程度的熱延遲現(xiàn)象，所以這一保護方案無法保護大電流部件以及部件在毫秒級的時間內(nèi)就發(fā)生故障的電源器件。但是，對于絕大多數(shù)的過負載狀態(tài)，這種配置均可以對電源器件提供保護。
運動機械均有可能出現(xiàn)堵塞或斷裂故障，并可導(dǎo)致電機失速。在電機失速時繼續(xù)供給電源會導(dǎo)致電機的損壞和/或驅(qū)動裝置的損毀。將PolySwitch器件與電機驅(qū)動器串聯(lián)起來(如圖4所示)，可以保護電機和驅(qū)動電子電路，防止在失速或負載過大的狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)生故障。在故障清除后(而且電源斷開后)，系統(tǒng)可以重新開始正常的運行，無需進行維護或更換部件。多年以來，PolySwitch器件一直是汽車工業(yè)中最為常用的保護車座、車窗和其它電機的方案。
在這些應(yīng)用中，使用PolySwitch器件要求考慮串聯(lián)電阻的阻值和器件的最大保持電流額定值。室溫下的最大工作電流為：16V以下為15A，30V以下為9A。
在這些應(yīng)用中，當(dāng)這些系統(tǒng)由于過電流或過熱狀態(tài)而導(dǎo)致外部故障時，PolySwitch器件能夠允許電機驅(qū)動和控制器系統(tǒng)繼續(xù)運行。其優(yōu)點在于提供了一種功能強大和可靠的產(chǎn)品，在其它部件出現(xiàn)故障時可以保護系統(tǒng)。
汽車IEEE1394網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
在汽車工業(yè)中，家庭生活方式與汽車日益緊密的聯(lián)系方興未艾。采用由美國汽車多媒體接口協(xié)會(AMI-C)制訂的標(biāo)準(zhǔn)化全球接口，就能方便地與各種消費電子設(shè)備相連，并為這些設(shè)備的快速安裝提供便利。在消費電子業(yè)界稱為IEEE1394串行總線的網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)計時以多媒體內(nèi)容的傳輸為目標(biāo)。這一針對汽車工業(yè)的附加標(biāo)準(zhǔn)被稱為IDB-1394，由“1394聯(lián)合汽車工作組”制訂。
IDB-1394設(shè)計用于高速多媒體應(yīng)用，即在車內(nèi)快速傳輸大量的信息。這項開放式的標(biāo)準(zhǔn)允許便攜式的電子設(shè)備與車載網(wǎng)絡(luò)之間進行連接和互動操作，為兩者建立了溝通渠道。
電源接口需要提供過電流保護，而現(xiàn)有的汽車體系所使用的電源標(biāo)準(zhǔn)是在多年以前頒布的。由于用戶便利端口(CCP)用于傳輸信號和供電，所以必須對它進行保護，以防止由于各種故障，例如接觸不良的電纜或接頭插入到商品時，發(fā)生短路或造成下行設(shè)備的損壞。這種情況有可能經(jīng)常發(fā)生，所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠。
應(yīng)用綜述
如圖5所示，車載網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)可分為內(nèi)嵌式網(wǎng)絡(luò)和用戶便利端口(CCP)。目前的技術(shù)規(guī)格將內(nèi)嵌式塑料光纖(POF)車載網(wǎng)絡(luò)定義為與現(xiàn)有的MOST(媒體定向系統(tǒng)傳輸)技術(shù)相似的規(guī)格。但是，前者的架構(gòu)更加穩(wěn)固、能夠提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并且更易于實現(xiàn)。這個網(wǎng)絡(luò)能夠連接各種電子設(shè)備，例如DVD播放機、視頻顯示屏、導(dǎo)航系統(tǒng)、收音機接收設(shè)備、通訊設(shè)備，如無線電話或應(yīng)急自動遠程通信及信息處理技術(shù)術(shù)語，以及其它的多媒體應(yīng)用。
這套視頻-音頻網(wǎng)絡(luò)包括一個CCP，可供乘客將自己的CD機、游戲機和其它應(yīng)用1394總線的設(shè)備和外設(shè)連接到網(wǎng)絡(luò)中，所配電纜通用于家中和車上。
電路保護要求
在熱插拔汽車環(huán)境中，由于客戶經(jīng)常要在電源接口上連接和斷開各種外設(shè)，所以明顯存在發(fā)生短路損壞的潛在危險。電源接口要求具備過電流保護的功能，而應(yīng)用于目前汽車系統(tǒng)中的現(xiàn)有電源標(biāo)準(zhǔn)是多年以前制訂的。因為用戶便利接口用于傳輸信號和供電，所以必須對它進行保護，以防止由于各種故障，例如接觸不良的電纜或接頭插入接口時，發(fā)生短路或造成下行設(shè)備的損壞。這種情況有可能經(jīng)常發(fā)生，所以中央控制面板的短路保護必須有效而可靠，而且最好是能夠復(fù)位的。
圖5：車載視頻-音頻網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
電流限制可以通過使用電阻、保險絲、開關(guān)或PPTC器件來實現(xiàn)。目前很少采用電阻保護方案，因為它會在正常電流狀態(tài)下產(chǎn)生過大的電壓降。有可能采用一次性保險絲方案，但是這種保護易于損壞，而且必須在發(fā)生故障后予以更換。雙金屬開關(guān)的局限性在于它存在反復(fù)接通，并有可能導(dǎo)致觸點熔連故障。在很多汽車應(yīng)用中，最好的保護方案為PPTC器件，這種器件在正常工作狀態(tài)下呈現(xiàn)低阻抗，而在發(fā)生故障時呈現(xiàn)高阻抗。
PolySwitchPPTC器件廣泛用于IEEE1394應(yīng)用，經(jīng)常為計算機、外設(shè)和便攜式電子設(shè)備提供可復(fù)位式電路保護。在汽車多媒體應(yīng)用中，這種器件常用于為連接到汽車網(wǎng)絡(luò)的GPS定位設(shè)備、CD換片機、音響和其它電子外設(shè)的輸入輸出接口提供電路保護(如圖6)。
PPTC器件與傳統(tǒng)的熔斷器相似之處在于：能夠在故障產(chǎn)生和持續(xù)狀態(tài)下限制危險的大電流；而不同之處在于：在故障消除后和/或電路電源斷開后，PPTC器件能夠自行復(fù)位。另一項優(yōu)點是這種器件較為小巧，能夠直接安裝在電路板上，并且可安裝在電子模塊、接線盒和配電中心部件內(nèi)。
采用通用電子工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的車載產(chǎn)品能夠有助于客戶利用新面市的產(chǎn)品來升級汽車。而通用的總線也有助于汽車制造商在技術(shù)進步、不斷超前汽車設(shè)計循環(huán)周期的情況中，解決由此引發(fā)的技術(shù)過時的問題。在熱插拔汽車環(huán)境中，由于客戶經(jīng)常要在電源接口上連接和斷開各種外設(shè)，所以明顯存在發(fā)生短路損壞的潛在危險。而PPTC器件為這一問題提供了有效的過電流保護方案。這種可復(fù)位的電路保護器件也有助于制造商生產(chǎn)出安全可靠的產(chǎn)品，以滿足管理機構(gòu)的要求，并且降低產(chǎn)品保修和修理成本。
圖6：PolySwitchPPTC器件可幫
助電路設(shè)計師滿足電路設(shè)計的
安全需求，并為連接到車載網(wǎng)絡(luò)
中的電源接口、遠程信息處理設(shè)備和
1前言
隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展、用電量不斷增加的同時，客戶對供電的可靠性及供電質(zhì)量提出了更高的要求；10kV柱上開關(guān)電器在配網(wǎng)中分段和支線的合理應(yīng)用，為提高供電可靠性立下了汗馬功勞。但是由于我國各地區(qū)發(fā)展極不平衡，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與布局日趨復(fù)雜，各種技術(shù)水平的開關(guān)設(shè)備有著不同的應(yīng)用。
210kV柱上開關(guān)電器的分類
按滅弧介質(zhì)區(qū)分，經(jīng)歷了壓縮空氣、磁吹、產(chǎn)氣材料、油、SF6、真空幾個代表性的階段。
20世紀(jì)50年代的多油斷路器，由于三相觸頭同室，其滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)均為絕緣油，開斷容量在1250A以下，開斷故障電流時存在爆炸危險。在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，已逐漸淘汰油斷路器。
SF6斷路器和真空斷路器是20世紀(jì)80年展起來的產(chǎn)品，90年代在我國得到廣泛的應(yīng)用，成為取代油斷路器的主導(dǎo)產(chǎn)品。其開斷電流在16kA及以上，開斷短路電流次數(shù)多達30次，可10～20年免維護。同時已具有加裝電動操作和控制器實現(xiàn)智能化和"三遙"功能。
310kV柱上開關(guān)電器在線路上的應(yīng)用
(1)斷路器。出現(xiàn)故障電流后按照整定電流和時間跳閘，一般配備電磁感應(yīng)線圈和脫扣聯(lián)動機構(gòu)，既能開斷，又能關(guān)合短路電流的斷路器，開斷故障電流能力較高，作為保護線路用。但因配網(wǎng)斷路器保護配合時間短，經(jīng)常存在越級跳閘的弊端。
(2)重合器。有電流型重合器和電壓型重合器兩種。反應(yīng)故障電流跳閘后能重合的，稱電流型重合器，這種重合器既做保護跳閘用，又能實現(xiàn)一至三次重合閘。將故障段從最后一段開始逐一淘汰，直到判別到故障段，因需多次重合故障電流，對電網(wǎng)沖擊較大，同時分段越多，需重合的次數(shù)越多，時間越長，故分段一般不宜超過3段。適用于分支線和輻射型線路。
另一種重合器在線路失壓跳閘，來電后延時后重合閘，稱為電壓型重合器。變電所內(nèi)出線斷路器需兩次重合配合完成故障隔離與恢復(fù)供電，其中第一次重合為判別故障段，依據(jù)各分段點開關(guān)合閘的數(shù)量確定故障段并將故障段兩側(cè)開關(guān)閉鎖隔離故障，第二次重合為恢復(fù)非故障段的供電，整路饋線僅重合一次故障電流，完成故障隔離與恢復(fù)供電時間較長。因過流速斷保護需靠變電所饋線斷路器完成而不適用于長線路，隨著系統(tǒng)容量的增大，此矛盾已逐步消除。適用于輻射型或環(huán)網(wǎng)型的短線路，實現(xiàn)初級自動化。
(3)分段器。能記錄故障電流脈沖次數(shù)，在無電壓無電流時當(dāng)故障電流次數(shù)達到預(yù)設(shè)值就自動分閘閉鎖，構(gòu)成電流脈沖計數(shù)型分段器。分段器大多與重合器配合使用，自動完成預(yù)期的分合及閉鎖操作，具有檢測與控制操動能力。
(4)負荷開關(guān)。該開關(guān)僅在無電壓無電流時才能斷開，但可以關(guān)合故障電流，開斷額定負荷電流，其主要作為線路的分段。因造價低在集中式的配電自動化中采用。
根據(jù)手動運行、電動運行、自動運行、智能運行模式等不同的運行與控制方式，可以實現(xiàn)就地控制、分布控制、集中控制方式"三遙"功能的饋線自動化。
410kV柱上斷路器在饋線自動化中的應(yīng)用
饋線自動化即自動實現(xiàn)故障區(qū)段的定位、故障的隔離、非故障區(qū)段的供電恢復(fù)。要實現(xiàn)自動化，柱上斷路器必需具備電動操作，電流、電壓檢測。一般的說，饋線自動化包括架空饋線自動化和電纜饋線自動化，架空饋線自動化又有以下幾種運行模式：
模式一，就地控制方式。重合器、分段器，依據(jù)電流、電壓、故障電流次數(shù)等按照預(yù)設(shè)的條件實現(xiàn)故障隔離和恢復(fù)供電。
模式二，分布智能控制方式。FTU監(jiān)控終端+斷路器(重合器)，在一定區(qū)域內(nèi)的斷路器實現(xiàn)故障隔離和恢復(fù)供電，但需建設(shè)該區(qū)域內(nèi)斷路器之間的通道。
模式三，集中遠方控制方式。配調(diào)中心站+FTU監(jiān)控終端+負荷開關(guān)，由控制中心(分中心)判斷故障、隔離故障、恢復(fù)供電，但需建設(shè)通信通道和控制中心(分中心)，投資較高。
(1)模式一的特點是不需要通訊手段，利用重合器的重合及動作時限配合來實現(xiàn)故障自動隔離、自動恢復(fù)供電。其缺點是若分段越多，隔離故障、轉(zhuǎn)移負荷時間越長。這種模式自動化程度較低，適用于饋線自動化的初級階段。電流型重合器還會出現(xiàn)頻繁跳閘、重合現(xiàn)象，對線路用電設(shè)備沖擊較大，恢復(fù)供電時間較長。
(2)模式二要求柱上斷路器具有電動操作機構(gòu)，F(xiàn)TU監(jiān)控終端將檢測到的電流、電壓信號，斷路器狀態(tài)信號進行比較處理，通過點對點通信，F(xiàn)TU把故障后斷路器狀態(tài)及記錄信息傳送到臨近斷路器的FTU，識別出故障區(qū)段并自動隔離，然后對非故障區(qū)段自動恢復(fù)供電；其特點是增加了斷路器間通訊，技術(shù)較為先進，是配網(wǎng)自動化的過渡階段。
(3)模式三是分布式的集中智能控制，將FTU監(jiān)控終端檢測的信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送至配調(diào)控制中心(分中心)，進行全面的計算機管理；在饋線發(fā)生故障后，由控制中心(分中心)自動判別后遙控斷路器隔離故障區(qū)段、恢復(fù)非故障區(qū)段供電。該模式是一種技術(shù)上更為先進的饋線自動化，是配電自動化的最高級階段。
(4)柱上斷路器在配網(wǎng)中的應(yīng)用原則：
①使用條件。所有故障都應(yīng)獲得作為瞬時故障處理的機會，避開涌流的影響，分閘后閉鎖應(yīng)僅發(fā)生于永久性故障的情況，因分閘后閉鎖而切除的線路區(qū)段應(yīng)盡可能少。
②根據(jù)負荷大小和線路長短經(jīng)濟合理地安排和選擇分段點及開關(guān)設(shè)備。農(nóng)村長線路和分支線一般采用電流型重合器+分段器以提高供電可靠性，環(huán)網(wǎng)供電網(wǎng)絡(luò)可采用電壓型重合器，具備通信的饋線可采用負荷開關(guān)。
③根據(jù)安裝地點選定額定電流，開斷和關(guān)合短路電流能力，動、熱穩(wěn)定電流。短路容量一般應(yīng)選擇16kA以上，才能適應(yīng)電網(wǎng)容量不斷提高的要求。
④正確整定其保護配合，如跳閘電流、重合次數(shù)、分段器的次數(shù)預(yù)設(shè)、延時時間特性等。
⑤電流型重合器與重合器的配合應(yīng)充分利用其快、慢的"雙時"時間特性曲線，位于電源側(cè)的重合器應(yīng)至少1次的快速操作，其后的重合器有相同或更多的快速動作。而電壓型重合器的延時時間整定應(yīng)一級比一級延長T(一般設(shè)置7s)時間，環(huán)網(wǎng)供電中環(huán)網(wǎng)點的時間應(yīng)大于每側(cè)延時時間之和。
車用電力系統(tǒng)日漸短缺迫切需要新元件及新設(shè)計
越來越多的汽車電子設(shè)備，或電子系統(tǒng)導(dǎo)入車內(nèi)應(yīng)用之后，車用電力供應(yīng)逐漸呈現(xiàn)不足的現(xiàn)象，使得汽車制造廠必須開始面對功率的控制，以及功率轉(zhuǎn)換技術(shù)提出更高的要求，借以推動車用功率半導(dǎo)體、相關(guān)封裝技術(shù)，能夠更進一步的往前發(fā)展，這當(dāng)中所包含的領(lǐng)域，也不再只是功率大小，還是MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransister；MOSFET）晶體管、絕緣閘極晶體管（InsulatedGateBipolarTransistor；IGBT）及控制與保護回路整合模塊（IntelligentPowerModule；IPM）等問題。
歸納其主原因，是因為車上所使用的功率半導(dǎo)體元件與一般較常用的功率半導(dǎo)體元件比較起來，不論是對電壓或電流、開關(guān)頻率、功率損失、動態(tài)特性，甚至對于元件保護程度，都是相當(dāng)嚴(yán)苛的；再加上汽車產(chǎn)業(yè)對于「用電的規(guī)范，已經(jīng)開始從12V提升到42V，所以對于汽車用電的要求也就更高了。另一方面，必須具備也可進行高頻切換動作及電能處理，才能使車上的電子產(chǎn)品，更能夠發(fā)揮輕薄短小的應(yīng)用優(yōu)勢，甚至是具有車上所需的高效率、信賴度與可靠性等要求。
汽車對于用電控制管理的概念成熟之后，其應(yīng)用層面也越來越多；比方說，利用電力來作為汽車的制動及轉(zhuǎn)向等運用，使得汽車電力、電子技術(shù)領(lǐng)域開始進行革新動作，而在這場汽車電力變革的過程中，將以電子轉(zhuǎn)向或集成式啟動器交流發(fā)動機（IntegratedStarterAlternator；ISA）作為主要架構(gòu)。因為這是一種完全可逆的電機系統(tǒng)，又可稱為交流伺服電動機，它是一種具有自動平衡式顯示設(shè)備，藉由隨動系統(tǒng)來確實執(zhí)行元件，將放大器的輸出電壓（控制電壓）轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，驅(qū)動滑動觸點，除了能夠讓系統(tǒng)持續(xù)保持在平衡狀態(tài)，還可以在高效率的狀態(tài)下，實現(xiàn)許多需要很大峰值功率的電子功能。
以實際例子來說明：比方說，當(dāng)駕駛者在紅燈要轉(zhuǎn)為綠燈可前進時，在第一時間將發(fā)動機關(guān)閉，主要是因為當(dāng)駕駛者踩下油門時，交流發(fā)電機促使汽車能夠很快地加速前進，如此一來，汽車不但能夠降低排放有害氣體，同時還能減少油料的用量。在這一方面，還能使用多余的電力來進行的各項控制，包括：電子動力轉(zhuǎn)向（EPS）、主動式懸掛系統(tǒng)、電子透平機輔助設(shè)備、電子閥門控制、變速空調(diào)等，因此，這對集成式啟動器交流發(fā)動機是非常重要的。
從技術(shù)門檻的角度來看，汽車集成式啟動器交流發(fā)動機主要的技術(shù)困難在于，大功率的電子控制系統(tǒng)是采取部分設(shè)計方式，在執(zhí)行上有它的困難。換句話說，由于汽車集成式啟動器交流發(fā)動機是一個三相逆變器／整流器，除了負責(zé)對42V負載進行供電作用，或者當(dāng)整流器在進行工作時，也能為36V電池進行充電之外，還必須在發(fā)動機起動時，能以逆變器方式為起動電動機進行供電的動作。從這邊就能看得出來，為了讓汽車電子系統(tǒng)能具有穩(wěn)定的供電設(shè)計，就必須先厘清大功率電子元件，在不同應(yīng)用階段應(yīng)該要有不同的工作訴求。
MOSFET晶體管改造汽車電源供應(yīng)系統(tǒng)
再來，談?wù)劰β市徒饘傺趸瘜訄鲂Ьw管（簡稱為功率MOSFET晶體管），這是一種屬于多載式導(dǎo)電的單極型電壓控制元件，其特性就是：開關(guān)速度快、高頻率性能好，輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、無二次擊穿…等優(yōu)點，可以提供給設(shè)計者一種高速度、高功率、高電壓，以及高增益的元件，因此在各類型小功率開關(guān)電路的應(yīng)用非常廣泛。
圖說：PowerMOSFET是一種功率集成元件，它是由成千上萬個小型MOSFET并聯(lián)而成，圖中所示為N通道的MOSFET單元結(jié)構(gòu)剖面示意圖。（資料來源：交通大學(xué)電子電力芯片設(shè)計與DPS控制實驗室）
這對汽車用電系統(tǒng)來說，由于功率MOSFET晶體管具有很強的電流管理能力，才能夠滿足集成式啟動器交流發(fā)動機必須兼具最大負載的效果及要求。換句話說，就是讓汽車能在低溫度的環(huán)境下，使內(nèi)燃機具有較強的冷起動功能。不過，大部分汽車制造廠普遍認為，車用交流發(fā)動機大概只需要10kW就已經(jīng)足夠，過去也許是如此；不過，這對使用42V功率系統(tǒng)的10kW系統(tǒng)，這樣肯定是不夠的，這是因為逆變器在最后產(chǎn)生適當(dāng)?shù)妮敵鲭妷号c馬達相聯(lián)之后，一方面要調(diào)節(jié)馬達的頻率，另一方面還要調(diào)節(jié)馬達電壓，所以每個開關(guān)接口至少要超過400A來通過峰值電流的能力，才能因應(yīng)越來越強大的車用電力系統(tǒng)。
圖說：MOSFET晶體管提供了一個非常穩(wěn)定安全操作區(qū)域（SafeOperatingArea；SOA），因為MOSFET再順向偏壓時，不需苦于二次崩潰所產(chǎn)生的效應(yīng)，此直流與脈波的SOA優(yōu)于BJT。（資料來源：交通大學(xué)電子電力芯片設(shè)計與DPS控制實驗室）
借以降低電壓功耗設(shè)計提升汽車發(fā)電機工作效率
要如何提高汽車發(fā)電機工作效率？若從降低正向電壓來思考，這或許不失為一個方法，可以藉由降低寄生電感來減少切換時產(chǎn)生的電壓尖脈沖。由于元件對于封裝電流感度很靈敏，因此很多人都認為模塊設(shè)計是最好的方式。不過，因為一般的模塊封裝設(shè)計方式，將影響到通過電流的能力。值得注意的一點是，雖然汽車發(fā)動機在「熱車階段，不需要很大的電流支持，但是功率MOSFET晶體管的限定電流會因為溫度上升而有所下降，因此交流發(fā)動機的功率電路部分溫度，必須保持在比較低溫的狀態(tài)，才能維持穩(wěn)定的電壓。另外，為了盡量提高額定電流，必須使用RDS（ON）較低的MOSFET晶體管，才得以滿足車用電力需求。
改進的方式則能夠以先進的封裝技術(shù)，借以提高通過電流的能力，或者是使用分離元件等技術(shù)來達成，同時還能夠盡量降低寄生電感（ParasiticInductance），良好值約為10uH20uH之間。除此之外，在電流切換過程還有更進一步的要求；簡單說，就是要針對所使用的開關(guān)頻率（一般為數(shù)千Hertz）進行最佳化動作，使逆變器或整流器能夠在很高頻率或環(huán)境溫度高達150℃的情況下，還能提供全部的功率。
如何以特殊設(shè)計方式解決車上電流需求
在多種類型的汽車中，包括：汽車、大客車、卡車…等，最主要的動力來源大都是來自于內(nèi)燃機系統(tǒng)來供應(yīng)，它的模塊設(shè)計大都是由半橋電路所組成，讓車上的元件能夠控制或驅(qū)動半橋電路中的高／低階開關(guān)設(shè)備。另外，還能控制該橋次級端上的同步整流器MOSFET，使具有兩個功率MOSFET晶體管芯片（每個為150mm），其電源母線不會受到任何電源裝置發(fā)展故障的時候而受到影響，還能在42V的電源母在線，對600A的電流進行切換動作，藉此完成匹配性的設(shè)計。
其次，則因為汽車內(nèi)部的溫度或者是電壓、電流過大容易造成溫差的問題，易使車內(nèi)電子設(shè)備中的材料受到影響，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生壓應(yīng)力或張應(yīng)力。因此，為了減少汽車電子設(shè)備的熱應(yīng)力問題，通常會將MOSFET晶體管芯片安置在陶瓷基片上，這是因為陶瓷基片的溫度系數(shù)與矽的溫度系數(shù)能夠完全匹配，若采用較為先進的導(dǎo)線壓焊技術(shù)，特殊的架構(gòu)不但能改善熱源分布，進而加強整個模塊系統(tǒng)的低熱組性能，使模塊能承受汽車所處的多變環(huán)境與電壓功率起伏。
再來，就是如何降低雜散電感，使雜散電感低于8nH，這對消除尖峰電壓是非常重要的。在一般設(shè)計上，為了降低電磁干擾（EMI）帶來的影響，包括：柵極驅(qū)動電路、感測電路或保護電路，都裝在一塊很小的印刷電路板（PCB）上，而后將印刷電路板蓋在模塊上，使驅(qū)動電路能夠以20kHz頻率之下，驅(qū)動這些MOSFETT晶體管，其中涉及的參數(shù)感測和轉(zhuǎn)換，都是在這塊電路板上進行。因此，除了可以降低基板及散熱器之間的抗熱阻效能之外，在與傳統(tǒng)模塊相比，還能夠使內(nèi)部雜散電感降低60％以上，使設(shè)計及安裝過程更為簡單。
大功率MOSFET晶體管體現(xiàn)汽車電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
針對汽車采用大功率逆變器／整流器等元件技術(shù)，雖然說這是最理想電路設(shè)計和實施。不過，截至目前各界還沒能夠有個最后的定論，主要的問題還持續(xù)存在著。不過，42V的集成式交流發(fā)動機將是未來電動轉(zhuǎn)向（EPS）汽車系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，相信這點是不容質(zhì)疑。不過，由于電流能力又會因為受到分離式的MOSFET晶體管塑料封裝技術(shù)，而有所限制。這些限制對已經(jīng)在汽車市場逐漸成熟的電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說，將促使設(shè)計人員，將不同分離元件并聯(lián)起來一同使用，或者采取模塊的方式，才能提高分離封裝通過電流的能力，借以降低中檔及低檔電動轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)成本。
大多數(shù)汽車系統(tǒng)中所使用的模塊，目前大部分都都是采用絕緣金屬基片（IMST）的設(shè)計方式。而在陶瓷基片方面，則是采用直接覆銅（DBC）的方式，并在厚膜基片及電流較小的情況下，才會改印刷電路板的模塊設(shè)計方式。最后，在功率逆變器封裝方面，對于中等功率和低功率，一個新的構(gòu)想是將芯片封裝在引在線，這時沒有單獨的基片，MOSFET晶體管可直接安裝在同一個模塑引在線，用引線架構(gòu)形成連接端子，進行外部連接到模塊的外殼上，便能達到較佳的電源管理。
圖說：因應(yīng)汽車上的電源朝向低損耗化、小型化和超薄化需求，實現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)系列的超低導(dǎo)通電阻特性和高耐擊穿性依靠低導(dǎo)通電阻特性，并可以降低功耗，因而最適合用作電機驅(qū)動器、點滴器、DC/DC變換器等的開關(guān)元件。（資料來源：東芝半導(dǎo)體）
一、機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢
自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad／cam系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務(wù)
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進行改造；在已改造的近6500臺機床設(shè)備中，大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應(yīng)用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)cad應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計，cad應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%)；cad的覆蓋率才達到11%(而全國cad應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達到35%，中小型骨干企業(yè)要達到15%—20%；到“九五”時，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風(fēng)機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。
1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機電一體化產(chǎn)品210種，機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內(nèi)先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務(wù)
北京在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。
1.北京應(yīng)用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點
(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺階
國內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和pid技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對應(yīng)該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機床高備改造要達新水平
對機床設(shè)備的改造重點應(yīng)放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機床設(shè)備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機電泵改造要攀新高度
風(fēng)機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍；采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用cad／cam技術(shù)，工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)cad的應(yīng)用率為17%，cad的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標(biāo)：
·機床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。
·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
·plc的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的plc生產(chǎn)基地之一。
·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?！熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達到50%以上。
·其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……
總之，機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；plc模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策
(一)加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃
目前，北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!
(二)強化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，進行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進行表彰獎勵等。
在經(jīng)濟政策上，要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)項目上傾斜；成立“機電一體化”發(fā)展基金，支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”
機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。
我們認為，北京“機電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：
抓緊開發(fā)生產(chǎn)gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；
較之于電力生產(chǎn)觀念，電力的產(chǎn)品觀念也是相對傳統(tǒng)的一個思想，之于產(chǎn)品就與管理和營銷相關(guān)，但這種觀念主要是我國電力企業(yè)傳統(tǒng)營銷的思想，這種理念通常認為向客戶和用戶提供電力是最為重要的工作重點，如何向客戶提供更為經(jīng)濟、更為安全、更為可靠的電力，是電力企業(yè)的首要任務(wù)，電力企業(yè)在不斷發(fā)展中，就要著眼于企業(yè)的規(guī)模和電力生產(chǎn)持的改良和研發(fā)上，如何運用新能源，如何研發(fā)新領(lǐng)域發(fā)電是電力企業(yè)的核心工作，在這一觀念中把重點放在產(chǎn)品上，但是這種觀念也很容易讓企業(yè)患上產(chǎn)品營銷近視的病癥。
1.2電力推銷
推銷觀念與其他兩個相比卻具有著更為先進性，在一戰(zhàn)以后，世界上很多大企業(yè)都認同這一觀念，并認為只有推銷才能促進產(chǎn)品的銷售，通常情況下，企業(yè)認為客戶只對他們需求的產(chǎn)品和服務(wù)有購買的想法，但是對于那些暫時用不上或者非必需品，只有加強或是改變推銷的方法方式或是改變模式，客戶就有可能有購買的趨勢，而在這一觀念下的企業(yè)的主要任務(wù)，除了降低成本、提高效率外，還有一項更為重要的工作就是要加強和完善推銷工作，這一觀念也代表著賣方市場向買方市場的過渡。
1.3電力市場營銷
電力市場的營銷觀念，是電力從生產(chǎn)觀念到產(chǎn)品觀念以及到推銷觀念之后，形成的一個電力市場營銷的觀念，這一觀念是由賣方市場向買方市場轉(zhuǎn)變的標(biāo)志，這種思想認為電力企業(yè)的所有的工作重心都應(yīng)該是以客戶的需求出發(fā)，以市場的需要為導(dǎo)向，這一觀念產(chǎn)生的社會市場大背景也是電力供大于求的時段形成的，該思想主要是指導(dǎo)企業(yè)以市場為導(dǎo)向，在充分地理解市場和調(diào)查用戶需求的基礎(chǔ)上，制定產(chǎn)量和產(chǎn)品的種類，進一步設(shè)定整個電力企業(yè)的生產(chǎn)計劃，一改原來的重生產(chǎn)，輕用電；重分配，輕服務(wù)；重費用回收和成本降低，輕客戶反饋和服務(wù)滿意度。
2電力營銷管理目標(biāo)定位
2.1客戶化分
客戶的分類或者我們稱之為客戶的細分，是所有企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的根本所在，而且客戶的細化也是企業(yè)成熟的一個重要標(biāo)志，我國電力企業(yè)營銷管理中更為重要的就是應(yīng)該對當(dāng)前的客戶進行細化和細分，從營銷電力，到客戶服務(wù)，再到電力質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)上，建立完整的客戶滿意系列工程。雖然我國電力企業(yè)在客戶關(guān)系的維系和營銷策略上還是處于初級階段，但是近十幾年的發(fā)展和改良，也取得不可小覷的成績和效果，像電力營銷客戶中的電話服務(wù)、計算機自助服務(wù)等都是一大突破，供電企業(yè)根據(jù)不同的客戶對于電力的需求，把客戶進行群化，特別是對于一些大客戶和高盈利的用戶，更應(yīng)該加強對他們的客戶服務(wù)。
2.2網(wǎng)絡(luò)趨勢
網(wǎng)絡(luò)不僅僅給人們的生活帶來了不同以往的生活和生產(chǎn)方式，對于營銷服務(wù)也帶來了信息化的變革，這種在線的營銷形式，不斷打破了國際間的界限，把世界縮小化，給企業(yè)的營銷也帶來了巨大的機遇，如何利用好互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，如何把信息化營銷推入到我國的電力企業(yè)客戶營銷之中來，是擺在我們面前的巨大的挑戰(zhàn)和機遇，改變原有的營銷方式，面對面、信函、產(chǎn)品展示等方式，轉(zhuǎn)變成為以虛擬營銷、無人服務(wù)、自助下單等方式的無線網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營方式，不僅大大地節(jié)省了人力和物力，同時也節(jié)省了客戶辦理的時間，也節(jié)約了硬件和軟件的資源。
2.3市場競爭
第三個電力企業(yè)市場營銷的目標(biāo)定位，就是所有企業(yè)的期望，如何增加本企業(yè)在市場中的競爭實力，對于我國電力企業(yè)來說，增加其產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，從實際的用電客戶的利益出發(fā)，不斷提高用電客戶有服務(wù)水平和質(zhì)量，完善客戶服務(wù)的硬件和軟件，才能在市場的競爭之中立于不敗之地，像日本的供電公司的成功點就在于不斷推出新的服務(wù)項目以滿足不同客戶群體的不同需求，但是我國的電力企業(yè)大多數(shù)還是在以行業(yè)老大自居，在以國家經(jīng)濟命脈的地位自詡，一些領(lǐng)導(dǎo)往往會忽視了我國市場的實際情況，一意孤行地指導(dǎo)電力企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展，忽視了用電客戶的整體服務(wù)需求也是阻礙我國電力企業(yè)發(fā)展的因素之一。
3完善電力企業(yè)用電營銷管理策略
3.1轉(zhuǎn)變觀念
要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念，如何把營銷的觀念根植于電力企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和營銷員工的理念之中，如何把營銷服務(wù)提到日常的工作重點之中來，以我國現(xiàn)行的市場經(jīng)濟為導(dǎo)向，以真實的客戶需求為宗旨，從意識和思想的層面上改變傳統(tǒng)陳舊的觀念，才能促進和完善我國電力企業(yè)用電營銷客戶服務(wù)的整體水平。各個領(lǐng)導(dǎo)階層還應(yīng)該根據(jù)自身的企業(yè)的需要不斷提高自身管理的水平和增加管理視角，以客戶的角色來指導(dǎo)企業(yè)的發(fā)展。
3.2規(guī)范市場
要規(guī)范市場，為了規(guī)避不合理的自相競爭，為了統(tǒng)一服務(wù)水平和管理方法，制訂出一系列統(tǒng)一的規(guī)范和法制法規(guī)，讓我國的電力企業(yè)的用電營銷管理，有法可依，有法必依，遇到問題和管理漏洞也可以做到執(zhí)法必嚴(yán)和違法必究，只有制定出合理的規(guī)章制度才能促進營銷管理的統(tǒng)一化發(fā)展，才能完善我國電力企業(yè)的用電營銷策略，并給管理指引出工作和執(zhí)行的方向。
本文參照典型軍用電子器件的熱擴展布置方式搭建了實驗系統(tǒng)，如圖1所示。待測件為一塊最大外形為100mm×100mm×3mm的鋁基蒸汽腔，其冷段與一塊寬度為15mm的液冷冷板緊密連接，熱段壓接一個發(fā)熱電阻作為模擬熱源，發(fā)熱電阻底面尺寸為15mm×15mm。為減小接觸熱阻，所有接觸面之間均填充導(dǎo)熱硅脂。冷板與一臺恒溫液冷源相連，液冷源的供液溫度26℃，冷卻介質(zhì)為體積密度66%的乙二醇水溶液。為減少待測件與環(huán)境之間的熱交換，使用保溫材料包裹整個待測單元。冷卻液的供液流量和供液溫度通過液冷源上的流量計和測溫儀測量;發(fā)熱電阻的發(fā)熱量通過一個程控電源調(diào)節(jié);發(fā)熱電阻和蒸汽腔的表面溫度通過T型熱電偶測量，并使用電腦終端收集;測溫點分布如圖1所示。圖1實驗系統(tǒng)及待測件上測溫點布置圖為比較鋁基蒸汽腔和傳統(tǒng)熱擴展板的導(dǎo)熱性能，本文將實驗分為測試組和對照組。兩組實驗使用相同的測試條件和測試工況，測試組的待測件為鋁基蒸汽腔，對照組的待測件為一塊相同外形的純銅板。
2實驗結(jié)果及分析
2．1測試單元的溫度分布
發(fā)熱電阻的熱量經(jīng)過熱擴展板傳遞至冷卻液，因此，溫度在測試單元的散熱通徑上逐漸降低，如圖2所示。在使用蒸汽腔的測試單元中，熱擴展板中部的溫度(T2T5)近似等于介質(zhì)飽和溫度，沿程的溫度變化可以忽略，這一傳熱形式是蒸汽腔相對于純銅熱擴展板的主要優(yōu)勢。盡管蒸汽腔中部的傳熱性能極佳，蒸汽腔的整體導(dǎo)熱性能卻受到蒸發(fā)段(位于熱源下方)和冷凝段(位于冷板下方)熱阻的制約。進一步分析蒸汽腔的散熱機理，發(fā)現(xiàn)蒸汽腔整體散熱效果受到熱流密度的影響。具體來說，當(dāng)熱源的熱流密度較低時，蒸發(fā)段內(nèi)的介質(zhì)不能充分蒸發(fā)，未經(jīng)蒸發(fā)的介質(zhì)形成一層附著在腔體內(nèi)表面的液膜，引起了額外的熱阻，從而削弱了蒸汽腔的換熱能力。隨著熱流密度升高，蒸汽腔中的介質(zhì)蒸發(fā)量增大，蒸發(fā)段的液膜變薄，熱阻減小，蒸汽腔的換熱性能優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。這一趨勢在圖2中表現(xiàn)為:高熱流密度條件下，蒸汽腔測試單元的熱源溫度低于純銅板測試單元;相反，低熱流密度條件下，蒸汽腔測試單元的熱源溫度高于純銅板測試單元。另一方面，蒸發(fā)腔在冷凝段的熱阻主要受到冷板表面積影響［4］。
2．2鋁基蒸汽腔的當(dāng)量
導(dǎo)熱系數(shù)蒸汽腔當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的定義:假定一塊純金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)等于蒸汽腔的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，則該純金屬材料的導(dǎo)熱性能與蒸汽腔等同。利用熱學(xué)仿真手段，可以在仿真軟件中假定一種金屬材料，當(dāng)該材料的導(dǎo)熱系數(shù)與蒸汽腔的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)相等時，仿真結(jié)果中的發(fā)熱電阻溫度(T1)等于實驗測試結(jié)果。考慮到多工況實驗過程中保持了相同的接觸條件、供液流量、供液溫度等參數(shù)，因此在FLUENT仿真計算中可以利用多工況聯(lián)立反推的方法獲得冷凝段和蒸發(fā)段的接觸熱阻。結(jié)果表明:冷板與待測件之間的接觸熱阻為0．01(℃·cm2)/W，發(fā)熱電阻和待測件之間的接觸熱阻為0．05(℃·cm2)/W。圖3給出了熱流密度102W/cm2條件下的仿真結(jié)果，熱源溫度為75．1℃，與相同熱流密度下蒸汽腔測試單元中的熱源溫度相等。因此，可以認為蒸汽腔在102W/cm2熱流密度條件下的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)與該算例中假定金屬材料的導(dǎo)熱系數(shù)相等，等于437W/(m·K)。使用同樣的仿真方法，反推得到了各種熱流密度條件下的蒸汽腔當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，如圖4所示。結(jié)果表明:隨著熱流密度的增大，蒸汽腔的導(dǎo)熱性能提高，并在熱流密度大于100W/cm2時趨于穩(wěn)定，達到約470W/cm2;當(dāng)熱源的熱流密度等于35W/cm2時，蒸汽腔的導(dǎo)熱性能與等尺寸的純銅板相同。因此，建議在發(fā)熱器件的熱流密度≥35W/cm2時，可以使用鋁基蒸汽腔代替?zhèn)鹘y(tǒng)的純金屬熱擴展板。圖3仿真結(jié)果:測試單元的溫度分布云圖圖4不同熱流密度條件下的蒸汽腔當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)3結(jié)束語本文利用實驗方法，研究了一種燒結(jié)芯鋁基蒸汽腔的導(dǎo)熱性能，在各種熱流密度條件下獲得了鋁基蒸汽腔的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)。針對高熱流密度電子器件的散熱應(yīng)用場合，比較了鋁基蒸汽腔和傳統(tǒng)金屬熱擴展板的散熱性能，給出了鋁基蒸汽腔在電子器件散熱中的應(yīng)用準(zhǔn)則。
1概述
集成穩(wěn)壓器在近十多年發(fā)展很快，目前國內(nèi)外已發(fā)展到幾百個品種。按電路的工作方式分，有線性集成穩(wěn)壓器和開關(guān)式集成穩(wěn)壓器。按電路結(jié)構(gòu)形式分，有單片式集成穩(wěn)壓器和組合式集成穩(wěn)壓器。按管腳的連接方式分，有三端式集成穩(wěn)壓器和多端式集成穩(wěn)壓器。按制造工藝分，有半導(dǎo)體集成穩(wěn)壓器、薄膜混合集成穩(wěn)壓器和厚膜混合集成穩(wěn)壓器。而在線性集成穩(wěn)壓器方面，則以低壓差、大電流、小體積的發(fā)展比較迅猛。
MSK5101是美國MSKennedy公司研制的一種新型低壓差、大電流、低功耗線性穩(wěn)壓器，它有＋3V、＋5V、＋12V和可調(diào)輸出。輸出晶體管采用單片工藝制造的超級PNP管，所以該系列型號的輸入輸出電壓差很小。圖1所示是MSK5101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
圖1
當(dāng)MSK5101的輸出電流為1．5A時，其壓差只有350mV，因而它的效率很高，功耗較低。且輸出電壓精度可確保1％。此外，該系列穩(wěn)壓器也具有TTL／CMOS兼容的on／off使能腳以及故障信號輸出腳。MSK5100采用可有效利用空間的10腳功率型SOIC封裝，并且外殼上帶有散熱器銅接頭。
MSK5101的體積很小。其外形如圖2所示，尺寸大小為6．35mm×6．35mm×2．08mm，所以在很多有體積和重量限制的大功率穩(wěn)壓器應(yīng)用中，該系列穩(wěn)壓器有很好的性價比。因此，可廣泛應(yīng)用于高效線性穩(wěn)壓器、恒壓／恒流調(diào)節(jié)器、系統(tǒng)功率源、開關(guān)電源輸出穩(wěn)壓器以及電池供電等設(shè)備。
MSK5101的主要特點如下：
采用帶散熱器接頭的緊密型10腳SOIC封裝形式；
輸入輸出電壓差非常小，輸出電流為1．5A時，壓差只有350mV；
具有3．3V、5V、12V和可調(diào)輸出；
采用開路集電極誤差信號輸出方式；
帶有TTL電平使能腳；可零電流關(guān)斷；
帶有電源反接保護和負載短路保護功能；
接地端電流只有22mA（滿載時）；
輸出電壓精度可達1％；
輸出電流可達1．5A。
2主要參數(shù)
MSK5101的主要電氣性能參數(shù)如表1所列。
表1MSK5101的主要電氣性能參數(shù)
參數(shù)名稱測試條件MSK5101系列單位
最小典型最大
輸出電壓公差I(lǐng)out=1A，Vin=Vout+1V±0.5±1.0%
輸入輸出電壓差Δvout=-1%，Iout=100mA80225mV
Δvout=-1%，Iout=1.5A350625mV
負載調(diào)整率Vin=Vout+5V±0.2±1.2%
10mA≤Iout≤1.5±0.3%
電源調(diào)整率（Vout+1V）≤Vin≤26VIout=10mA±0.05±0.6%
±0.5%
輸出限流值Vout=0V，Vin=Vout+1V2.13.5A
接地端電流Vin=Vout+1V，Iout=0.75820mA
輸出噪聲Vin=Vout+1V，Iout=1.5A22mA
使能腳輸入電壓CL=10μF，10Hz≤f≤100kHZ400μV
使能腳輸入電壓高電平/導(dǎo)通2.41.2V
低電平/關(guān)斷1.20.8V
使能腳輸入電流高電平/導(dǎo)通2075μA
低電平/關(guān)斷12μA
關(guān)斷輸出電流VENABLE≤08V1020μA
輸出漏電流VOH=26V0.012μA
信號輸出電壓IOL≤250μA，Vin=Vout-2V0.20.4V
信號門限Vin=Vout-7%75mV
基準(zhǔn)電壓正常工作1.221.241.26V
基準(zhǔn)電壓溫漂正常工作20PPm/℃
調(diào)整腳偏置電流全部溫度范圍，Vin=Vout+1V40150mA
熱阻結(jié)到外殼4.55℃/W
過熱關(guān)斷溫度結(jié)溫JT1135℃
3應(yīng)用說明
3．1穩(wěn)壓器保護
MSK5101系列穩(wěn)壓器具有輸入電源極性反接、過電流、超溫（Pd過大）和瞬態(tài)電壓尖峰達到60V等各種保護功能，若將該穩(wěn)壓器用于負載接負電源的雙電源中，則輸出電壓必須采用二極管箝位到地。
3．2輸出電容
在輸出端與接地端之間接入一只濾波電容可以減小MKS5101系列穩(wěn)壓器的輸出電壓紋波，該電容的最佳容量取決于應(yīng)用情況，但至少應(yīng)在10μF以上。也可在負載兩端直接接入一只電容器來改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)能力。
3．3負載連接
在實際應(yīng)用中，當(dāng)穩(wěn)壓器負載電流很大時，負載的接法非常重要。為了不影響負載調(diào)整率，穩(wěn)壓器輸出到負載之間連線的阻抗必須非常小，因為該阻抗可與負載組成分壓器。為了保持穩(wěn)壓，MSK5101系列穩(wěn)壓器的最小負載電流應(yīng)為10mA。
3．4使能管腳
MSK5101系列穩(wěn)壓器有一個與TTL信號兼容的使能（ENABLE）管腳，在該腳為TTL高電平時，內(nèi)部偏壓電路工作，并使穩(wěn)壓器電源接通。而當(dāng)該腳為TTL低電平時，內(nèi)部控制器關(guān)斷，此時流入該器件的靜態(tài)電流只有5μA。如果不需要使能功能，使能管腳可接到輸入腳。
3．5故障信號輸出腳
MSK5101系列中所有固定輸出電壓的穩(wěn)壓器產(chǎn)品都有一個故障信號輸出腳。因為信號輸出腳內(nèi)為開路集電極輸出電路，該腳電壓可以上升到3V～26V之間的任意電壓。這種特性允許該腳與任意邏輯電平接口。當(dāng)信號比較器檢測到“不穩(wěn)壓”狀態(tài)時，該腳輸出有效低電平（典型電壓為0．22V）。MSK5101的故障信號狀態(tài)包括輸入電壓過低、超溫關(guān)斷和輸出限流等。實際上，當(dāng)輸入電壓瞬態(tài)過高時，故障信號管腳也將輸出高電平。
3．6散熱器選擇
采用對流散熱時應(yīng)按下式選擇MSK5101系列穩(wěn)壓器所需的散熱器：
TJ＝Pd（Rθjc＋Rθcs＋Rθsa）Ta
式中：TJ為結(jié)溫；
Pd為總功耗；
Rθjc為結(jié)到外殼的熱阻；
Rθcs為外殼到散熱器的熱阻；
Rθsa為散熱器到環(huán)境的熱阻；
Ta為環(huán)境溫度。
設(shè)計時，可首先按下式計算出功耗P：
P＝（Vin－Vout）×Iout
然后，再選擇最高結(jié)溫。一般最高允許結(jié)溫為125℃。為了計算所需散熱器到環(huán)境的熱阻，應(yīng)將上述結(jié)溫的表示式整理為：
Rθsa＝[（TJ－Ta）／Pd]－Rθjc－Rθcs
以下為根據(jù)此式列出的一個散熱器選擇的實例：
若MSK5101＿3．3型穩(wěn)壓器的輸入Vin為＋5V輸出Vout為＋3．3V連續(xù)直流電流Iout為1A。環(huán)境溫度為＋25℃，最高結(jié)溫為125℃。Rθjc為5℃／W，Rθsa為0．5℃／W。則：
P＝（5V－3．3V）×1A＝1．7W
Rθsa＝[（125℃－25℃）／1．7W]－5℃／W－0．5℃／W＝53．32℃／W
因此，在該例中，為了保證結(jié)溫不超過125℃，應(yīng)選用熱阻小于53℃／W的散熱器。
1概述
意法半導(dǎo)體公司ST生產(chǎn)的VKO5CFL芯片自投放市場以來，已被廣泛應(yīng)用于緊湊型熒光燈CFL電子鎮(zhèn)流器中，而不久前ST公司又推出了VK06TL單片IC，該芯片的主要應(yīng)用是直管形熒光燈TL電子鎮(zhèn)流器。使用兩塊VK06TL和少量元件即可組成60W以下TL電子鎮(zhèn)流器半橋逆變器。采用VK06TL作為半橋驅(qū)動器的TL鎮(zhèn)流器，其燈預(yù)熱頻率、穩(wěn)態(tài)工作頻率及燈壽終定時保護等一些參數(shù)均可通過IC外部元件進行設(shè)定，而且還帶有過熱關(guān)斷功能。此外，VK06TL之間的參數(shù)匹配性非常好，因而使用時不必進行挑選“配對”，而且器件堅固耐用，高溫性能極佳。
2結(jié)構(gòu)與特點
VK06TL驅(qū)動器采用16引腳SO封裝形式，由于9～16腳均為集電極，故有效引腳為9個，圖1為其引腳排列。
VK06TL電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動器內(nèi)部除集成有控制電路和保護電路外，還集成了被稱作“發(fā)射器開關(guān)”(Emitterswitch)的功率驅(qū)動輸出級，VK06TL的內(nèi)部電路組成如圖2所示。
VK06TL的主要性能特點如下：
內(nèi)部帶有高壓雙極型NPN復(fù)合晶體管和一個低壓MOSFET組成的“發(fā)射器開關(guān)”，級聯(lián)功率開關(guān)器件的擊穿電壓BVCSO不小于520V，集電極電流Icrms為0．5A，峰值集電極電流ICM為5A，開關(guān)頻率可達200kHz；
內(nèi)含續(xù)流二極管連接于VK06TL內(nèi)部源極或地與片內(nèi)復(fù)合晶體管的集電極之間和擊穿值約30V的雙向交流開關(guān)二極管DIAC(連接于VK06TL的4腳與片內(nèi)復(fù)合晶體管集電極之間)；
由VK06TL組成的電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動電路的預(yù)熱頻率、預(yù)熱時間、穩(wěn)態(tài)工作頻率和燈壽終保護定時等功能參數(shù)均可通過外部元件設(shè)定；
電源電壓Vdd被內(nèi)部箝位在7V。
3應(yīng)用電路及工作原理
圖3所示是由兩塊VK06TL芯片組成的40WTL電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動電路。該鎮(zhèn)流器的輸入端M1、M2可連接400V的DC電壓，而輸入端AC1、AC2則可以連接185～265V的AC電壓。因此，該電子鎮(zhèn)流器的DC干線電壓范圍為250～400V。高端VK06TL（IC1）和低端VK06TL（IC2）的腳6(腳Vdd)上的電源電壓可分別通過R5－C5和R1－C1網(wǎng)絡(luò)獲得。將電阻R1通過燈絲連接到DC干線電壓的目的是便于在更換燈管之后電路能夠自動重啟。
通過R2可對C2進行充電。當(dāng)C2上的電壓達到30V時，IC2腳4內(nèi)的DIAC擊穿，功率開關(guān)器件導(dǎo)通，振蕩器啟動。而高端IC1腳4上連接的20V齊納二極管D3則可用于避免IC1內(nèi)的DIAC擊穿，從而使IC1A功率開關(guān)能夠可靠接通。
繞在扼流圈上的兩個次級繞組N2、N3用于驅(qū)動IC1和IC2的開／關(guān)。當(dāng)VK06TL腳5上的電壓超過2．2V時，驅(qū)動器導(dǎo)通；而在該腳電壓低于0．8V時，驅(qū)動器截止。此外，通過R4－C4和R3－C3組成的濾波電路，可保證電路正常工作，同時也可以避免硬開關(guān)現(xiàn)象發(fā)生。
IC1腳1上的電容C7和IC2腳1上的電容C9可用來設(shè)定預(yù)熱階段的工作頻率。通過VK06TL腳1內(nèi)部的一個350μA的電流源可對外部電容C7和C9充電。C7和C9均選820pF時，系統(tǒng)占空比為50％。由于扼流圈(NI)的電感值L為1．8mH，而燈啟動電容C16為8．2nF，預(yù)熱頻率為53kHz。因此，該電路的DC電壓為300V時，其峰值電流為1A。
圖3
當(dāng)電容C11、C12的充電電壓達到4．2V時，預(yù)熱階段結(jié)束，此后7腳內(nèi)部的開關(guān)與地接通，以使C8和C10分別與C7和C9相并聯(lián)而使頻率漸減，從而引起輸出級扼流圈N1和C16由于C15C16，C15影響可忽略組成的LC串聯(lián)電路發(fā)生諧振，并在C16兩端產(chǎn)生高壓以對燈點火，爾后頻率下降到穩(wěn)壓工作頻率。當(dāng)選擇C11和C12為4．7μF時，預(yù)熱時間約為1s。當(dāng)C8和C10均為820pF時，穩(wěn)態(tài)工作頻率為37kHz。DC母線電壓為400V時，IC的峰值電流為750mA。
眾所周知，當(dāng)熒光燈達到壽命終結(jié)endoflife時，鎮(zhèn)流器將使燈連續(xù)工作，從而引起燈管過熱并產(chǎn)生放電“煙霧”，同時在燈陰極上產(chǎn)生非常高的電壓，以使燈和鎮(zhèn)流器處于異常和危險的狀態(tài)。因此，設(shè)計時，在鎮(zhèn)流器中必須設(shè)置燈壽終保護電路。
在實際應(yīng)用中，IC1的8腳接半橋中點，燈壽終保護由IC2及其腳8與地之間的電容C13和R9來實現(xiàn)。圖4所示是燈壽終(EOL)保護電路。其中電流感測電阻Rsense用于檢測最大燈峰值電流。當(dāng)Rsense兩端電壓超過0．1V(相當(dāng)于1．8A的燈電流)時，比較器C1將使開關(guān)T1接通，以使內(nèi)部充電電流對8腳外部電容CapE01(即C13)充電。當(dāng)C13上的充電電壓達到4．2V時，比較器C2使T2接通并維持電容充電。C13為470nF時，電路可在預(yù)熱之后約100ms之內(nèi)執(zhí)行EOL保護功能。
