【正文】 的 5~l0%。無論是逆變式整流焊機，還是通訊電源用的開關式整流器，都是基于這一原理。同樣，傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合 閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進行改造， 成為“開關變換類電源”，其主要材料可以節(jié)約90%或更高，還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設備固態(tài)化，帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟效益，更可體現(xiàn)技術含量的價值。模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊，含有一單元、兩單元、六單元直至七單元，包括開關器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管，實質上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年，有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去，構成了“智能化”功率模塊(IPM)，不但縮小了整機的體積，更方便了整機的設計制造。實際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重，對器件造成更大的電應力。為了提高系統(tǒng)的可靠性，有些制造商開發(fā)了功率模塊(ASPM)，它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中，使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接，這樣的模塊經(jīng)過嚴格、合理的熱、電、 機械方面的設計，達到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。小功率的直流穩(wěn)壓電源一般有電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓等部分組成。硅穩(wěn)壓管并聯(lián)穩(wěn)壓電路利用硅穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓特性來穩(wěn)定負載電壓，適用于輸出電流較小，輸出電壓固定，穩(wěn)壓要求不高的場合。串連型穩(wěn)壓電路中，調整管與負載相串連，輸出電壓經(jīng)取樣電路取出反饋電壓并與基準電壓比較、放大后去控制調整館進行負反饋調節(jié)，使輸出電壓達到基本穩(wěn)定。串連型穩(wěn)壓電路輸出電流較大，輸出電壓可以調節(jié)，適用于穩(wěn)壓精度要求高、對效率要求不高的場合。.在開關型穩(wěn)壓電源電路中調整管工作在開關狀態(tài)，通過控制調整管導通、截止時間的比例來調節(jié)輸出電壓，因而功耗大大減小。開關型穩(wěn)壓電源具有效率高、體積小、重量輕等優(yōu)點，但他的波紋電壓較大，高頻泄漏較大，有可能對周圍其他電路造成干擾。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片，再把整個模塊固定在相應的散熱器上，就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。另外，大功率的開關電源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮，一般采用多個獨立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術，所有模塊共同分擔負載電流，一旦其中某個模塊失效，其它模塊再平均分擔負載電流。這樣，不但提高了功率容量， 在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求， 而且通過增加相對整個系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會影響系統(tǒng)的正常工作，控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代，電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號處理技術日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調試和遙感遙測遙調，也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以，在八、九十年代，對于各類電路和系統(tǒng)的設計來說，模擬技術還是有用的，特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC) 問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決，離不開模擬技術的知識，但是對于智能化的開關電源，需要用計算機控制時，數(shù)字化技術就離不開了。電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電， 這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對環(huán)境的污染。其次這些電源不能(或少)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準，如IEC55IEC91IECl000等。事實上，許多功率電子節(jié)電設備，往往會變成對電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴重的高次諧波電流，使總功率因數(shù)下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀末，各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生，有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀批量生產(chǎn)各種綠色開關電源產(chǎn)品奠定了基礎。電子技術是當代迅速發(fā)展的學科，他在自動控制、通信計算機、家用電器等各個領域的應用日益廣泛。如果在模擬電子電路的輸入端接入其他如氣敏的、濕敏的、磁敏的、光敏的熱敏的、壓敏的等敏感元件，人們就可以制作出煤氣報警器、去濕器、金屬裂紋探測器、自動路燈控制器、溫度控制器、電子稱等設備。我們日常生活中使用的電話、收音機、電子玩具、電視機、VCD機、攝像機等家用電器都是電子技術應用的產(chǎn)品。在純凈的半導體中摻入不同的有用雜志，可分別形成P型和N型兩種雜志半導體。它們是各種半導體器件的基本材料。PN節(jié)的重要特性是單向導電性，它是構成各種半導體器件的基本結構。單個PN結加上封裝和引腳就構成二極管。二極管的伏安特性體現(xiàn)了這種單向導電性。二極管正偏時，PN結導通，表現(xiàn)出很小的真正向電阻；二極管反偏時，PN結截止，反向電流極小，表現(xiàn)出很大的反向電阻。二極管的主要用途就是用作整流元件。整流二極管的主要參數(shù)有最大整流電流、最高反向工作電壓、反向電流、最高工作頻率等。在大規(guī)模集成電路下快速發(fā)展的動力,是繼電子設計自動化EDA技術外觀 ,我們絕對可以不需要任何電路模板,可在家中透過程式設計,符合我們的要求來使用計算機, 但經(jīng)過電路設計模板將使電子產(chǎn)品功能較為完善不 只用西醫(yī)的電路設計技術,而且外觀電路結構簡單、 體積非常小,甚至只有一個廢棄集成電路、 這種電路設計、能耗很小,完全符合我們的要求,節(jié)約能源?，F(xiàn)代電力電子技術是開關電源技術發(fā)展的基礎。隨著新型電力電子器件和適于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現(xiàn)，現(xiàn)代電源技術將在實際需要的推動下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應用技術下，由于功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性，使器件性能對開關電源性能的影響減至最小，新型的電源電路拓撲和新型的控制技術，可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態(tài)，從而可大大的提高工作頻率，提高開關電源工作效率，設計出性能優(yōu)良的開關電源。高效的電源轉換技術在整個現(xiàn)代社會越來越成為關注的事情。開關電源的轉換不僅提供了更高的效率，還為設計者提供了更多的方便。最先進的半導體技術，磁能和先進技術，在電源技術日益發(fā)展的今天，開關轉換電源成為更好的選擇。無 錫 職 業(yè) 技 術 學 院畢業(yè)設計調研報告調研報告?zhèn)鞲衅髟诳茖W技術領域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術發(fā)展的強大動力。而現(xiàn)代們學技術突飛猛進則提供了堅強的后盾。 傳感器改善性能的途徑 縱觀幾十年來的傳感技術領域的發(fā)展，不外乎分為兩個方面：一是提高與改善傳感器的技術性能，二是尋找新原理、新材料、新工藝及新功能等。為傳感器的性能，可采用下列技術途徑： 差動技術 差動技術是傳感器中普遍采用的技術。它的應用可顯著地減小溫度變化、電源波動、外界干擾等對傳感器精度的影響，抵消了共模誤差，減小非線性誤差等。不少傳感器由于采用了差動技術，還可使靈敏度增大。 　　平均技術 在傳感器中普遍采用平均技術可產(chǎn)生平均效應，其原理是利用若干個傳感單元同時感受被測量，其輸出則是這些單元輸出的平均值，若將每個單元可能帶來的誤差均可看作隨機誤差且服從正態(tài)分布，根據(jù)誤差理論，總的誤差將減小為式中 ——傳感單元數(shù)補償與修正技術 補償與修正技術在傳感器中得到了廣泛的應用。這種技術的運用大致是針對下列兩種情況。一種是針對傳感器本身特性的，另一種是針對傳感器的工作條件或外界環(huán)境的。 對于傳感器特性，可以找出誤差的變化規(guī)律，或者測出其大小和方向，采用適當?shù)姆椒右匝a償或修正。 針對傳感器工作條件或外界環(huán)境進行誤差補償，也是提高傳感器精度的有力技術措施。穩(wěn)定性處理 傳感器作為長期測量或反復使用的器件，其穩(wěn)定性顯得特別重要，其重要性甚至勝過精度指標，尤其是對那些很難或無法定期鑒定的場合。 造成傳感器性能不穩(wěn)定的原因是：隨著時間的推移和環(huán)境條件的變化，構成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。 為了提高傳感器性能的穩(wěn)定性，應該對材料、元器件或傳感器整體進行必要的穩(wěn)定性處理。在使用傳感器時，若測量要求較高，必要時也應對附加的調整元件，后續(xù)電路的關鍵元器件進行老化處理。 傳感器的發(fā)展動向 1開發(fā)新型傳感器 新型傳感器，大致應包括：①采用新原理；②填補傳感器空白；③仿生傳感器等諸方面。它們之間是互相聯(lián)系的。傳感器的工作機理是基于各種效應和定律，由此啟發(fā)人們進一步探索具有新效應的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。結構型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。結構型傳感器，一般說它的結構復雜，體積偏大，價格偏高。物性型傳感器大致與之相反，具有不少誘人的優(yōu)點，加之過去發(fā)展也不夠。世界各國都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強研究，從而使它成為一個值得注意的發(fā)展動向。其中利用量子力學諸效應研制的低靈敏閾傳感器，用來檢測微弱的信號，是發(fā)展新動向之一。此外，利用化學效應和生物效應開發(fā)的、可供實用化學傳感器和生物傳感器，更是有待開拓的新領域。 2 開發(fā)新材料 近年來對傳感器材料的開發(fā)研究有較大進展，其主要發(fā)展趨勢有以下幾個方面：①從單晶體到多晶體、非晶體；②從單一型材料到復合材料；③原子（分子）型材料的人工合成。有復雜材料來制造性能更加良好的傳感器是今后的發(fā)展方向之一。 ①半導體敏感材料 半導體敏感材料在傳感器技術中具有較大的技術優(yōu)勢，在今后相當長時間內仍占主導地位。半導體硅在力敏、熱敏、光敏、磁敏、氣敏、離子敏及其它敏感元件，具有廣泛用途。 硅材料可分為單晶硅、多晶硅和非晶硅。單晶硅最簡單，非晶硅最復雜。非晶硅中微晶粒子的大小及其分布對其性能有重要影響。用這3種材料都可制成壓力傳感器，這些壓力傳感器大致可分為4種形式，即壓阻式、電容式、式和薄膜式。目前壓力傳感器仍以單晶硅為主，但有向多晶和非晶硅的薄膜方向發(fā)展的趨勢。 多晶硅壓力傳感器的發(fā)展十分引人注目。這是由于這種傳感器具有一系列優(yōu)點，如溫度特性好、制造容易、易小型化、成本低等。非晶硅應用于傳感器，主要有應變傳感器、壓力傳感器、熱電傳感器、光傳感器（如攝像傳感器和顏色傳感器）等。非晶硅由于具有光吸收系數(shù)大，可用作薄膜光電器件，對整個可風光區(qū)域都敏感，薄膜形成溫度低等極為誘人的特性而獲得迅速發(fā)展。 在半導體傳感器中，場效應晶體管的應用令人矚目。是一種電壓控制器件。若在柵極上加一反向偏壓，偏壓的大小可控制漏極電流的大小。若用某種敏感材料將所要測量的參量以偏壓的方式加到柵極上，就可以從漏極電流或電壓的數(shù)值來確定該參量的大小。很容易系列化、集成化。可做成各種敏感場效應管，如離子敏場效應管、PH、溫度、濕度、氣敏等。 ②陶瓷材料 陶瓷敏感材料在敏感技術中具有較大的技術潛力。陶瓷材料可分為很多種。具有電功能的陶瓷又叫電子陶瓷。電子陶瓷可分為絕緣陶瓷、壓電陶瓷、介電陶瓷、熱電陶瓷、光電陶瓷和半導體陶瓷。這些陶瓷在工業(yè)測量方面都有廣泛的應用。其中以壓電陶瓷、半導體陶瓷應用最為廣泛。陶瓷敏感材料的發(fā)展趨勢是繼續(xù)探索新材料，發(fā)展新品種，向高穩(wěn)定性、高精度、長壽命和小型化、薄膜化、集成化和多功能化方向發(fā)展。 半導體陶瓷是傳感器應用常要材料，其尤以熱敏、濕敏、氣敏、電壓敏最為突出。熱敏陶瓷的主要發(fā)展方向是高溫陶瓷。氣敏陶瓷的主要發(fā)展方向是不使用催化劑的低溫材料和高溫材料。電壓敏陶瓷材料的發(fā)展方向是低壓用材料和高壓用材料。以陶瓷濕敏傳感器為例，可以是體型結構、厚膜型結構、薄膜結構或涂覆型結構等。 ③磁性材料 不少傳感器采用磁性材料。目前磁性材料正向非晶化、薄膜化方向發(fā)展。非晶磁性材料具有導磁率高、矯頑力小、電阻率高、耐腐蝕、硬度大等特點，因而將獲得越來越廣泛的應用。 各個方向都可得到高靈敏度的磁場，可用來制作磁力計或磁通敏感元件，也可利用應力一磁效應制得高靈敏度的應力傳感器，基于磁致伸縮效應的力敏元件也得到發(fā)展。 由于這類材料靈敏度比坡莫合金高幾倍，這就可大大降低渦流損耗，從而獲得優(yōu)良的磁特性，這對高頻更為可貴。利用這一特點，可以制造出用磁性晶體很難獲得的快速響應型傳感器。合成物可以在任意高于居里溫度（約）下產(chǎn)生，這就使得發(fā)展快速響應的溫度傳感器成為可能。 3智能材料 智能材料是指設計和控制材料的物理、化學、機械、電學等參數(shù)，研制出生物體材料所具有的特性或者優(yōu)于生物體材料性能的人造材料。生物體材料的最突出特點是具有時基功能，因此這種傳感器特性是微分型的，它對變分部分比較敏感。反之，長期處于某一環(huán)境并習慣了此環(huán)境，則靈敏度下降。一般說來，它能適應環(huán)境調節(jié)其靈敏度。除了生物體材料外，最引人注目的智能材料是形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物。 4集成化、多功能化與智能化 傳感器集成化包括兩種定義，一是同一功能的多元件并列化，即將同一類型的單個傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來，排成1維的為線性傳感器，CCD圖象傳感器就屬于這種情況。集成化的另一個定義是多功能一體化，即將傳感器與放大、運算以及溫度補償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個器件。 隨著集成化技術的發(fā)展，各類混合集成和單片集成式壓力傳感器相繼出現(xiàn)，有的已經(jīng)成為商品。集成化壓力傳感器有壓阻式、電容式、等類型，其中壓阻式集成化傳感器發(fā)展快、應用廣。自從壓阻效應發(fā)現(xiàn)后，有人把4個力敏電阻構成的全橋做在硅膜上，就成為一個集成化壓力傳感器。國內在80年代就研制出了把壓敏電阻、電橋、電壓放大器和溫度補償電路集成在一起的單塊壓力傳感器，其性能與國外同類產(chǎn)品相當。由于采用了集成工藝，將壓敏部分和集成電路分為幾個芯片，然后混合集成為一體。提高了輸出性能及可靠性，有較強的抗干擾能力，完全消除了二次儀表帶來的誤差。 70年代國外就出現(xiàn)了集成溫度傳感器，它基本上是利用晶體管作為溫度敏感元件的集成電路。其性能穩(wěn)定，使用方便，溫度范圍在。國內在這方面也有不少進展，例如近年來研制集成熱電堆紅外傳感器等。集成化