发布时间:2023-03-16 15:53:50
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的通信电源发展论文样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
[论文摘要]:通信电源是向通信设备提供交直流电的电能源,是整个通信电信网的能量保证。通信电源系统由交流供电系统、直流供电系统和相应的保护系统构成。通信电源系统的设备多,分布广,不仅单个电源设备的可靠性会影响系统的可靠性,电源系统的总体结构也会对自身的可靠性造成很大的影响。
一、通信电源的发展现状
(一)供电系统的现状
通信电源是通信系统必不可少的重要组成部分,其设计目标是安全、可靠、高效、稳定、不间断地向通信设备提供能源。通信电源必须具备智能监控、无人值守和电池自动管理等功能,从而满足网络时代的需求。通信电源系统由交流配电、整流柜、直流配电和监控模块组成。
(二)通信电源设备的更新换代
近年来,随着技术的进步,特别是功率器的更新换代,新型电磁材料的不断使用,功率变换技术的不断改进,控制方法的不断进步,以及相关学科的技术不断融合,通信电源在系统的可靠性、稳定性,电磁兼容性,消除网侧电流谐波、提高电能利用率、降低损耗、提高系统的动态性能等等方面都取得长足的进步。
(三)现行通信电源的电路模型和控制技术
目前通信电源的变换电路拓扑结构主要采用双单端电路,半桥电路和全桥电路,各有优缺点。一般认为,在中、小功率场合,采用双单端电路或半桥电路是适宜的;在大功率场合则采用全桥变换电路。
二、通信电源发展趋势
(一)开关器件的发展趋势
电源技术的精髓是电能变换,即利用电能变化技术将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源。其中,开关电源在电源技术中占有重要地位,从10kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达到兆赫兹级,开关电源的发展为高频变化提供了硬件基础,促进了现代电源技术的繁荣和发展。
(二)通信直流电源产品的技术发展市场需求发展
在需求与技术的共同推动下,通信直流电源产品体现了如下的发展态势:
体系架构相当长的一段时间内维持稳定。通信直流电源在相当长的时间内还是维持现有的交流配电、整流器模块(并联)、直流配电、监控单元、蓄电池等为主要组成部分的架构;功率变换模式也将维持现有的高频开关模式,暂时不会出现类似从线性电源到开关电源的阶跃性的变化。
功率密度不断提高。通信一次电源的核心部件整流器的功率密度不断提高,推动了通信直流电源整机的功率密度不断提高,但配电器件、蓄电池等密度基本维持稳定,一定程度制约了整机系统的功率密度的提高比率。
更高的可靠性。高可靠性是通信电源的最基本要求。随着器件技术、通信电源技术的成熟,以及各通信直流电源设备厂家在可靠性研究上大力投入,通信直流电源产品可靠性呈不断提高的趋势。
按照TRIZ理论(“创造性解决问题的理论”的俄语缩略语)描述的技术系统发展进化规律,一般而言,技术的生命周期包含四个阶段:婴儿期、成长期、成熟期和衰退期,种种迹象表明,通信直流电源的核心技术,开关电源技术基本上开始步入成熟期:效率的提升变得缓慢和困难、而电源损耗不能大幅度降低限制了功率密度的进一步提高,未来几年甚至十几年内,通信直流电源产品将进入一个缓慢发展的阶段,直至有一天,一种新的电源变换技术出现,通信直流电源产品就会再出现一个阶跃性的发展,就像开关稳压技术替代线性稳压技术,给电源带来了革命性的变化。
(三)通信用蓄电池技术研究的新进展
通信用蓄电池作为通信系统后备的能源供应手段,其研制、生产和应用技术一直备受世界各国通信行业的重视。随着科技的发展和技术的不断进步,国外正在研制和试验新一代的通信用蓄电池,有的已经进入商用化阶段。这些新的蓄电池,由于其材料、结构和技术上的先进性,在性能上具有传统的VRLA电池无可比拟的优越性。
1.钒电池(Vanadium Redox Battery)。钒电池(VRB)是一种电解值可以流动的电池,目前正在逐步进入商用化阶段。
2.燃料电池。燃料电池是一种化学电池,也是一种新型的发电装置,它所需的化学原料由外部供给,如氢氧燃料电池,只要外部供给氢和氧,经过内部电极、催化剂和碱性电解液的作用,就能产生0.9V电压的直流电能,同时产生大量的热能.
3.电源监控系统的发展。随着互联网技术应用日益普及和信息处理技术的不断发展,通信系统从以前的单机或小局域系统逐渐发展至大局域网系统或广域网系统,大量人力、物力被投入到网络设备的管理和维护工作上。不过通信设施所处环境越来越复杂,人烟稀少、交通不便都会增大维护的难度,这对电源设备的监控管理提出了新的需求,保护通信互联网终端的电源设备必须具备数据处理和网络通信能力。此时,数字化技术就表现出了传统模拟技术无法实现的优势,数字化技术的发展逐步表现出传统模拟技术无法实现的优势.
4.通信电源的环保要求。环保问题,一方面的指标是通信电源的电流谐波要符合要求,降低电源的输入谐波,不但可以改善电源对电网的负载特性,减少给电网带来严重污染的情况,还可减少对其他网络设备的谐波干扰。另一个重要方面,是材料的可循环利用和环境的无污染,这方面需要产品满足WEEE/ROHS指令。
在通信电源开发、生产早期,人们主要集中研究电源的输出特性,较少考虑到电源的输入特性。例如:传统的在线式电源输入AC/DC部分通常采用桥式整流滤波电路,其输入电流呈脉冲状,导通角约为π/3,波峰因数大于纯电阻负载的1.4倍。这些谐波电流大的电源给电网带来了严重的污染,使电网波形失真,实际负荷能力降低,对于三相四线制的电网来说,还很有可能因中性线电流过大而出现不安全隐患。
参考文献:
[1]朱雄世,《通信电源的现状与展望》.
[2]《浅析全球通信电源技术发展趋势》.
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[7]王改娥、李克民,《谈我国通信电源的发展方向》.
[8]王改娥、李克民,《我国通信电源的发展回顾与展望》.
[9]侯福平,《UPS系统在通信网络中使用的特点及要求》.
[10]《全球通信电源技术发展呈现五大趋势》.
【关键词】通信电源 功率因数 校正技术
1 引言
自改革开放以来,电力系统发展迅速,各级各类的用户的数量也是呈直线上升,尤其是在计算机、电动机极易服务器等各种高科技先进产品得到推广之后,导致了阻抗在整个电力系统中也随之增大,增大的后果是使得电力系统中的无功功率消耗过快,超出额定的要求,同时也严重的降低了电力系统中的很多功率因素,降低了整个发电机的输出功率,最终使得电力传输线上的线损明显增多。与此同时,非线性的电子装置在电力系统中广泛使用,使得电网中的谐波越来越多,出现了谐波污染的现象,这也导致了正弦波形发生了畸变,供电的质量越来越得不到保障。所以,研究与分析为什么会产生谐波以及找到相应解决谐波问题的方法是现在的当务之急。
2 谐波分析
(1)谐波产生原因。在整个通信领域里,计算机等非线性设备以及如UPS、整流器、高频开关电源的变流装置中极易产生电源系统中的谐波,这些设备的主要原理是利用如IGBT和晶闸管的整流元器件并利用它们的导通特性跟开关特性来切换运行的电流,即将较高频率的电流强行断开或接通,这样就会使得产生的正弦电流发生形变,跟常见的正弦波形会有一定程度上的差别,我们运用数学方法——傅里叶对这种畸变的波形进行分解,所得的结果是基波分量和它整数倍的谐波分量,前者是指理想的正弦交流电能,后者指的就是谐波。
(2)谐波的影响范围。电压的幅值在我国是有着十分明确的要求的,理想的情况下,电网中电源所提供的电压大小为50赫兹,并且这种电压是单一频率跟稳定的,但是现在的问题就是随着谐波的加入,电网也受到了不小的影响,使得电压的幅值远远超过了我国要求的大小,频率也不再是单一的,使得负载的运行环境的稳定性极差,严重影响了负载。
对电网也产生了一下的影响:第一,谐波会产生电流,这种电流会加剧变压器的漏磁、铜损现象,谐波产生的电压也会增加铁损的程度,另外,谐波功率会产生非常大的噪声,增大了整个线圈的电流,导致了变压器的铁芯在磁通量发生高频交变时出现涡流现象。电源系统本身也会受到谐波极大的影响,它会严重降低电网的运行效率,使得输出的电能得不到有效的利用,白白浪费了能源,同时仪表的精确度也大大降低了。
3 谐波的分析
(1)谐波治理的必要性。供电系统之所以出现如此多的谐波,主要原因是在通信楼中,尤其是在机房中安装了大量的UPS、变频空调等非线性设备。出现谐波的最严重的后果就是会对供电系统提供的电能质量造成很大的影响,为了使得通信设备受到谐波的危害降到最低甚至避免,治理谐波的重要性便充分体现出来了。另外通信系统中的负载主要分为保障负载和非保障负载,保障负载主要包括上述的UPS、开关电源以及机房专用空调,非保障负载就是指我们日常生活或者办公所使用的照明、电梯等负载。
由于整流、滤波等非线性元器件的功率非常大,当它们运用到UPS、开关电源时会使整个供电系统产生很多的谐波电流,这些谐波电流又会使得电压波形严重变形,降低了整个系统的功率因素。在UPS中,治理谐波之前,谐波电流的含量不超过50%,谐波电压的含量仅在5%到11%之间,功率因素大于0.7小于0.85,在早些年,部分厂家的开关电源产品中含有大量的谐波电流,例如一个3000A的开关电源,如果接的负载率在50%左右是,其中包含的谐波电流就达到了40%,但是功率仅大约0.8。
一般通信枢纽楼内UPS开关和开关电源中大容量系统占大多数,具体的数据是UPS的容量一般是300KV到500KV之间为主,2000A到3000A的开关电容量也是经常用到的,它的输入电流一般都比较大;另外,UPS、开关电源与低压配电系统一般不会同时安装在同一个楼层,这样必然会使输入电缆的长度增加,增大了线路压降,导致严重发热,因此我们治理像UPS跟开关电源这样的谐波问题,最好的办法就是采取就近的原则来解决。
(2)谐波的抑制方法。经过长期的研究发现,通常抑制谐波有如下几种方法:第一、在整个供电系统中我们选择合适的位置安置部分无源滤波器,L-C无源滤波器是经常被使用到谐波补偿的一种无源滤波器,这种方法的好处就是装置简易、运行环境等也比较安全,但是这种方法需要大量的元器件,通常会造成资源上的不合理使用,不利于节能。第二、因此第二种方法就是在供电系统中带有电力的有源滤波器,通常情况下,如果时间因素发生了变动,电源系统中的谐波也会随着相应的出现波动,而电力有源滤波器很好的解决了这一问题,能够消除系统中的谐波能力十分强劲。
4 结论
改革开放以来,由于越来越多的半导体元件和大功率非线性负荷被广泛使用,整个电力系统遭受到了谐波的重度“污染”,这些谐波之间又可以相互叠加,使其自身具有一定的功率,降低了电网的有效利用,本文针对电网系统中出现的谐波问题进行了分析,参考目前国内外谐波的研究的发展方向,提出可以在以下几个方面加强研究:首先,可以深入探究一下通信电源系统的谐波源,如果我们知道了谐波源的种类,谐波源的特性以及谐波产生的机理,才能对其进行针对性的根治,才能合理有效的采用各种消谐的技术来控制谐波;其次,在分析与测量技术上,应加强对不同工况下谐波测量问题的研究,提高谐波测量精度的方法,研制多通道实时谐波监测分析仪和电质量分析仪。最后,进一步加强畸变波形的评估方法的研究,制定出合乎现场实际的、规范化的通信电源系统谐波标准。
参考文献
[1]罗文.浅析通信电源系统谐波治理与节能降耗[D].通信电源新技术论坛—2010通信电源学术研讨会论文集,2010.
[2]姜卫华.通信电源系统的谐波分析与治理[J].信息通信,2013.
[3]孙鹏博.通信电源系统的谐波分析与治理[D].天津大学硕士论文,2012.
【关键词】通信电源设备;故障;分析
一、引言
通信离不开电源,通信电源是通信的保障,所以保证通信电源系统的安全运行,对保证通信系统的畅通乃至通信的安全有着积极的意义。通信电源系统是对通信局站各种通信设备及建筑负荷等提供用电的设备和系统的总称。主要由备用发电系统、高压供电系统、变压器系统、不间断电源系统、后备电源系统、直流系统、接地防雷系统以及动力环境监控系统等多个子系统组成。电源系统故障分为一般性故障和紧急故障。一般性故障指不会影响通信安全的故障,包括交流防雷器雷击损坏、系统内部通信中断、单个模块无输出、监控单元损坏等;紧急故障指影响通信安全的故障,包括交流输入与控制损坏而导致交流停电、直流采样和控制电路损坏而导致直流负载掉电等。如果不能及时有效地对故障进行处理,将导致通信系统的瘫痪,带来严重的损失,因此,必须对通信电源常见的故障与处理给予充分重视。
二、交流配电单元的故障
1、防雷器单元
防雷器是由四个片状防雷单元组成,其中三个防雷单元具有状态显示功能,可以显示防雷单元是否处于完好状态。防雷单元窗口颜色为绿色时,表示防雷单元处于完好状态;某个防雷单元窗口颜色为红色时,则表示该防雷单元已损坏,应尽快更换防雷模块。
如果防雷器没有损坏,而监控单元报防雷器告警,就需要检查防雷器的接触是否良好,可以将防雷模块拔下来重插。如果是菲尼克斯的防雷模块,则需要检查底座是不是良好。
2、交流输入缺相
当监控单元或后台报告交流输入缺相时,确定真缺相则无需理会;如果交流实际没有缺相,那么可能是交流变送器出现故障。可以用万用表测量变送器的端子是否有3V左右的直流电压,如果某一个没有,则说明交流变送器损坏,应急解决办法是将该端子的检测线并到其他两个端子的任意一个上;长久解决办法则须更换交流变送器。
更换交流变送器的方法:首先必须断开电源系统的交流电和关掉监控单元的电源,否则可能对人身造成伤害或烧坏交流变送器。更换时如果连接线上没有标识,那么在拆交流变送器之前需要要做好相应的标识,否则在安装时会造成不便。
注意事项:安装好交流变送器后,需要检查连线无误后,方可送上交流电,然后打开监控单元的电源。核实交流显示是否与实际测量电压相符。
3、交流接触器不吸合
对于采用交流接触器自动切换的电源系统,如果交流接触器不吸合,那么可能是下面几个情况引起的:①交流输入的A相缺相;②交流接触器线圈供电保险丝烧坏(此故障出现在早期的电源柜);③控制交流接触的辅助交流接触器损坏(早期电源上有辅助交流接触器);④交流接触器控制板(CEPU板)出现故障;⑤交流接触器线圈烧坏。
解决方法是用万用表进行检查,断开交流输入用万用表测量交流接触器的线圈,如果开路,那么说明交流接触器损坏,更换交流接触器即可。
交流接触器更换方法:首先必须将电源柜的交流电断开,更换前将各个连接线用标签做好标识;由于这两个交流接触器是机械互锁的,所以要注意安装好交流接触器之间的辅助触点和控制线;将交流接触器两端的交流导线连接牢靠,不能有松动。
三、直流配电单元故障处理
1、监控单元出现直流断路器断开报警
如果直流断路器确实已经断开,属于正常报警,无需处理;若断路器没有断开,而监控单元报警,则是由于检测线出现断开所致。处理方法是检查断路器的检测线,也可以用“替换法”来定位问题所在。
2、直流断路器故障
蓄电池下电保护用的直流断路器使用的是常闭触点,在不控制的情况断路器是闭合的。如果给了断路器的断开控制信号而断路器不断开,说明断路器已经故障,更换即可。
3、直流输出电流显示不正确
直流电流显示不正确分两种情况:①显示值与实测值比较偏大或偏小,原因是电流传感器的斜率选择不正确,在监控中将调整斜率调整合适即可;②电流显示出现异常情况,非常大或电流值显示不稳定。对于用分流器检测电流的设备来说是检测通道不通导致的:一种可能是分流器两边的检测线接触不良,可以关掉监控单元的电源,取下检测线用电烙铁将其焊接好即可;另外一种可能就是检测线接插件插针歪或接触不好,可以用镊子之类的工具将歪针校正或将接插件插好即可。
四、整流器故障处理
1、整流器无输出
整流器不工作,面板指示灯均不亮
首先检查整流器的交流输入开关是否合上,其次检查整流器的输入熔丝是否熔断;另一种情况是模块可能发生故障,此时需要更换故障模块。
整流器输入灯亮,输出灯不亮,故障灯亮
首先用万用表测量交流输入电压是否在正常范围内(160-280Vac),如果交流电压不正常,那么整流器处于保护状态;另一种情况是整流器出现了故障。
2、过热
整流器内部主散热器上温度超过85℃时,模块停止输出,此时监控单元有告警信息显示。模块过热可能是因为风扇受阻或严重老化、整流器内部电路工作不良引起,对前一种原因应更换风扇,后一种原因需对该电源模块进行维修。
3、风扇故障
风扇故障的特征是风扇在该转的时候不转。这时应检查风扇是否被堵塞,如果是,清除堵塞物;否则,则是风扇本身损坏或连接控制部分发生故障,需拆下模块进行维修。
4、过流保护
整流器具有过流保护功能。若输出短路,则模块回缩保护,输出电压低于20V时整流器关机,此时面板上的限流指示灯亮。故障排除后,模块自动恢复正常工作。
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1.1整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.2逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2.现代电力电子的应用领域
2.1计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2.3直流-直流(DC/DC)变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2.4不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
2.5变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
2.6高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
2.7大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
2.8电力有源滤波器
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2.9分布式开关电源供电系统
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展,各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加,应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
3.高频开关电源的发展趋势
在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术,通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
3.1高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
3.2模块化
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。
3.3数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
3.4绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。
现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。
总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献
(l)林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992
(2)季幼章:迎接知识经济时代,发展电源技术应用,电源技术应用,N0.2,l998
(3)叶治正,叶靖国:开关稳压电源。高等教育出版社,1998
张国君,男,1962年生,博士后,副总工程师,1997年5月于天津大学测控博士后流动站出站,现从事通信电源和电力直流操作电源系统的研究开发工作,并在清华大学电力电子研究中心进行第二站博士后研究工作。
关键词:电力电子技术;开关电源
现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具 体应用。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经 济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1. 电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1.1 整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.2 逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3 变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2. 现代电力电子的应用领域
2.1 计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日"能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。
2.2 通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2.3 直流-直流(DC/DC)变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2.4 不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
2.5 变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
2.6 高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
2.7 大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
2.8 电力有源滤波器
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓"电力公害",例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流; (2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2.9 分布式开关电源供电系统
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展,各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加,应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
3. 高频开关电源的发展趋势
在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术,通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
3.1 高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的 5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统"整流行业"的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合 闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造, 成为"开关变换类电源",其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
3.2 模块化
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于"标准"功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了"用户专用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、 机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。这样,不但提高了功率容量, 在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求, 而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。
转贴于 3.3 数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术 拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC) 问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
3.4 绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电, 这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。
总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使许多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的成熟,实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年,随着通信行业的发展,以开关电源技术为核心的通信用开关电源,仅国内有20多亿人民币的市场需求,吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋,因此,同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动,并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献:
[1]林渭勋:浅谈半导体高频电力电子技术,电力电子技术选编,浙江大学,384-390,1992。
[2]季幼章:迎接知识经济时代,发展电源技术应用, 电源技术应用,N0.2,l998。
【论文摘要】远动监控作为电力系统安全运行的支柱之一,其最重要的任务是保障遥测、遥信、遥控等信号准备可靠传输。本文对电力远动监控网络中常见的故障情况进行分析和讨论,在此基础上提出处理方法和建议。
电力远动是电力自动化系统的重要组成部分,对提高电力生产效率起着关键的作用。然而长期以来,电力远动通道和远动设备的维护和管理,一直由电力调度和通信部门,通过人工方式进行。这样不仅需要很多的工作人员进行维护,而且,有时为了确定某地远动设备或信道的故障,工作人员要到现场进行检查测试,使远动通信不得不中断数小时,严重影响了电力调度的正常进行。
1、远动屏电源模块
通信电源系统是整个通信网络中最基础的部分,是保障所有电力设备可靠运行的前提。因此在排除故障隐患时,首先要考虑的是电源系统。采用双交流、双整流配电供电情况下,整个电源系统供电失效的几率非常小。远动通道不会再因某套电源系统的失效而同时中断。
2、通信信道传输
目前运行中的安全控制装置信号一般采用的是光纤复用方式,即经由MUX(64k/2M)复接设备电信号转为光信号再传输。光传输方式分为光纤专用和光纤复用两种。远动信号不论是经由PCM设备或数据网络设备接入,最终仍是通过光纤复用进行传输。因此,绝大多数的实时控制业务终将经由光装置传输,由此可看出,光装置的故障对实时控制业务的影响最大。变电站之间一段只有光纤路由。随着重要电力线路双回路的改造,通信也逐步搭建起了站与站之间双光纤不同路由的传输通道,但是由于原来的一些业务仍然经由原有的路径进行传输。虽然在光设备部分已经分开,但是在光缆部分却没有分开成独立路由。比较常见的情况是,站与站间的光缆传输路由虽然已经独立分开,但是从通信室至控制室的室内光纤往往忽略考虑了独立性。多铺设一根室内光缆连接通信室与主控室。这样当任意一条室内光纤中断时,还有一条备用通道。
对于远动通道故障处理,在通讯出现故障时应根据如下原则进行判断、处理:先主站、后被控站;先自己、后他人;先观察、后测量;先分段做环、再具体检查;先重启、再更换。而对于那些用一般手段和工具难以排查的故障,还可以进一步用标准串口测试程序或厂家提供的其他测试程序分别对各通讯口进行数据检测,通过查阅相应的数据报文可以看出通讯线路上传输的具体数据,从而判断出故障的类型和位置。对一些比较陌生的器件检查时,可以通过与正常工作的设备进行比对测试,从而判断该类器件的好坏。
3、远动装置内部参数配置
3.1波特率要一致。据我国电力部门现行使用较多的远动制式,有300波特、600波特、1200波特三种。波特率不一致,数据肯定不能传输。不光要把主站上位机及分站下位机的通信波特率设置一致,还要把modem里面的相应开关设置一致。
3.2音频频率要一致。电力部规定经过modem后的调频音频频率为:300波特3000±150Hz;600波特2880±200Hz。贯例规定1200波特1700±500(400)Hz。在电力部规定中,600波特的中心频率可据用户要求设为2880±60N(N为正整数)Hz。但频偏必须是±200Hz。远动厂家生产或配置的modem应遵循以上设置并可调。频率不但要对,重要的是准确度要高。可用频率计、选频表等进行核校。还要注意音频信号是否良好的正弦波,可用示波器观察。在现场经常遇到modem输出音频频率不准,有的最大偏差达50Hz。还遇到过信号波形是三角波的实例。测量频率或观察波形时应想法送单一频率。频率不准确不通,频率不准或波形不良将造成严重误码。
3.3正负逻辑要一致。所谓正逻辑,就是发“1”时为高频频率,发“0”时为低频频率;负逻辑则相反,发“1”时为低频频率,发“0”时为高频频率。有时远动电平正常,波形良好,但收到的全是错码,应考虑双方逻辑是否一致。
3.4地址码要一致。双方报文的源地址和目的地址应一致,如一方不按约定设置或双方事先没有约定,将造成不通。
3.5同步字要一致。同步字相当于侦察兵,每帧报文前如果均收到完全正确的同步字,证明通道基本正常。现多用三组EB90或D709作为同步字。如双方同步字不一致,收不到要求的同步字头,就无法接收后续报文。
3.6报文规约要一致。如果双方的同步字对方收到后能解调出来,其它数据一个也解释不出来,就是双方远动报文规约不一样。这就需要远动通信双方的调试人员一致规约,并认真核对,做到上传从采集、传送到显示,下送从操作、传送到执行均准确无误。
4、结束语
随着国民经济的发展,人们对电网的可靠性要求甚高。电网自动化程度也越来越高。因此,对远动通信设备稳定性和专业技术人员业务素质提出更高要求,这既是一种挑战又是一种机遇,应抓住机遇不失时机创造良好的经济效益和社会效益。远动设备维护人员,必须在实际工作中不断地学习理论知识和设备原理,结合现场多动手、多动脑。
参考文献
[1]王健,王倩,杨俊,随新鲜. 电力远动终端通用智能测试终端的设计[J]. 电力学报, 2009, (04) .
【关键词】不间断电源 UPS 工作原理 维护
在电视台有很多用电设备,其中使用频率最高的设备则是:控制桌设备、网络设备、音频调度等,此类设备在运行过程中对供电质量提出了较高需求,确保不停电的情况下,还要保证频率及电压处于稳定状态,且其波形也不能出现任何差错。所以UPS电源成为我们电视台最重视的一项设备,作为使用者,既要对此设备有全面的认知与了解,还要做好维护管理工作。
1 UPS类型分析
1.1 后备式UPS
在外电处于正常运作状态时,外电通过专业设备 滤波及抗浪涌无源滤波器处理后传送至负载,且蓄电池也处于充电状态。当市电因故无法继续运作时,逆变器就会被开启,使蓄电池中的直流电压转变为交流电压(也就是 转换),然后被传送至负载。不同类型电压在转变期间所耗费的时间长短主要取决于逆变器的开启时间及继电器的跳动时间,通常不会高于。尽管UPS电源实现容易、价格低,不过因存有转换时间,外电波会对输出造成一定影响,且供电质量不理想,不适用于用电重要设备。
1.2 在线式UPS
1.2.1 三端口 UPS
此类型的UPS其实现原理与铁磁谐振稳压变压器基本相同。铁心有3个绕组,具体为:输出绕组、双向变换器绕组及外电绕组。其核心构成部分则是双向逆变器,也就是常说的整流逆变器。在外电没有出现任何故障时,该逆变器重要发挥整流功能,确保负载正常、蓄电池能正常充电。而当外电因故障中断时,该设备则发挥逆变功能,确保直流电压能在短时间内转变为 交流电。
1.2.2 串联型在线式 UPS
此型号的UPS在外电正常运作时,输入形式的交流电就会通过 滤波设备将对外电造成干扰的因素进行优化与处理,随后经整流滤波处理,确保电池组和逆变器处于正常充电状态。逆变器则通过交通电将比较稳定的电压及电频提供给负载。在外电出现故障无法正常运作时,逆变器就会对蓄电池的电压类型进行处理,确保负载获取到交流电,不会出现断电现象。
2 UPS基本工作原理
2.1 在线式 UPS 工作原理
在线式UPS由多个元器件构成,最为核心的元器件依次为:静态开关、逆变器、充电电路、蓄电池组、保护电路等。此UPS一般输出正玄波。
在外电处于正常工作状态时,输入电压通过整流器滤波电路为逆变器提供电能,逆变器输出则通过与之相匹配的处理设备实现SPWM波与正玄波之间的有效转换。此外,整流电压通过充电设备来为蓄电池提供电能。基于此运作模式下,外电主要是通过逆变器、整流滤波器、静态开关为负载补充电能,且选用逆变器来对其频率、电压进行实时性监控。
2.2 后备式UPS工作原理
与在线式UPS相比,两者之间的不同点在于:无输入整流滤波器,逆变器无法基于多渠道获取到电能,只能通过蓄电池来满足自身电能需求,外电正常运行时,逆变器就不会被启动。输出不包括滤波器,其电压输出形态以方波为主。在外电运行时,输出变压器的主要功能则是稳定交流电压。
(1)在外电正常运行期间,UPS则保持旁路运行状态,转换开关则被变换为外电输入端,输入外电通过转换开关与输出变压器保持正常连接,并将电能补充给负载。外电出现变动时,基于继电器实现变压器接点的有效转变,确保输出电压更稳定、更可靠。
(2)在外电的电压不稳定且发生中断时,UPS就会保持后备运行态。检测控制电路在发现外电出现问题之后,就会立即运行逆变器并把开关调换到逆变器端,通过蓄电池为负载补充电能,并输出形态为方形的电波。当负载出现变动时,逆变器为稳定电压则对输出方波的宽度进行适当调整。对于后备式UPS来说,外电正常运行时,逆变器就不会被启动。当外电因出现问题无法正常运行时才会运行逆变器。继电器在启动后需动作过程,所以需要花费一定的时间来实现转换,通常为3ms-10ms。
3 UPS电源系统应用注意要点
随着信息技术不断更新与发展,很多信息设备在实践过程中呈现出强大的智能化,UPS电源系统也不例外,电池选用的是不需要维护的蓄电池,尽管提高了其通用性,不过在使用时还需多加注意,基于此才能提高使用的安全性。
(1)UPS电源主机在运行时并未对环境提出过高需求,+5℃~40℃都可正常运行,不过需保证环境的清洁,不能有过多灰尘,在湿度较高的环境下,灰尘会使主机不能正常运作。而储能电池则对环境温度有较高需求,适宜温度为25℃,最好不要高于 +15℃~+30℃。
(2)主机在运行时其内置参数不可更改。尤其是电池组参数,会缩短主机使用周期,不过在环境温度发生变化时,也要适当调整一下浮充电压。一般最适宜的环境温度为25℃,温度每提高或下降1℃,都需添加18mV浮充电压(也就是 12V蓄电池)。
(3)处于断电状态时,不要在负载工作的情况下运行UPS电源,需要将负载彻底关掉,在UPS被成功启动后再运行负载。因负载自身具有供电流和冲击电流,若没有关掉负载就启动UPS,会导致UPS电源突然过载,进而使变换器受损,无法使UPS正常运作。
4 UPS电源系统的维护
(1)UPS电源系统在运行期间,无需对主机进行过多的维护,关键在于防灰尘,经常做除尘处理。尤其是气候条件过于干燥的环境下,空气中含有大量灰尘,系统的风机会将灰尘吹到主机内部,在满足一定的湿度条件后就会使主机控制系统陷入紊乱,进而导致主机无法正常运作,同时还会发出有误预警,灰尘也会导致器件不能正常散热。通常每四个月就要对主机进行全面的清洁。在清除灰尘时,也要检查各大连接元器件是否出现松动或不牢固现象。
(2)对于UPS系统来说,蓄电池确保此系统正常运作的核心部件,如果没有电池,UPS就丧失了某些功能特性。虽然在实际应用过程中基本上都使用了不用维护的电池,减少了工作量,不过工作期间所呈现的各种状态对电池造成的影响并没有发生改变,由此可以看出,定期检查与测试及维护电池仍是一项非常重要的工作。
5 结语
本篇论文不仅详细介绍了UPS电源系统的运作理念,还针对其常见问题、如何维护以及如何保养蓄电池作了明确阐述。使我们了解与掌握了更多的维护方法,为后期更好的维护及保养UPS电源提供了依据,不仅为我台播音设备安全供电提供了保障,也为我台播音工作的顺利开展提供了安全保障。
参考文献
[1]牛莺雪.不间断电源(UPS)及其维护[J]. 科技创新与应用,2013(31).
【关键词】中高职衔接 二三分段 一体化人才培养方案
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2015)12C-0111-03
职业教育是终身教育的重要组成部分,使中等职业教育与高等职业教育相互衔接沟通,是当前世界职业教育发展的一个趋势。根据《广西壮族自治区人民政府关于贯彻<国务院关于加快发展现代职业教育的决定>的实施意见》(桂政发[2014]43号)和《广西壮族自治区人民政府办公厅关于印发县级中等职业学校综合改革计划的通知》(桂政发[2014]64号)文件精神,为了创新办学体制机制,搭建中高职教育相互衔接的“立交桥”,提升县级职业技术学校的人才培养质量,为我区经济建设和社会发展培养更多动手能力强、技艺精湛操作娴熟的高素质技术技能型专门人才,广西职业技术学院与蒙山县职业技术学校在2015年2月份签订协议,开展电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接合作办学模式。协议规定双方共同制定和实施一体化的人才培养方案,双方共同开展校企合作、课程改革、师资培训、实训基地建设以及招生就业等方面的工作。下面以广西职业技术学院电子信息工程技术专业为例,介绍中高职衔接“二三分段”一体化人才培养的思路和方法。
一、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案目标的衔接
中职教育和高职教育在培养目标上是有差异的。中职教育目标是培养在生产、服务、技术和管理第一线工作需要的初、中级人才;而高职教育培养的是生产、经营、管理等方面的高级实用型、应用型人才。目前的中职教育仍然是以基础教育为主,而高职教育是在高中教育基础上进行的专业教育,注重培养学生把科学技术转换为产品的能力。经过市场调研,并且根据广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校情况,我们确定了电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案的目标为:中职阶段(前两年)的培养目标是培养掌握电子电路基本原理,具有电子产品的装配、调试、维修和销售等技能,能熟练使用电路基本测试仪器的技能型人才;高职阶段(后三年)的培养目标是培养掌握信息网络的网络结构和电路的基本知识,具有电路设计和调试能力,具有通信网施工、监理及通信网维护、优化网络的高素质技术技能型专门人才。培养目标既要保证没有意愿升到高职继续教育的学生具备就业的能力,也要保证有意愿升入到高职继续进修的学生掌握必须的文化基础知识、专业基础知识和比较熟练的职业技能,具备继续学习的能力、创新精神和实践能力。
二、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案课程体系的衔接
要实施中高职教育的相互衔接,如果没有一体化的课程体系,必将会严重影响中高职教育的有效衔接,难以保证各层次的职业教育质量。因此,由广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校组成的团队进行市场调研,走访行业专家,根据企业相关典型工作岗位的调研材料,进行典型工作任务的分析,转换为相对应的学习领域,多次召开研讨会,制定中高职层次相应的职业能力标准,设置课程,选择课程内容和制定课程标准,进而制定出了一套能指导电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养的课程体系。
图1 “二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案课程体系设置
在课程体系设置上,团队老师充分把握中、高职教育不同层次对人才培养方案的不同阶段的要求,注意理论深度的前后递进和有效衔接,扩展专业知识内容的同时又要保证避免交叉重叠。把中职电信类专业的课程和高职电信类专业的课程内容进行充分整合,从而形成了中、高职衔接电子信息工程技术专业的课程设置体系。我们把体系中的课程分为:专业基础及素质拓展、专业核心能力培养、专业拓展能力培养以及综合能力培养四个模块,如图1所示。把一体化人才培养方案中开设的课程分为中职开设课程、中职高职衔接课程和高职开设课程3类,如表1所示。
表1 “二三分段”一体化人才培养方案课程结构表
基本素质课 德育课 防艾、爱国、环境教育(2)、学生心理健康教育(2)、礼仪规范课程(1)、法律常识(2)、演讲与口才(1)、职业健康与道德(2)、职业生涯规划(2)、就业与创业指导(2)、军事训练及入学教育(2)、思想和中国特色社会主义理论体系概论(3)、思想道德修养与法律基础(2)、安全教育(2)
文化课 语文(1)、数学(2)、英语(2)、计算机应用基础(2)
专业学习领域课程 专业必修课程 实用电子技术工艺(1)、电子线路(1)、电子技能实训(2)、电工作业(2)、电类专业应用数学(3)、电子电路测量技术(3)、电路分析基础(2)、专业综合辅导课(3)、数字电子技术(3)、模拟电子技术(3)、电子技术计算机辅助设计技术(2)、电子电路综合技能(3)、C语言程序设计(3)、单片机原理与接口技术(3)、无线传感器网络技术(3)、物联网应用技术(3)
综合实训项目 专业综合设计(2)、暑期专业顶岗实践(2)、毕业顶岗实习(2)、职业资格培训及考试(2)
顶岗实习 顶岗实习(含毕业教育)(3)
毕业设计(论文) 毕业设计(论文)(3)
专业拓展领域课程 电子领域方向 办公设备(1)、动画设计(1)、家用电器(1)、电工技能实训(2)高频电子技术(3)、VB程序设计(3)、单片机综合项目开发与实训(3)
通信领域方向 计算机组网与维护(2)、办公巩固与网络(1)、高频电子技术(3)、通信电源技术(3)、数字通信技术(3)、计算机网络技术(3)、光通信技术(3)、三网融合技术(3)、通信基站维护与管理(3)、通信工程制图(3)、通信工程设计与概预算(3)、网络规划与优化(3)、LTE组网与维护(3)
其他类教育活动 技能比赛 国家级(2)、省部级(2)、院级技能比赛(2)等
备注:括号内阿拉伯数字1为中职开设课程,2为中职高职衔接课程,3为高职开设课程
三、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养职业资格证的衔接
电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养实行双(多)证书教育,将实践性教学安排与职业资格证书考核有机结合,鼓励学生在取得中、高职毕业证书的同时,取得与专业相关的职业资格证书,鼓励学生经培训并通过社会化考核取得与提升职业能力相关的其他技术等级证书。
一体化人才培养方案规定毕业生必须在中职毕业或者高职毕业时取得计算机操作员、电工操作证、通信设备维护中级证、单片机设计员中级证、AutoCAD操作中级证、通信工程监理工程师、华为工程师认证的一种。中职阶段考取相关中级职业资格证书(如计算机操作员、电工上岗证),在高职阶段考取高级以上职业资格证书(如计算机辅助设计中级证、通信工程监理师等),并鼓励多考取不同的职业资格证书。电子信息工程技术专业“二三分段”一体化人才培养学生可以考取的职业资格证如表2所示。
表2 电子信息工程技术专业“二三分段”培养
可选考的职业资格证书一览表
序号 职业资格(职业技能)证书名称 颁证单位
1 计算机操作员 人力资源与社会保障部
2 电工操作证 南宁市安监局
3 通信设备维护初、中级证 南宁市职业技能鉴定中心
4 程序设计员初、中级证 南宁市职业技能鉴定中心
5 AutoCAD制图员(1-4级) 南宁市职业技能鉴定中心
6 通信工程监理工程师 工信部
7 华为工程师认证 华为技术有限公司
四、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养学生管理的衔接
“二三分段”中高职衔接一体化人才培养方案需要从中职教育阶段就开始实施。大部分刚刚进入中职学校的学生在初中以前的基础教育中学习能力都比较薄弱,没有养成良好的学习习惯,而且往往都比较难以管理。为了在学生管理方面做到无缝对接,我们成立“二三分段”中高职衔接一体化人才培养的学生管理团队(以下简称团队老师)。团队老师由广西职业技术学院电子信息工程技术专业的老师和蒙山县职业技术学校电子专业的老师组成,主要成员由专任教师、班主任以及学生辅导员组成。团队老师主要任务除了共同制定一体化人才培养方案之外,仍需承担共同管理学生的任务。具体管理措施为:
(一)团队老师共同做好中职新生入学教育。中职新生入学教育由团队老师共同完成,充分让学生理解“二三分段”中高职衔接的一体化人才培养的目的和意义,认识个人要进行中高职衔接培养的必须性。从今年的实施情况开看,中职学生的入学教育我们做得比较好,大部分学生表示会在两年之后选择升入高职继续进修。
(二)团队老师组织学生参观高职院校校区。在2015级中职新生入学之际,团队老师已经组织学生到广西职业技术学院进行了参观,主要是校园环境、教学环境和校内实训环境的参观。大部分学生对广西职业技术学院的教学环境和生活环境表示认可。
(三)团队老师每年组织学生进行技能比赛。团队老师计划每年在中职举行技能比赛。比赛期间,评委由团队老师以及企业代表组成。在高职技能比赛期间,团队老师组织中职的学生进行观摩,以树立对自己专业的兴趣。
(四)团队老师每年召开一次表彰大会。在一年一度的学生表彰大会上,组织广西职业技术学院电子信息工程专业优秀学生和优秀毕业生到中职学校进行成功典型案例教育,与中职学生分享学习经验及工作经验,帮助中职学生制定职业规划,明确学习目标。
五、“二三分段”中高职衔接一体化人才培养实训基地建设的衔接
(一)校内实训基地建设。由于中高职的人才培养目标不同,所以中高职的实训基地建设应该根据中高职培养目标和作用出发,建设不同层次的实训室。我们主张蒙山县职业技术学校建设的实训基地应该是具有实用性、基础性、操作性和技能性的,广西职业技术学院建设的实训基地建设要体现高技能性、应用性以及管理性。校内实训基地分为中职校内实训基地、中高职共用校内实训基地以及高职校内实训基地。其中中高职共用基地设在广西职业技术学院,主要承担中职阶段和高职阶段综合类实训项目,中职教学阶段需要进行的综合实训项目以实训专周的形式在广西职业技术学院开设。具体校内实训室如表3所示。
表3 “ 二三分段”中高职衔接一体化人才培养
校内实训基地一览表
层次 实训室名称 实训室作用及主要承担课程实训
中职 电路基础实训室 开设电子元器件的识读、选用及检测,电子产品装配工艺知识、焊接技术,安装与连接工艺,整机安装技术和装配实例。主要承担电子技能实训、实用电子工艺、电子线路等课程教学。
电脑设计实训室 开设计算机系统结构认识、常用办公软件的实训,主要承担课程办公设备、动画设计等课程教学。
网络综合布线实训室 开设计算机网络网络安装、布线与测试等基础技能型的实训项目,主要承担计算机组网与维护等课程教学。
电子设备维修实训室 开设常用电子设备的维修与维护工作,主要承担家用电器课程教学。
高职 电路设计实训室 主要承担电路设计以及制作电路板的实训,只要承担电子技术计算机辅助设计技术、单片机综合项目开发与实训等课程教学。
电气控制实训室 承担常用电工仪表的使用,触电急救模拟等实训项目,主要承担电工作业等课程教学以及电工操作证、电工上岗证等职业证的考试培训。
计算机网络实训室 开设计算机组网、网络开通和网络安全维护的实训项目,主要承担计算机网络技术、数据通信技术等课程教学。
移动通信实训室 主要开设3G系统结构组成、3G无线侧的BSC和基站的建设与日常维护项目,主要承担通信基站维护与管理、无线网络规划与优化、通信电源技术、数字通信技术等课程教学。
网络优化仿真实训室 开设无线网络优化软件的安装与使用;无线网络数据采集与测试、通信工程设计与概预算等实训项目,主要承担无线网络规划与优化、通信工程设计与概预算等课程教学。
物联网应用技术实训室 开设智能家居、智能交通和智慧城市等实训项目,主要承担无线传感器网络技术、物联网应用技术等课程教学。
中高职共用 专业综合实训室 主要承担中职、高职中专业综合实训项目。主要承担专业综合设计、电子技能等课程教学。
电子电路综合技能实训 主要承担综合电路的实训项目,如基于TTL电路数字钟的设计与制作 ;数字音量控制电路设计与制作等项目,主要承担电子技能实训、单片机原理与接口技术、单片机综合项目开发与实训等课程教学。
(二)校外实训基地建设。校外实训基地主要承担暑假顶岗实习及毕业顶岗实习。目前广西职业技术学院已经有15家以上校外实训基地。可以按照人才培养方案在第二学年和第四学年以及第五学年进行集中的暑假顶岗实习以及毕业顶岗实习。
广西职业技术学院和蒙山县职业技术学校的电子信息工程技术专业“二三分段”中高职衔接一体化人才培养已经得到了合作双方院校的通过。2015年8月已经开始招收第一批学生共102人,3个教学班,按一体化人才培养方案正在实施培养。合作双方将会在实施过程中不断完善和修订人才培养方案。
【参考文献】
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[3]广东省教育厅,广东省教育研究院.广东中高职衔接专业教学标准研制:调查与分析[M].广州:广东高等教育出版社,2014
【项目基金】2014年广西高等教育教学改革工程立项项目,2015年度广西职业教育教学改革立项项目