時間：2023-03-23 15:20:53
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粉塵比電阻大于1011Ω·cm（高比電阻）時，采用傳統工頻、高頻電源的電除塵器收塵，由于高電阻粉塵在電場中的高粘附力，使振打無法有效地將粉塵從收塵極板上除下，最終引成反電暈現象，降低了除塵器的除塵效率。脈沖電源獨特的基礎電壓疊加脈沖電壓的雙電模式，相比于傳統的工頻、高頻電源，能使粉塵的驅進速度明顯提高，如圖1所示，這使得同收塵面積的靜電除塵器在使用不同電源控制系統時產生完全不同的除塵效果。增強系數H=Wp/Wdc，其中Wp為應用脈沖電源后的粉塵驅進速度，Wdc為應用常規電源后的粉塵驅進速度。從上圖中看出，粉塵比電阻越高，應用脈沖電源后的效果越好，當粉塵比電阻為1013Ω·cm時，增強系數達到2.2倍，即脈沖電源對粉塵驅進速度的提高效果是常規電源的2.2倍，這就使得脈沖電源在高比電阻粉塵的除塵效率上完全優于常規電源。同時，脈沖電源的脈沖電流大，電壓脈寬窄（≤120us），電除塵器電壓上升率高，達2KV/us，荷電和電暈效果好，火花電壓高，比常規電源提高幾十KV，而基礎電源電壓總低于火花電壓，能有效抑制反電暈和二次揚塵，有利于收塵。依據多年電除塵研究經驗和相關工業應用，電除塵器電場越往后，粉塵比電阻越高。在除塵器后兩級電場粉塵的平均比電阻一般都能達到1.0×1011～1.0×1013(Ω·cm)數量級。利用多伊奇公式η=1-e-w·A/Q及其他相關知識，可以計算出脈沖電源對不同比電阻粉塵的理論除塵效率，如表1所示。從表中可見，比電阻越高，脈沖電源的除塵效率越好，比電阻為1.0×1012～1.0×1013(Ω·cm)時，理論效率可達99.9934%。
2.脈沖電源的組成及結構
脈沖電源是適用于電除塵器的電源，目前在世界各地的電廠、鋼鐵廠及水泥廠的環保除塵機械設備中得到了廣泛應用，除塵效果顯著。它主要由控制柜和高壓輸出變壓器兩部分組成，分別放置于控制室和電除塵器頂部。脈沖電源系統一般由基礎電壓產生部分、脈沖電壓產生部分、控制部分及通訊部分組成。其原理圖如圖2所示。1）基礎電壓Vdc產生部分三相交流電源輸入至三相升壓變壓器，經三相整流橋和濾波電路后，產生一個高壓直流電壓，再經扼流電感L2和耦合電感L4送至電除塵器中，供應電除塵器ESP所需的基礎電壓。2）脈沖電壓產生部分三相交流AC380V輸入至三相升壓變壓器，經整流橋、濾波電路后，得到一個高壓直流電壓，經扼流電感L1給儲能電容Cs充電。當高壓IGBT（SW1）導通時，儲能電容Cs、扼流電感L3、耦合電感L4、電除塵器ESP等效電容形成諧振回路，儲能電容Cs內的電量在該回路內諧振，在電除塵器ESP兩端形成一個脈沖電壓。該脈沖電壓與基礎電壓疊加，產生最終所需的加至電除塵器ESP上的電壓波形，如圖3所示。諧振后半部分，電量回充給儲能電容Cs，節約電能。當高壓IGBT關斷時，諧振回路斷開，電源繼續給儲能電容充電至原電壓，等待下次脈沖的產生，如此循環。3）控制部分通過一個核心控制器（嵌入式系統），控制基礎電壓、脈沖電壓的產生，并接收脈沖電源的反饋信號、監控關鍵位置的運行狀況，調整脈沖電源的運行狀態，使脈沖電源適應各種復雜工況的要求，產生最大的收塵效率及節能目標。同時采用快速、智能的火花響應、處理機制，保證火花狀態下設備的安全、穩定運行。4）通訊部分通過以太網控制器，在通訊協議，比如Modbus的基礎上搭建整個通訊系統，在上位機界面上監控各個脈沖電源的運行情況，并統一控制、調配，便于運行和管理，提高工作效率。
3.脈沖電源除塵的特點和優勢
對于常規除塵器控制電源，脈沖電源具有如下主要優勢：1）脈沖電源具有常規電源各種特性；2）在基準電壓的基礎上疊加脈沖電壓，有效抑制高比電阻粉塵的反電暈現象，同時使電場獲得盡可能大的電暈場強，使高比電阻粉塵充分實現電離、吸附、放電等過程；3）在獲得較高場強的狀態下，使得電耗最大可能的節省。對于電除塵器本體一類的改造，脈沖電源具有如下主要優勢：（1）改造簡便，可在不停爐、短期停電的狀態下完成改造；（2）改造周期短，見效快；（3）故障時影響小，無需停爐整改；（4）改造成本低；（5）對于原本體小的除塵器有適當提效功能。綜合考慮，脈沖電源較其他除塵器技術具有全面的、可靠的優勢，采用脈沖電源對電除塵器進行改造是目前適應國家新環保標準的最佳改選方案。
4.脈沖電源工程應用及發展前景
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動交流異步電動機實現無級調速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統
分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。
3.高頻開關電源的發展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的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“整流行業”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”,其主要材料可以節約90%或更高,還可節電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高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。
3.2模塊化
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的續流二極管,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(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開發了“用戶專用”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的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。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連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。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來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。
3.3數字化
在傳統功率電子技術中,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,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點: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,數字化技術就離不開了。
3.4綠色化
電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電,這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。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的方法。這些為2l世紀批量生產各種綠色開關電源產品奠定了基礎。
現代電力電子技術是開關電源技術發展的基礎。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,現代電源技術將在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,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,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。
總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用產品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,將標志著這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,隨著通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產值需求的電力操作電源系統的國內市場正在啟動,并將很快發展起來。還有其它許多以開關電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待著人們去開發。
參考文獻
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張國君,男,1962年生,博士后,副總工程師,1997年5月于天津大學測控博士后流動站出站,現從事通信電源和電力直流操作電源系統的研究開發工作,并在清華大學電力電子研究中心進行第二站博士后研究工作。
---當今的大多數電子產品（從手持式消費電子設備到龐大的電信系統）都需要使用多個電源電壓。電源電壓數目的增加帶來了一項設計難題，即需要對電源的相對上電和斷電特性進行控制，以消除數字系統遭受損壞或發生閉鎖的可能性。
---微處理器、FPGA和ASIC在上電和斷電期間通常要求內核與I/O電壓之間具有某種特定的關系，而這種關系在實際操作中是很難控制的，尤其是當電源的數目較多的時候。當不同類型的電源（模塊、開關穩壓器和負載點轉換器）混合使用時，該問題會進一步復雜化。最簡單的解決方案就是將電源按序排列，但是，在某些場合，這種做法是不足夠的。一種更受青睞而且往往是強制性的解決方案是使各個電源在上電和斷電期間彼此跟蹤。
電源排序
---簡單地按某種預先確定的順序來接通或關斷電源的做法一般被稱為“排序”。排序通常能夠通過采用電源監控器或簡單的數字邏輯電路來控制電源的接通/關斷（或RUN/SS）引腳而得以實現。圖1a和1b示出了采用一個LTC2902四通道電源監控器來對4個電源進行排序的情形。
---不幸的是，單靠排序有時是不夠的。許多數字IC都在其I/O和內核電源之間規定了一個最大電壓差，一旦它被超過則IC將會受損。在這些場合，對應的解決方案是使電源電壓彼此跟蹤。
電源跟蹤
---排序只是簡單地規定了電源斜坡上升或斜坡下降的順序，并且假定每個電源都在下一個電源開始變化之前轉換。電源跟蹤可確保電源之間的關系在整個上電和斷電過程中都是可以預測。
---圖2示出了三種不同的電源跟蹤形式。最常見是重合跟蹤（見圖2a），此時，各電壓在達到其調節值之前是相等的。當采用偏移跟蹤時（見圖2b），各電壓以相同的速率斜坡上升，但被預先設定的電壓偏移或延時所分離。最后，當采用比例制跟蹤時（見圖2c），各電壓同時開始斜坡上升，但速率不同。
---實際上，隨著設計精細等級的不斷提升，能夠使各電源相互跟蹤。三種最常見的方法是（1）在電源之間采用鉗位二極管；（2）布設與輸出端串聯的MOSFET；（3）利用反饋網絡來控制輸出。
---如欲將各電源之間的電壓差保持在一個或兩個二極管壓降之內，則可在電源軌之間采用鉗位二極管或晶體管，這種解決方案雖然粗暴，但卻簡單（見圖3）。在低電流條件下，該技術會是有效的，然而在高電流水平時，采用這種方法的后果則可能是災難性。同步開關電源能夠供應和吸收大量的電流。如果電壓較高的電源斜坡上升速率高于電壓較低的電源，則二極管或FET將接通，以便對電壓較低的電源進行上拉操作。電壓較低的電源將因此而吸收較多的電流，從而會有巨大的電流流過。這有可能導致電源超過容許的電壓差，甚至引發器件故障。完全依靠二極管或FET鉗位來實現跟蹤功能并非最佳的解決方案。
---另一種跟蹤解決方案是在電源的輸出端與負載之間布設串聯MOSFET。在圖4中，一個LTC2921跟蹤三個電源。當首次施加電源時，MOSFET被關斷且電源被允許以其自然速率斜坡上升。當電壓穩定下來之后，MOSFET被同時接通，使得負載上的電壓相互跟蹤。這種技術需要用于驅動MOSFET和監視電源電壓的電路，而且，當電流水平上升時，MOSFET中的壓降和功耗便成為了一個問題。此外，這種拓撲結構還因為每個電源上的負載電容和負載電流可能有所不同的緣故，而使得電壓的同步斜坡下降比較難以實現。
---第三種方法是利用反饋網絡來調節輸出電壓，以此來使電源相互跟蹤。最簡單的實現方法是將電流注入電源的反饋節點。在圖5中，一個LTC2923跟蹤兩個電源。生成了一個主斜坡，而且電路被連接至其他從屬電源的誤差放大器反饋節點，從而使其輸出跟隨該主斜坡。該電路還使得電壓能夠一同斜坡下降。該技術是最精巧的，因為它不需要采用串聯MOSFET或鉗位二極管。然而，并不是所有的電源都具有可以使用的反饋節點，而且，雖然許多電源模塊都具有一個修整引腳，但是一般來說輸出電壓只能在一個很小的范圍內調節。因此，大多數實際解決方案均要求采用了上述幾類技術的某種組合。
設計實例
---圖6中的電路在利用3.3V電源生成2.5V和1.8V電源的情況下實現了電源跟蹤。在本例中采用了LTC2923，3.3V電源受控于一個N溝道MOSFET，而2.5V和1.8VDC/DC轉換器則是通過其反饋節點得以控制的。
---當3.3V輸入電源接通時，晶體管Q1和兩個DC/DC轉換器被保持在關斷狀態。當3.3V輸入上升（利用電阻器RONA和RONB在ON引腳上進行檢測）之后，Q1的柵極由一個內部充電泵緩慢地接通。由于Q1被配置為一個N溝道源極跟隨器，因此，RAMP引腳電平開始上升，并提供用于系統的主電壓斜坡。
---當針對重合跟蹤來對TRACK1和TRACK2引腳上的電阻器進行配置時，電流被強迫流入或流出DC/DC轉換器反饋節點，這樣其輸出將跟蹤RAMP引腳電平的變化。圖2a中的示波器掃跡便是采用該電路生成的。
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--一旦達到最終電壓，LTC2923的FB1和FB2引腳將呈高阻抗狀態。如果ON引腳被一個漏極開路邏輯器件拉至低電平，則輸出將尾隨降至低電平。通過改變與TRACK1和TRACK2引腳相連的電阻器阻值，可使同一個電路進行比例制跟蹤或偏移跟蹤模式的斜坡上升。圖2b和2c中給出的示波器掃跡便是以這種方式生成的。另一種電阻器選擇能夠采用3.3V電源作為基準電壓斜坡來對1.8V和2.5V電源進行排序（見圖7）。對于需要三個以上電源的系統，可通過RAMP引腳對多個LTC2923控制器進行菊鏈式連接，以便控制數目不限的電源。
---當不能使用DC/DC轉換器模塊的反饋節點時，可采用串聯MOSFET來對電源進行跟蹤。圖8a中的電路采用LTC2922來跟蹤三個電源。圖8b示出了該電路的輸出。當首次施加電源時，串聯MOSFET被關斷，且5V、3.3V和2.5V電源被允許上電。當電壓穩定后，MOSFET被接通，輸出電壓一起上電。當輸出電壓達到其終值時，內部開關從輸出端回接至模塊上的正檢測引腳。這將迫使模塊對MOSFET的負載側進行調節，以補償FET兩端的壓降。采用一個檢測電阻器來提供電路斷路器功能，以保護主電源免遭短路故障的損壞，而一個電源良好（PowerGood）引腳用于指示跟蹤已完成。
1．1基本拓撲
基本的拓撲包括BUCK、BOOST、BUCK－BOOST、CUK、正激變換器、反激、半橋、全橋、推挽變換器。在課堂教學中應該使學生熟練掌握其工作原理、應用場所、電流連續和電流斷續的工作波形、拓撲中的關鍵參數的計算，為學生設計基本的開關電源電路打下堅實的基礎，這是第一層次，要求學生必須熟練掌握。尤其要著重講解基本拓撲BUCK變換器，因為很多拓撲結構甚至是基本拓撲都可以由BUCK變換器變換得來。如果能在課堂上重點講解BUCK變換器，使學生完全掌握BUCK變換器的原理和波形，對學生后期的開關電源學習將會大有助益。第二層次是以基本拓撲為核心部分的主功率電路各部分參數計算，相當于電源工程師的項目計算書部分，這也是電源工程師必須掌握的基本技能。由于課上時間有限，教師在課上會把拓撲中關鍵器件主要參數的計算方法給出，不可能把所有的參數計算一遍，所以導致有些學生就停滯在這個層次上，沒有在課下把所有的參數，尤其是關系到器件選型的參數進行設計，為了解決這個問題，在課程中后期安排學生團隊制作實物開關電源，在這個過程中就必須要對每個計算參數都要反復核算，這個教學環節取得了較好的效果。第三層次是主功率電路器件選型和調試，基本上只有參加過實物制作、電子設計大賽、實習項目的學生有機會達到這一步，通過實際存在的問題，就問題去解決，才會在實踐當中結合他們上課學習的電源理論切實地體會調試電路的樂趣。
1．2PWM和PFC控制芯片
這部分會通過調研報告的形式讓學生先去搜集相關PWM和PFC控制芯片的最新信息，先讓學生去感知、去了解現在出來最新的控制芯片已經可以做到哪些功能了，此外重要的是積累總結每一個拓撲可以有哪些控制芯片來控制。讓他們自己去發現問題，感知問題，帶著問題和好奇，在課堂上授課教師會深入講解PWM控制芯片的基本控制原理，通過工程項目詳細講解如何快速掌握一個新的控制芯片每個引腳的功能，電路的設計方法、元器件參數計算方法，使學生掌握如何用控制芯片來控制變換器實現電能的變換，學會設計控制芯片與變換器的連接電路，即檢測電路和功率管的驅動電路。在課堂上教會學生使用PWM控制芯片數據說明書設計控制電路達到層次一，在課程學時中專門安排學生學習控制芯片電路的設計方法和參數計算方法達到層次二，不僅讓學生掌握一種控制芯片的電路設計方法，更重要的是舉一反三，在以后的設計和工作崗位上面對新的平臺和控制芯片依然可以設計出符合要求的電路。
1．3變壓器和電感設計
授課教師在課堂教學中依據教學改革培養電源工程師為目標不僅要介紹變壓器和電感的各個參數的計算方法，還會結合實際項目講授變壓器同名端和異名端在實際電源制作時的注意事項，變壓器的制作方法，掌握電壓器參數的測試方法和測試工具，掌握用示波器和信號發生器測試變壓器的匝比和同名端的方法。變壓器和電感的設計直接關系到隔離型變換器的性能，很多學生對變壓器和電感磁路設計部分學習起來會有些困難，所以這部分將作為課程的難點來重點講解。
1．4保護電路設計
課堂教學中一部分學時將用來著重講解各種保護電路，包括輸入輸出過壓保護、過溫保護、過流保護、輸入欠壓保護等。將采用調研報告、啟發式和討論式等教學方法引導學生去積累這些保護電路，學會在不同平臺、不同應用場合使用不同的保護電路。
1．5閉環電路調試
結合自動控制原理課程的相關知識，著重講解開關電源閉環電路的設計和分析，尤其是PID調節器的調試方法，結合實際項目演示電源工程師閉環電路調試過程，激發學生學習開關電源的學習興趣，通過實物和仿真軟件讓學生體驗調試的樂趣，這部分是開關電源課程重點講解的內容，要聯系實際項目，是課程的核心內容。以上5個部分是課程的主要教學內容塊，完全按照培養電源工程師的目標下制定的教學計劃，可以做到較好地給學生從課堂到就業的過渡，而不再是到了工作崗位上感覺課堂學習的東西和實際工作聯系不緊密，什么知識什么技能都要工作之后學習。在課堂上，保證學生完全掌握第一個層次，通過課后作業、課堂實際項目案例、電源制作等形式的教學方法使大部分學生掌握層次二，在平時的教學中注意動手能力強或者電路設計能力強的學生，通過帶學生電子設計大賽、創新大賽，或者學生在項目中輔助教師擔任研發助理的工作等，使一部分學生研發能力可以快速提高，培養成具有基本技能的初級電源工程師。
2課程考核方式改革
考慮到開關電源課程的實踐性強的特點，著重考核學生掌握所學的基本電路拓撲理論和技能，能綜合運用所學知識和技能去分析電路、調試和測試電路、分析電路故障及排除電路故障的能力。
2．1制作電源實物
基于課堂系統的理論學習，獨立制作75W單管正激變換器實物的能力考核，該正激變換器采用何種磁復位技術不限，根據班級人數，3～4名同學為一個小組，明確不同分工，共同制作出一款正激變換器。同時培養學生的團隊合作意識，考核的內容也要增加當該團隊遇到分歧和困難的時候，是如何解決的。
2．2課堂表現
主要是包括回答問題的情況，對問題分析的程度，出勤率，在平時小組討論時的表現和活躍程度。
2．3科研報告、口頭匯報
通過讓學生搜索近3年國內外開關電源、尤其是通信電源技術和產品的最新發展概況，增強學生的自我學習能力，在以后的學習和工作中掌握更新自己開關電源知識體系的能力，這是我們教學的重點，不只是教會學生電源的基本知識，還要教學學生學習探索開關電源領域的學習方法。選取部分優秀學生的科研報告由學生濃縮成5分鐘的口頭匯報結合PPT、實物動畫等多媒體展示方法在上課前5分鐘做口頭匯報分享給學生們。不僅較好地激發學生學習開關電源的興趣也能夠充分鍛煉學生的公開演講能力。
2．4作業
作業著重在學生是否是自己獨立完成的電路設計，而不是應付了事。哪怕學生的設計內容很少，但是只要是他們自己經過思考得來的就要比其參考其他人的作業效果要好很多。
3開關電源技術教學改革反思
1．1外觀及結構
移動電源結構一般由電壓轉換電路、可充電電芯或電芯組、外殼組成。其中電壓轉換電路分為充電電路、升壓電路、管理控制IC以及保護電路。充電電路用以保證輸入端能以恒流和恒壓的方式為電芯充電。升壓電路的作用是將電芯電壓提升到輸出端額定電壓。管理控制IC起到電量監控和開關控制的作用。保護電路用以提供過充電、過放電等保護作用。電芯根據電解質材料不同大致分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池兩大類。外殼的主要作用包括機械防護、散熱和阻燃等。各組件應當以適當的方式連線、支撐并固定。使用人員可接觸區應當有適當保護，以保證不會產生機械危險。
1．2電性能輸出
電壓為移動電源最基本的參數，電壓過高、過低都會對被充電設備造成一定程度上的損害。測量時移動電源應在達到充電飽和狀態30min后，空載情況下使用功率計測量其輸出電壓。測量的輸出電壓值與額定電壓容差為±5%［2］。常溫放電性能是移動電源最為重要的參數，此參數標志著移動電源的實際輸出容量。移動電源應在23±2℃環境溫度下，以額定輸入電壓和電流進行充電，直至飽和狀態。靜置30min后，以額定輸出電流進行放電，直至移動電源放電輸出終止，記錄放電時間［3］。輸出容量等于放電電流乘以放電時間。測量的移動電源輸出容量應不低于其額定容量。轉換效率測量時使用直流電源模擬電芯接入電路板輸入端，直流電源輸出電壓調至電芯組標稱電壓。電路板輸出端連接電子負載，調節電子負載使得電路板輸出為額定輸出。儀表連接示意圖見下圖1。電流表和電壓表測量得到輸出端Iout和Uout、輸63入端Iin和Uin可以通過公式η=Uout·IoutUin·Iin(1)計算得到轉換效率，轉換效率應不小于85%。
1．3安全性
移動電源的安全性包括:過充電保護、過放電保護、短路保護、發熱和防火等［4］。1)過充電保護。測量移動電源過充電保護時，移動電源在充電飽和狀態下，使用直流源輸入，持續加載充電12h，設置直流源輸出電壓為移動電源額定輸入電壓的1．2倍，輸出電流為移動電源額定輸入電流。整個過程中移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。2)過放電保護。移動電源放電至輸出終止狀態下，測量其過放電保護性能。在輸出端接30Ω負載，持續加載放電24h。整個過程中移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。3)短路保護。短路保護為防止使用中正負極短路時提供的保護。測量時使移動電源在充電飽和狀態下，將輸出端正負兩極，使用0．1Ω電阻短路24h。整個過程中移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。4)發熱。移動電源在工作狀態時，不應對使用人員造成熱危險。測量其發熱溫度應在正常負載條件下工作直至溫度穩定，使用數據采集器和熱電偶測量移動電源外殼溫度值。接觸溫度限值是塑料外殼為95℃，金屬外殼為70℃，玻璃、瓷料和釉料為80℃。測量溫度應低于各使用材料的發熱限值［5］。5)防火。移動電源外殼應當使用V-1級材料進行阻燃防火保護。試驗樣品選用移動電源外殼，試驗火焰頂端與樣品相接觸，施加燃燒30s，然后移開火焰停燒60s，然后不管樣品是否還在燃燒，再在同一部位重復燒30s。合格判據為在試驗期間，當試驗火焰第二次施加后，樣品延續燃燒不得超過1min，而且樣品不得完全燒盡。
1．4環境適應性
移動電源環境適應性包括:高溫放電、低溫放電、溫度循環、恒定濕熱、振動、自由跌落、重物沖擊和機械沖擊［6］。高溫放電測量中，移動電源在充電飽和后，放入55±2℃的溫度試驗箱中恒溫放置2h，最后以額定輸出電流進行放電，直至移動電源放電輸出終止，記錄放電時間，計算輸出容量，其容量應不低于額定容量。低溫放電測量中，移動電源在充電飽和后，放入－10±2℃的溫度試驗箱中恒溫放置2h，最后以額定輸出電流進行放電，直至移動電源放電輸出終止，記錄放電時間，計算輸出容量，其容量應不低于額定容量。溫度循環測量中，移動電源在充電飽和后，放入溫度為75±2℃的溫度試驗箱中，保持6h后，將溫度試驗箱溫度設置為－40±2℃，并保持6h，溫度轉換時間不大于30min，上述過程循環10次，如圖2所示。溫度循環試驗結束后，取出在環境溫度23±2℃的條件下擱置2h，以額定輸出電流進行放電，直至移動電源放電輸出終止，記錄放電時間，計算輸出容量，其容量應不低于額定容量。圖2溫度循環示意圖恒定濕熱測量中，移動電源在充電飽和后，放入溫度為40±2℃，相對濕度為90%—95%的溫度試驗箱中擱置48h后，再取出在環境溫度23±2℃的條件下擱置2h，以額定輸出電流進行放電，直至移動電源放電輸出終止，記錄放電時間，計算輸出容量，其容量應不低于額定容量。振動測量中，移動電源在充電飽和后，將其安裝在振動臺臺面上，按以下所述振動頻率和振幅對振動臺進行設置，X，Y，Z3個方向每個方向從10—55Hz循環掃頻，持續時間為3h，掃頻速率為1oct/min。頻率在10—30Hz范圍內時，位移幅值為0．38mm，頻率在30—55Hz范圍內時，位移幅值為0．19mm。振動結束后，移動電源應不泄露,不破裂，不起火，不爆炸。結果位置跌落到水平表面試驗臺上，跌落高度為1000±10mm，試驗次數為3次。水平表面試驗臺應當是由至少13mm厚的硬木安裝在兩層膠合板上組成，每一層膠合板的厚度為19—20mm，然后放在一水泥基座上或等效的無彈性的地面上。跌落試驗結束后，移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。重物沖擊測量中，移動電源放置于平面，并將一個Φ15．8±0．2mm的鋼柱置于電池中心，鋼柱的縱軸平行于平面，讓質量9．1±0．1kg的重物從610±25mm高度自由落到中心上方的鋼柱上，樣品縱軸要平行于平面，垂直于鋼柱縱軸，試驗次數為1次。重物沖擊試驗全過程中，移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。機械沖擊測量技術中，移動電源在充電飽和后，采用鋼性固定的方法固定在沖擊試驗臺上。在3個相互垂直的方向上各承受一次沖擊。沖擊在最初的3ms內，最小平均加速度為735m/s2，峰值加速度應在1225m/s2和1715m/s2之間，脈沖持續時間為6±1ms。機械沖擊試驗結束后，移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。
1．5電磁兼容性
移動電源應滿足靜電放電抗擾度［2］要求。使用靜電放電模擬器施加干擾信號，嚴酷等級為接觸放電±4kV，空氣放電±8kV。靜電放電抗擾度試驗全過程，移動電源應不泄露，不破裂，不起火，不爆炸。
2總結
通信電源專業課程群的總體規劃，課程群劃分的標準與其他通信專業方向劃分類似，都是以能否適應通信企業的需求為導向。高職通信電源專業開設了通信電源設備維護方向和開發方向。通信電源和電子技術課程聯系化教學設計規劃首先應在通信電源設備維護方向嘗試，因為高職學生以后就業方向就是上崗應用。在經過實踐后，開始向通信電源專業方向其他知識關聯的方向延伸，最后擴大至其他通信專業教學的范圍。對跨課程聯系庫的項目資源進行通盤設計既要考慮理論知識的傳授，又要關注基本技能的掌握，同時也要定期更新教學資源庫，及時了解學生掌握知識的能力，使課程之間的聯系、老師和學生之間的聯系更具有靈活性。例如在整流UPS的教學中為了保證學生教學的學習積極性，要經常介紹新的控制技術的發展、高智能化集中監控系統的動向。將電子技術的新發展和通信電源專業的發展有機地結合來講授。項目庫最好是每兩年更新一次。在高職的教育中主要是突出學生的動手能力和理論聯系實際的能力，高職通信電源的學習也是如此。通信電源的每一次大發展都和電子技術的大發展是分不開的。例如在電子技術中采用大功率開關管的高頻開關整流電源電路，與傳統采用工頻變換技術的相控電源相比是一次很大的電子技術上的突破，導致通信電源變換技術的大發展。學生在領悟通信電源技術的基礎上，要求能了解電子技術的發展動向，突出學生在電子技術方面的動手能力。針對通信電子技術課程內容多課時少的特點，將通信電子技術的內容分為有機的幾個部分，提出了新的課程內容設置思路，即：以模擬電子技術的放大電路、負反饋為基礎，講述通信電源的變換電路。以電路與信號的傅里葉級數為基礎，講述通信電源調制與解調的應用。以數字電子技術的邏輯電路為基礎，講述通信電源的油機、不間斷電源的控制應用。兼顧當前技術發展，這種內容設置方法有利于學生掌握課程核心內容，這樣在教學過程中即能讓學生理解通信電源的應用又能兼顧通信電子技術課程內容多課時少的特點，從而優化課堂教學內容。在通信電源課程展開前一定要讓學生建立通信電子技術的概念。普通的電子技術教學和通信電子技術的教學是有所不同的。通信電子技術更具有針對性，通信電子技術針對的是本通信專業所需的電子技術的內容，概念深奧難懂，電路復雜多變，學生基礎差，很容易產生厭學的情緒，所以在實踐中要注重學生對本專業培養，激發學生對通信電子技術的學習興趣，如開設“對講機”“發射機”通信電子技術實驗。“通信電子技術”是通信技術、電子技術兩者交叉的新興學科，是通信電源、通信工程及其移動通信專業的專業基礎課，是一門理論與應用相結合，實踐性很強的課程，也是發展很快的學科，它不僅能為通信工程及其移動通信等各相關專業的在校學生打下堅實的理論基礎，同時也可為從事與電能變換、柴油機、開關電源、電力系統等相關領域工作的工程技術人員提供現代高新技術的重要基礎知識，在通信專業人才培養中占有重要地位。由于通信電子技術的電路原理復雜、概念深奧難懂，應用變換多樣，學生們在學習過程中會覺得難學難懂，因此，我們對課程進行了教學方法、教學內容、教學實驗和教學手段等環節的改革，除了讓學生掌握課程知識外，更重要的是提高自學能力、創新能力以及團隊協作能力，在實際操作過程中，安排專人負責制度。例如作為下一代通信核心機房（NGN系統、5G系統）的供電設備應該是要求極高的供電設備，其供電方式必須做到能消除單點的供電故障，電源質量要求高、可靠性好、效率高、監控完善。能滿足下一代通信核心機房的供電設備要求的非直流電源（-48V系統）不可。在教學過程中要引導學生如何很好掌握新一代通信電源的基礎知識，引導學生把握信新一代通信電源發展變革方向，鼓勵學生自學新知識、學習新技術。
2高職通信電源中電子技術課程聯系化教學設計舉例
通信電源和電子技術有很強的聯系性和依賴性，這種聯系性和依賴性雖然也能跨越到其他通信專業課程，但通信電源和電子技術的聯系性和依賴性更高。高職學生的特點之一是學習不積極、高中理科基礎差、自學能力低，對知識的連貫性掌握技能就更差。項目庫中每個項目的實施需要相關課程群合作完成，例如將電子技術中的功率因數概念的教學和通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數校正電路結合起來講，學生更易于對功率因數概念的理解，也能很好地掌握通信電源的直流不間斷電源中的有源功率因數校正電路的原理。通信電源課程根據教學計劃需求就能完成對應電子技術基礎教學任務。在相關通信電源知識群中由項目驅動完成電子技術基礎教學任務后，通信電源教學任務也同步完成最終結果。因此，教學設計者應能夠依據人才培養方案來建立通信電源和電子技術課程間聯系構架和設計跨課程的教學項目，在教學活動中，動態地將通信電源和通信電子技術課程進行聯系，形成具有活力的知識連貫體，并根據與通信電源課程群的知識聯系性來設計電子技術課程的項目庫。通過對高職通信電源專業聯系化教學的現狀分析和對通信電源專業的人才培養方案和教學計劃剖析后，我們應首先對通信電源和通信電子技術進行聯系化設計，提出對電子技術教學的設計方案，例如將電子技術專業課程中的電路與信號、模擬電子技術融入通信電源的配電和防雷來講授，將數字電子技術融入通信電源的UPS和整流來講授。電子技術的應用、電子技術實訓、電子產品設計與制作與通信電源的設備實訓相關聯，進行項目關聯設計試點。基于聯系需求將通信電源和電子技術課程的這些環節緊密相關，層次清晰，環環相扣。從而實現，在高職通信電源專業技能培養的生命周期過程中的前后緊密聯系，并最終形成通信電源專業的教學表現結果。
3結論
高職《電子技術》選用的教材大多是本科教材的簡化版，如《模擬電子技術》內容主要包括，二極管及其應用電路、晶體管及其放大電路、場效應晶體管及其放大電路、多級放大電路、放大電路的頻率響應、集成運算放大器、放大電路中的負反饋、波形發生和變換電路、功率放大電路以及直流穩壓電源等。《數字電子技術》內容主要包括：數制與碼制、邏輯代數、門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、觸發器、脈沖波形的產生與變換，數模和模數轉換。同樣的教學內容、同樣的老師，考題越來越簡單，不及格率卻越來越高。原因在于近年來參加高考的考生逐年減少，各高等學校招生比例卻不斷增加，導致最后招生的高職院校生源質量不斷下降，以西安航空職業技術學院電子工程學院為例，近10年來考生的入學分數從2006年、2007年的400多分降低為2014年的260多分。電子技術日新月異，中大規模集成電路、數字信號處理技術、嵌入式系統、EDA技術在飛速發展，但部分教師對高職教育的認識還有些模糊，教學的理念相對保守。部分課程教學仍采用傳統模式，教學方式為“一支粉筆、一塊黑板、三尺講臺”，講授的內容也十年如一日，不能與時俱進。教師一味地按照教學進度教學，學生只是普通的聽眾、觀眾，老師受累、學生也難受，難以真正激發學生學習的積極性主動性，更談不上對學生創造能力和實踐能力的培養。學生對知識的實用性和實踐性不夠重視，聽不懂課、看不懂電路圖無法將學到的理論知識應用于實際電路的分析以解決實際的問題，導致學與用脫節，對講的和做的興趣不大或者基本上是應付了事。對學生的考核方式也大多是參加期末考試的筆試，只注重了結果沒有注重學習的操作過程和實踐的掌握程度。
2改進的措施
針對學生學習的現狀，首先強調《電子技術》課程的重要性，不必拘泥于教材的知識，以及電路內部復雜的結構，多強調元件、電路的功能和作用，以及在實踐調試中的注意事項。有條件的可以進行一體化教學，兩小節課程，第一小節理論講解，第二小節學生操作訓練，增強了學生對電子元件和電路的感性認識，還可以熟練掌握萬用表、示波器、直流穩壓電源、信號源等儀器儀表的操作，通過一體化教學使得教學目標明確，提高了教學效果。根據學生學習掌握的狀況，訓練其創造性思維能力，根據電子技術的發展方向和學生的知識結構進行科學合理的安排內容。如適當引入數字信號處理技術（DSP）、嵌入式技術（ARM）、電子設計自動化技術（EDA）技術，以及未來電子技術的發展方向微電子技術、納米電子技術。在當今日新月異的世界里，《電子技術》講授的內容也應該與時俱進，因此教師應該不斷的學習新理論、新技術、新方法，使培養的學生畢業后盡快與社會同步接軌。還可以考慮引入PPT、視頻、動畫等教學方法及手段，突出重點、突出難點，提高教學效果。在實驗教學方面，在保證基本的實驗技能和操作能力培養的前提下，適當減少基礎性驗證實驗，增加設計性實驗內容。如數字電路實驗中的智力競賽搶答裝置，它具有公共置0端和公共CP端；F2為雙4輸入與非門74LS20；F3是由74LS00組成的多諧振蕩器；F4是由74LS74組成的四分頻電路，F3、F4組成搶答電路中的CP時鐘脈沖源，搶答開始時，由主持人清除信號，按下復位開關S，74LS175的輸出Q1～Q4全為0，所有發光二極管LED均熄滅，當主持人宣布“搶答開始”后，首先作出判斷的參賽者立即按下開關，對應的發光二極管點亮，同時，通過與非門F2送出信號鎖住其余三個搶答者的電路，不再接受其它信號，直到主持人再次清除信號為止。若學生掌握的操作技能，則學生就掌握了觸發器電路、邏輯門電路、振蕩器電路、分頻電路、時鐘電路、發光二極管電路等多個電路知識。做好《電子技術》教學還要重視師資隊伍建設，有了好的老師、好的教學方法、好的教學理念才能教出好的學生。應該打破傳統的理論教學教師與實驗教學隊伍的界限，理論任課教師也應該積極參與實驗教學、實驗項目的改造和實驗室建設，將理論教學與實踐教學有力地結合在一起，積極參與科研課題的申報與實施，使理論與實踐教學與時俱進。鼓勵教師參加一些權威部門組織的教學改革研討會，利用好假期時間參加一些國培項目，鼓勵教師深造學習，深入生產、建設、服務第一線，及時了解行業發展的動態，結合實踐教學開展科研活動，撰寫科研論文，不斷提高教學水平。教師的教學效果與考核相掛鉤，可以提高教師學習的積極性。近期，西安航空職業技術學院電子工程學院組織教師積極參與微課的制作與教學，取得了較好的教學效果。利用仿真軟件教學可以補充硬件教學資源的不足，節約教學經費，使學生較容易的掌握各種儀器的基本使用方法、電路參數的測試方法，使每個人都能親自動手接觸電路，進行元件接線、參數設定、數據測量并與理論計算結果進行對照，增強對電子線路的感性認識，提高教學效果。《電子線路》常用的教學仿真軟件有EWB、Protrus、Multisim、虛擬儀器等，為Protrus軟件連接的八路彩燈仿真效果圖。Protrus軟件連接的八路彩燈仿真效果圖重視學生社團的建設與發展。學生社團的成員們具有相同的興趣和愛好，他們來自不同的專業、不同的年級，知識結構、能力結構具有交叉性和互補性，可以按照自己的意圖和方案進行設計創新。此外，學生社團活動方式的實踐性與靈活性、自由寬松的氛圍、平等的師生關系都為實踐創新訓練提供了有利的條件。西安航空職業技術學院電子工程學院電子俱樂部2003年5月成立，是在原來便民服務小組基礎上發展起來的，本著“服務大家，提高自己”為宗旨，以鍛煉為主導、以求知為目標、發揚雷鋒精神、充實自己、服務于人的思想，適時開展義務維修活動，普及電子科普知識。社團經過12多年的發展，現擁有創作部、維修部、電腦部、宣傳部、技術團等5個部門，300多名社員。電子俱樂部自成立以來，在學院、團委、電子工程學院等部門的領導及指導教師的關懷下，以及全體社員的共同努力下，多次在校園、社區開展便民電器義務維修活動，多次進行三下鄉電器義務維修、支教活動；以電子俱樂部成員們多次參見校園、省級、國家級電子技術類競賽，取得了驕人的成績。2006年電子俱樂部獲得了“省級優秀社團”的光榮稱號，2007年、2010年電子俱樂部獲得“院級優秀社團”的光榮稱號。對于課程的考核不應該僅僅局限于期末考試筆試的成績，應該增加平時成績的比例，老師可以參考學生平時的作業、實驗實訓操作的情況，電子技術類競賽獲獎的學生成績可以適當加分，對現在的考核方式進行適當的調整，可以激發學生學習的積極性與主動性。
3總結
隨著社會經濟的不斷發展，電力在社會發展中的作用逐漸凸顯出來，對社會與經濟的穩定發展帶來了嚴重的影響。目前我國城市建設正在如火如荼的發展之中，各種電力設備被廣泛的應用在各個領域中，電力行業的發扎過程中需要對電力營銷進行實施，集中處理各種用電信息，這樣才能對電力企業的安全供電進行保證，從而更好的為我國社會經濟發展與城市建設提供電力方面的保障。在電力市場不斷發展的過程中，需要展開電力營銷，將電力用戶的需求作為中心，為用戶提供安全可靠的電力產品，同時促進電力服務質量的不斷提高。在實施電力營銷的過程中，主要利用網絡技術與通信技術，對信息管理網絡進行構建，在此基礎上利用該信息管理網絡對電力信息展開集中的處理。可以通過電力營銷實現采集電力信息、管理電力行業業務、處理各種店里工作等，同時面對用戶的電力需求，及時的作出響應，進而使用戶的需求得到滿足。在電力企業的發展過程中，電力營銷的應用極大的推動了企業與用戶之間良好業務關系的建立，為電力企業創造了巨大的經濟效益，在電力企業發展過程中起到了十分重要的作用。遠程用電檢查技術主要是由各種應用軟件以及用電采集軟件組成的，在電力行業發展過程中，遠程用電檢查技術以其快捷、方便等特點廣泛應用與電力營銷中，可以完成對用戶各種用電信息進行快速的采集和整理，并完成電費計算。遠程用電檢查技術的應用在電力行業發展過程中，主要通過制約技術與遠程技術等實現對用電設備運轉情況的監測，對信息數據進行采集，并實現資源共享，進而對用電信息的安全性與可靠性進行保證。在實際應用電力營銷遠程用電檢查技術過程中會受到一些因素的干擾，因此在實際應用過程中應該加強對系統安全的建設。
2電力營銷中遠程用電檢查在工作中存在的問題
2.1技術、設備問題遠程用電檢查技術與設備
在不同位置、不同地區存在一定的差異，這也為技術的應用以及維護增加了很大的難度，正因為在設備與技術上存在這些差異，所以遠程用建設與電力營銷之間的連接也增加了很大的難度，對電力營銷中遠程用電檢查技術各項功能的正常發揮帶來了一定的阻礙。
2.2采集終端問題采集終端存在的差異性
主要表現在環境適應能力與實際工作環境間存在的不同，正因為存在這種差異性使得采集終端的安全運行受到影響，同時數據的準確性也受到了影響。
2.3通信問題遠程用電檢查技術的實際
應用過程中，通信方法也是對技術應用效果產生影響的重要因素之一，在不同通信方法之間存在著不同的優勢與不足，現階段主要使用的通信方式有無線傳輸、通信光線等，這些通信方在傳輸過程中會受到不同強度的干擾，同時通信的可靠性也會受到影響。
2.4應用問題遠程用電技術
在電力營銷中的應用還存在應用上的問題，例如管理和技術人員較少，系統的功能不能得到正常發揮等，這些問題的存在使得遠程用電檢查技術的正常應用受到了嚴重的影響。
3電力營銷中遠程用電檢查技術的應用
3.1對統一的用電檢查設備進行使用
從現階段遠程用電檢查技術在企業電力營銷中的應用現狀尅看出，所述電力企業現在應經形成了屬于自己的遠程用電檢查系統，但是該系統在實際應用過程中在技術上始終存在一定的差異性，使得用電數據信息的采集受到了嚴重的影響，為了對用電信息檢查的準確性進行保證，需要對統一的遠程用電檢查設備進行使用，將電力系統和用電檢查系統緊密的聯合在一起，并對目前的電力營銷方式進行適當的調整，對良好的遠程用電檢查系統進行構建，這樣就能創建一個良好的用電環境，對遠程用電檢查技術功能的發揮進行保證。
3.2使用電子電表
電表是對用戶用電量進行計量的一種設備，目前在對電表進行使用過程中，電表的工作狀態會受到各種因素的音響，為了對這一問題進行解決，可以對電子電表進行使用，這種電子電表在使用過程中計算電量的準確度更高，減少維修工作量，同時對其進行遠程用電監控也比較便利。
3.3對通信方式進行合理選擇
在應用遠程用電檢查技術的過程中會受到通信方式的嚴重影響，在電量傳輸過程中不同通信方式會受到不同因素的影響，每種通信方式的優勢與不足都不同，為了使遠程用電檢查技術的各項功能得到更好的發揮，電力企業應該與自身的工作、供電環境相結合，對最佳的通信方式進行選擇，進而使電量在傳輸過程中受到的干擾得到降低，最終促進電量傳輸質量得到提高。
3.4對電力營銷管理體系進行完善
在電力企業中有一個良好的管理體系能夠保障營銷工作得到正常進行，同時保證遠程用電檢查技術得到高效的運用，因此在電力工作中應該對電力營銷管理相關制度進行完善，保證遠程用電檢查工作得到順利的開展。在電力營銷工作中，應該不斷對各項制度進行完善，以便于各項店里工作的順利開展，同時加強供電服務制度建設，更好的為電力工作提供良好的制度環境。
4結語
1.分析電路盡量使用多媒體。
電力電子技術的核心就是整流、逆變、斬波和交交變換四大基本電路，在電路工作過程的分析中，通常一個電路都有多個工作狀態，不同的工作狀態又分別對應著不同的電壓電流波形，也就是說電路的工作過程往往都是動態的過程，而傳統的書本上的文字和原理圖是無法很好地展現動態過程的。這時，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動態過程很好地展現給學生們觀看，把書本上靜態的電路以及波形圖動起來，這樣就能夠讓學生們更好地理解電力電子電路的工作過程。與此同時，結合書本上的理論，再將不同電路的特點進行總結，使同學們復習時結合著書中的理論，頭腦中聯想著多媒體演示動畫，便會在學習中事半功倍，容易記憶，提高學生的分析計算和實際解題的能力。
2.器件與控制部分應注重練習。
電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結合的特點，學好這一部分，就必須將概念的理解與相關的計算進行練習，在習題式的教學中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領學生做與課程相關的習題，多數學生也只有在考試的時候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現在不提倡傳統針對考試的題海戰術，但是平時適當做一些典型的練習還是有必要的，電力電子器件種類多、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學科相關聯，在教學中適當找一些典型例題進行講解，可以讓同學們在繁雜的知識中抓住重點內容進行突破，最終掌握這部分知識要點。
3.學生自主參與新技術教學。
電力電子技術具有發展速度快的特點，新的技術和應用領域不斷出現，加強電力電子新技術的教學可以擴展學生知識面，掌握電力電子技術發展新方向。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據這些特點，在教學中，可以將這部分安排給每個學生進行講解，在講解前每個同學查找相關資料，然后對資料進行分類總結，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學生自主教學的過程中，既提高了學生查找資料的能力，也能提高學生的概括的創新能力，還為研究生畢業學術論文的撰寫提供了相關的經驗。
二、實驗教學應進行分類
電力電子技術是一個應用性很強的一門學科，在理論教學的同時一定要有相應的實驗來配合和補充，開設實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應用型學科的特色。在實驗教學上，應分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習三個部分進行教學。
1.驗證實驗應緊密結合課本。
驗證性實驗的特點是對已經有的理論進行實驗驗證，與學生的理論教學緊密銜接，通過書上的理論來指導實驗的操作，同時實驗的結果又可以加深學生對于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應當有相應的實驗課程相跟進，在實驗開始前，老師帶領學生對課本知識點進行回顧，確定實驗目的和實驗步驟，同學們按照實驗要求完成相應的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現象，最后通過實驗報告的形式進行總結，得出驗證性的結論。
2.鼓勵開展探究性試驗。
電力電子技術是一門正在快速發展的學科，在實驗教學中，應當鼓勵學生進行自主探究，通過對已有知識的學習讓學生們充分發揮想象力，制作一些相關的小制作、小發明，在探究性試驗的過程中培養學生的創新能力。學生根據自己掌握的知識，結合當今電力電子發展的前沿技術，加上自己的想象力和創造力，獨立設計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應進行適當指導，給出一些方案，讓學生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學生增加動手操作機會。此外還應當鼓勵學生參加“挑戰杯”等科技比賽，增加在創新方面的交流合作，從而學會更多解決問題的新方法。
3.拓展實習應突出實際應用。
在傳統的教學環節之外，對于電力電子技術這種應用型很強的學科，應適當組織學生到某個單位進行參觀學習。學習的目的是為了應用，當今電力電子技術已經應用在了許多領域之中，在實驗教學中可以聯系某個具體單位進行參觀，在實際的生產過程中，讓學生們更加具體地了解電力電子技術的應用。除了參觀之外，也可由老師或者學生找一些與電力電子技術應用相關的視頻資料，分享給大家進行觀看，也可以起到非常好的效果。實習結束之后，學生以報告的形式寫出自己學到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯系實際，對于理工科的教學是有很大幫助的。
三、總結
