電子技術都應用到哪些領域

時間：2024-06-16 20:31:56 電子技術

電子技術都應用到哪些領域

　　進入21世紀，是科學技術突飛猛進的世紀，科學技術正以新的廣度和深度加速發展。無論是計算機還是通訊技術，能發展到今天的水平，都離不開電子技術。下面，小編為大家講講電子技術的應用領域，希望能幫助到大家!

　　醫學中的應用

　　電子技術在醫學中的應用主要有電子病歷、生物芯片、便攜式醫療電子檢測儀、遠程診療系統等。電子病歷是電子技術和網絡技術的結合，可以為醫療機構提供適時的醫療信息，是系統化的居民健康檔案，也可以為醫療責任提供證據;利用傳感器的生物芯片，可以對人體進行DNA的檢測，快速處理相關信息，親子鑒定等;電子技術應用于便攜式醫療電子檢測儀，可以通過微控制器，連接醫療機構網絡，實現醫生對患者的后期診療觀察，有利于醫療效果的發揮;同時，利用醫學與網絡技術、微電子技術等，可以達到醫學的遠程診療，實現醫學資源的共享，有利于偏遠地區的醫學診療。

　　電源與電力系統

　　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入了電子、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外圍設備，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。

　　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。

　　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。

　　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、lVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。

　　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年左右將形成高潮。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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　國防領域

　　國防事業的發展很大程度上依賴于國防電子企業的發展，而國防電子企業的發展又依賴于電子技術的進步。全球軍事工業的兼并與重組浪潮造就了一批超大規模的國防電子企業。這些企業以電子和信息技術的優勢迎合了新軍事變革的需要，也改變了整個國防電子工業的布局。目前，機載、星載、艦載和陸基傳感器(包括射頻和光電傳感器)是許多國家獲得情報優勢的主要手段，通信網絡技術和武器系統綜合技術則是實施聯合作戰和軍隊轉型的基礎和必要條件。信息網絡將連接和支持各種武器平臺，它是“網絡中心戰”的基礎和核心，而電子信息設備在各種武器裝備中的滲透基本實現了武器裝備的信息化，使戰爭形態發展成系統與系統的較量，體系與體系的對抗。對國防電子企業而言，根據這種變化的軍事環境和市場需求作出調整，是其生存立足之必須，網絡化、信息化技術也將是未來軍事武裝的關鍵技術。

　　報刊領域

　　電子技術的發展使報紙有了新形式——電子報刊出現了報紙是當今人類社會的主要信息來源之一，讀報已成為許多人一生不改的習慣，網絡報紙的出現將使這種讀報習慣發生改變。電子報刊是計算機技術發展的產物，它不僅僅是把報紙，雜志的版面展現在電腦屏幕上，而且是對現有報刊的補充。讀者可以在電子報刊上查閱相關的背景材料，以及以往發表的文章等;此外，還可以借助于電腦與文章之作者，編輯，甚至文章中所涉及的有關人士接觸。電子報刊可以向讀者提供大量的信息，而一般報刊的版面則有很大的局限性，不可能達到這一目的。電子報刊可提供當天報刊的全部內容，還可以提供電腦游戲，報刊在過去曾發表的文章，各類廣告，讀者與新聞人物，以及讀者與讀者之間的對話等。新興的電子報刊的發展前景是十分誘人的。

　　工業領域中的應用

　　在傳統的工業領域中，應用廣泛的主要是交直流電動機。直流電動機具有較強的調速功能，為其供電的可控整流電源或者是直流電源多數采用的是電力電子裝置。伴隨著科學技術的不斷進步，電力電子變頻技術迅速發展并成熟，它使得交流電機的調速性能得到了很大的提升，并且逐步取代直流電機占據市場的主要地位。

　　在工業生產中，交流電機廣泛應用于不同載荷的軋鋼機和數控機床上，發揮著重要的作用和良好的性能。為了避免在設備啟動中引起電流沖擊，一些不需要采用電力電子裝置的設備也開始廣泛采取該裝置設備。同時，在電鍍裝置中也安裝使用了整流電源，冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源也廣泛使用電力電子技術。電力電子技術的使用范圍和規模在日益擴大。

　　交通領域中的應用

　　電子技術在交通領域中的應用主要為交通系統應用。電力機車目前正在由傳統直流電機傳動向交流電機傳統轉變，主要采用GTO控制器件，整流和逆變用PWM控制，所以可使輸入電流為正弦波。目前，很多國家在研制采用直線同步電機驅動的磁懸浮列車，一旦該技術成熟并成功應用的話，將會為交通帶來一次變革，不僅有利于縮短時間還對節能減排做出重要貢獻。

　　電機技術還可以用于汽車的發動機。在現代汽車上，機械式或機電混合式燃油噴射系統已趨于淘汰，電控的燃油噴射裝置因其性能卓越而被廣泛應用。通過電子噴油裝置可以自動地保證發動機始終在最佳工作狀態，使其輸出功率在一定的條件下最大限度地節油和凈化空氣。同時通過實驗獲得最佳的工作條件，并輸入存儲器中，當發動機開始工作時，根據傳感器測得的空氣流量、排氣管中的含氧量等參數，按照事先編號的運算程序運行，然后控制發動機在最佳工況下。

　　目前汽車電子技術已發展到第四代，即包括電子技術(含微機技術)、優化控制技術、傳感器技術、網絡技術、機電一體化耦合交叉技術等綜合技術的小系統，并且早已從科研階段進入了商品生產的成熟階段(例如制動、轉向和懸架的集中控制以及發動機和變速器的集中控制)。同時，智能化集成傳感器和智能執行機構將付諸實用，數字式信號處理方式將應用于聲音識別、安全碰撞、適時診斷和導航系統等。

　　廣播電視領域

　　廣播電視業是一個技術密集的行業，它伴隨著現代電子技術的產生而產生，隨著現代電子技術的發展而發展。近10 年來，以數字技術、衛星技術、光傳輸技術和網絡技術為代表的新技術正在給廣播電視的發展帶來革命性的變化。技術的發展決定著廣播電視的節目制作質量、傳輸質量和覆蓋范圍，這些因素都是廣播電視業競爭發展的手段。所以，國外的廣播電視集團已經紛紛采用或正在規劃新技術的大規模應用。我國的廣播電視業要想參與競爭，同樣必須走產業化發展道路，完全按照產業運作的方式實施大規模技術改造。

　　應用電子技術專業就業前景

　　應用電子技術專業培養掌握電子儀器測量技術、可編程邏輯控制器應用技術、微電子組裝（SMT）技術，具有電子產品生產過程管理、質量檢測及設備維護能力的高級技術應用性專門人才。應用電子技術專業面向現代電子技術行業，適應高科技電子產品和設備的生產、建設、服務和管理第一線需要，培養具有現代電子技術專業理論知識和應用能力，可從事現代電子產品開發、生產管理、設備維護、電子工藝與質量管理、技術支持、工程施工、產品銷售及售后服務等工作的高技能專門人才。應用電子技術專業要求學生掌握電子儀器測量能力、質量檢測及設備維護能力、可編程邏輯控制器應用設計能力。

　　應用電子技術專業就業方向

　　應用電子技術專業畢業生具有寬領域工程技術適應性，就業面很廣，就業率高，畢業生實踐能力強，工作上手快，可以在電子信息類的相關企業中，從事電子產品的生產、經營與技術管理和開發工作。應用電子技術專業主要面向電子產品與設備的生產企業和經營單位，從事各種電子產品與設備的裝配、調試、檢測、應用及維修技術工作，還可以到一些企事業單位一些機電設備、通信設備及計算機控制等設備的安全運行及維護管理工作。

　　就業前景

　　由于信息時代的到來，據推測，在相當長的一段時間內，此類人才仍將供不應求。據調查，現階段對于電子信息工程人才的需要量十分巨大，“電子信息工程”的專業，對緩解當前該類人才的供需矛盾是非常必要的。電子信息工程專業人才已經成為信息社會人才需求的熱點。電子信息產業是一項新興的高科技產業，被稱為朝陽產業。根據信息產業部分析，“十五”期間是我國電子信息產業發展的關鍵時期，預計電子信息產業仍將以高于經濟增速兩倍左右的速度快速發展，產業前景十分廣闊。未來的發展重點是電子信息產品制造業、軟件產業和集成電路等產業；新興通信業務如數據通信、多媒體、互聯網、電話信息服務、手機短信等業務也將迅速擴展；值得關注的還有文化科技產業，如網絡游戲等。目前，信息技術支持人才需求中排除技術故障、設備和顧客服務、硬件和軟件安裝以及配置更新和系統操作、監視與維修等四類人才最為短缺。此外，電子商務和互動媒體、數據庫開發和軟件工程方面的需求量也非常大。

　　應用電子技術專業就業方向

　　應用電子技術專業側重微電子領域中大規模集成電路的設計、工藝、制作及應用，與同類專業相比具有覆蓋面寬、面向企業應用等特點。培養具備物理電子、光電子、微電子領域寬厚理論基礎和實驗技能，能從事各種電子材料、元器件、集成電路、集成電子系統和光電子系統的設計、制造及相應新產品研究、開發等工作的高級工程技術人才，應用電子技術專業就業前景非常樂觀。

　　應用電子技術專業的職業發展方向大致有以下幾點：

　　①電源。

　　電源屬于模擬電路，包括線性電源、開關電源、變壓器等。電源是任何電路中必不可少的部分。

　　②射頻、微波電路。

　　也就是無線電電子線路。包括天線、微波固態電路等等，屬于高頻模擬電路。是各種通信系統的核心部分之一。

　　③信號處理。

　　這里包括圖像處理、模式識別。這需要些數學知識，主要是矩陣代數、概率和隨即過程、傅立葉分析。從如同亂麻的一群信號中取出我們感興趣的成分是很吸引人的事情，有點人工智能的意思。如雷達信號的合成、圖像的各種變換、CT掃描，車牌、人臉、指紋識別等等。

　　④微電子方向。

　　集成電路的設計和制造分成前端和后端，前端側重功能設計，FPGA(CPLD)開發也可以算作前端設計，后端側重于物理版圖的實現。

　　⑤數字電子線路方向。

　　從事單片機(8位的8051系列、32位的ARM系列等等)、FPGA(CPLD)、數字邏輯電路、微機接口(串口、并口、USB、PCI)的開發，更高的要求會寫驅動程序、會寫底層應用程序電子技術專業就業前景與就業方向電子技術。單片機主要用C語言和匯編語言開發，復雜的要涉及到實時嵌入式操作系統(ucLinux,VxWorks,uC-OS,WindowsCE等等)的開發、移植。大部分搞電子技術的人都是從事這一方向，主要用于工業控制、監控等方面。

　　⑥通信方向。

　　一個分支是工程設計、施工、調試(基站、機房等)。另一分支是開發，路由器、交換機、軟件等，要懂7號信令，各種通信相關協議，開發平臺從ARM、DSP到Linux、Unix。

　　⑦多媒體方向

　　各種音頻、視頻編碼、解碼，mpeg2、mpeg4、h.264、h.263,開發平臺主要是ARM、DSP、windows。

　　⑧還有很多方向。

　　比如音響電路、電力電子線路、汽車飛機等的控制電路和協議。物理專業從事電子技術的人，一般都偏向應用物理較多的方向，這樣更能發揮自己的專長。比如模擬電路、射頻電路、電源乃至集成電路設計。

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