功率器件范文第1篇
摘要:介绍了电力电子器件和变频技术的发展过程，以及变频技术在家用电器的应用,分析了变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。提出了相关的谐波抑制方法及提高电源系统功率因数的措施。
关键词:电力电子器件；变频技术；谐波；功率因数
引言
随着电力电子、计算机技术的迅速发展，交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术，电力电子和计算机技术又是变频技术的核心，而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术，广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域，现已成为各国竞相发展的一种高新技术。专家预言，在21世纪高度发展的自动控制领域内，计算机技术与电力电子技术是两项最重要的技术。
一、电力电子器件的发展过程
上世纪50年代末晶闸管在美国问世，标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR)，我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而，SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件，在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等，它们的共同特点是既控制其导通，又能控制其关断，是全控型开关器件，由于不需要换流电路，故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前，IGBT以其优异的特性已成为主流器件，容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。
许多国家都在努力开发大容量器件，国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injection enhanced gate thyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件，已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integrated gate eommutated thyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极，它开通时相当于晶闸管，关断时相当于晶体管，从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾，工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一 6000V，3000一 3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比，我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信，采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件，实现人们对“理想器件”的追求，将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。
高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT，IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争，必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。
二、变频技术的发展过程
变频技术是应交流电机无级调速的需要而誕生的。电力电子器件的更新促使电力变换
技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。
VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。
矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。
三、变频技术与家用电器
20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。
20世纪末期期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。
首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。
在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。
四、电力电子装置带来的危害及对策
电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。
另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。
（一）谐波与电磁干扰的对策
1、谐波抑制
为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波[3]。
传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。
电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斬波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。
2、电磁干扰抑制
解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:
(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;
(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;
(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。
目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。
（二）功率因数补偿
早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。
另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点,但由于其铁心需磁化到饱和状态,损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,又不能分相调节以补偿负载的不平衡,所以未能占据静止无功补偿装置的主流。
随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。
五、结束语
我们相信，电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一，变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位，近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织，我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。
参考文献:
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[5]王正元.面向新世纪的电力电子技术电源技术应用，2001
功率器件范文第2篇
摘 要：塑料封装是功率半导体器件主要的封装形式，但塑料封装的非气密性会带来潜在的可靠性问题，封装分层就是其中最常见的一种失效模式。封装分层一般是在水汽和热应力的协同作用下发生的，工作温度很高的功率器件极易发生分层。封装分层会导致键合引线脱落、芯片表面金属层或钝化层损伤、爆米花效应、金属的腐蚀，使塑封器件的性能极大降低甚至失效。功率器件的广泛应用对封装可靠性提出了更高的要求。本文主要对塑封功率器件分层进行解释，研究封装分层的具体机制，并提出工艺改进方案。
关键词：半导体功率电子器件；塑料封装；分层；粘接强度
Discussion on Delamination and Reliability Analysis of
Plastic-sealed Power Devices
YANG Jun
（China Zhenhua Group Yongguang Electronics Co.，Ltd.（State-owned 873），Guiyang
Guizhou 550018）
塑封器件受封裝材料和本身特性的限制，采用环氧树脂塑封料进行封装。塑封器件是非气密性封装，在封装方面就存在一些缺点，最主要的缺点就是对潮气比较敏感。湿气的侵入，会使电子封装中产生一些可靠性问题，特别是分层现象。对处于较高温度工作的塑封半导体功率电子器件来说，分层现象会更加严重。相较于塑封器件，在使用或是在可靠性试验时，分层相对于常温贮存的普通塑封器件更容易产生，且在较高的温度下，扩展和蔓延在分层现象中更容易形成，进而造成器件失效。
因此，面对湿和热时，塑封半导体功率电子器件会愈加敏感，受湿气影响，分层会给器件可靠性带来更大危害。界面分层的形成相对于塑封料与其他材料间的成因有多种，如受污染的注件表面，不良注塑工艺条件的存在，因失配的热膨胀系数而引起的剪切应力，水汽侵入及热应力形成的爆米花效应等[1]。
1 塑料器件失效模式及原因分析
1.1 塑料器件失效模式
从失效模式来说，早期失效和使用期失效是主要模式。
1.1.1 塑封早期失效。早期失效多是由封装工艺的不完善造成的，主要发生在芯片焊接、引线键合和模塑料注塑等封装工艺过程中，主要表现形式有以下4方面。①芯片上的焊接或粘接缺陷，如烧焊空洞、芯片位置偏移、同心度差、溢出焊盘的焊料导致短路、不牢固的焊接芯片和较弱的剪切强度等。②引线键合上的缺陷，如键合点的脱落、偏移、弹坑；线尾过长引、线间短路、引线形状异常等。③塑封料因流动性问题而形成的注塑缺陷，如冲丝导致的金线间短路或金丝断裂；塑封料层空洞、气孔或填充不完全；基板移动等。④热胀冷缩的收缩应力在塑封料固化中形成的封装缺陷，如损伤或断裂的引线、焊球或焊点；受损伤的芯片钝化层或表面金属化；焊接或粘接界面分层等。
1.1.2 塑封器件使用期失效。使用期失效是发生在器件服役过程中的失效。使用期失效机制可以分为因材料热膨胀系数差异所导致的热应力破坏与湿气渗透所导致的破坏2大类。
国外产品工作结温大多都能达到150℃，甚至更高，而在国内，产品工作结温只能勉强达到150℃，且受湿热的影响，产品可靠性极易出现较大的退化。使用期失效的主要表现形式有以下两种[2]。
1.1.2.1 热应力破坏。在温度循环及高温下，因热膨胀系数在塑封料、芯片和引线框架材料间存有一定差异，封装后，应力集中生成在器件体内局部。当热应力水平超过塑封材料的机械或断裂强度时，极易造成器件失效。一般情况下，环氧树脂玻璃的转变温度（Tg）较低，多在150℃以下。处于此温度范围，环氧树脂材料的热膨胀系数接近或超过环氧树脂的Tg，器件在较强的热应力作用下极易失效。最常见的失效现象即塑封分层，塑封料、芯片和引线框架的粘接面受热应力影响而造成剥离或分离的产生，这会导致水汽渗透加剧，甚至会使芯片表面金属化层或钝化层的损坏；在某些因散热不当芯片表面局部高温甚至会使塑封料碳化，造成金属条间短路；长期处在工作状态中的器件，尤其是高低温反复循环应力状态下，还可能会发生焊料的疲劳失效等。
1.1.2.2 湿气破坏。湿气可以通过粘接界面或环氧树脂本身渗透进入封装体内部。这里所说的“湿气”可能以单一的蒸汽状态存在，也可能以气、液混合状态存在。在实际工作中，“受潮”是诸多类型失效的根源所在。若湿气带有较多离子，就很容易造成芯片表面或引线框架被腐蚀，从而导致器件电性能的退化。附着有腐蚀效应的离子会促进粘接或焊接面上环氧树脂的加速离解，进而让湿气更容易渗透到塑料封装体的内部。此外，处于回流焊过程中的塑封器件，附着在封装外壳中的水分会快速汽化，造成塑封料膨胀，导致分层剥离和开裂现象，俗称“爆米花”现象[3]。
1.2 原因分析
从材料及工艺手段来说，塑料器件失效的原因主要包括以下5方面。
①材料易吸潮。塑封材料吸潮后会影响参数性能及可靠性，且器件封装前的潮气也会影响产品可靠性，因此，温度类筛选及试验考核是非常必要的。
②材料匹配问题。塑料封装的热膨胀系数过大，封装以后及后续产生内应力会导致发生分层。推荐机械应力筛选、热性能筛选及考核。
③塑封料的粘接性差。由于塑封料的粘接性差，导致粘接强度变差，后续工作易分层。推荐机械应力筛选、热性能筛选及考核。
④预处理不到位。引线框架和芯片未经彻底清洗，易有大量残留物质，这会降低粘接强度，导致分层。
⑤塑料固化时间短。塑封厂家缩短塑料的固化时间，导致粘接强度差，在进行后续工作时，芯片容易分层。
2 代表塑封半导体功率电子器件封装结构对分层的影响
以TO-252封装产品为例，主要的结构材料为芯片、环氧塑封料、引线框架和键合丝等。在封装过程中，产品分层多存在于不同界面的交接位置。在单一材质表面，其分层概率较低，产品封装质量一致性较高；环氧塑封料与铜基板、芯片表面的粘接均存在一个过渡层（边界层），该层内的塑封料与其他部位的塑封料相比性质发生了变化，而粘接过渡层往往是粘接界面的薄弱部位，分层裂纹容易在其中萌生及扩展。图1为封装时出现的产品分层（阴影区域SAM测试产品内部界面分层）。
应力集中和粘接缺陷处是分层裂纹产生的主要位置。正常工艺状况下的无分层样品粘接面上（Cu-EMC）已经存在微裂纹，这是分层裂纹扩展的“源”。当存在分层裂纹扩展的“源”的产品处于湿热应力作用下时，其分层面积扩展速度高于无分层裂纹扩展的“源”的产品，试验图见图2和图3。
对产品内部结构中主要的不同界面之间（框架与环氧塑封料和芯片与环氧塑封料）的粘接强度进行分析。在施加一个较强热应力后，对产品内部分层情况进行分析，试验结果见图4。芯片表面铝层与环氧塑封料的粘接效果非常好，远高于环氧塑封料与铜基板之间的粘接强度。提升铜框架与环氧塑封料之间的粘接强度，是提升产品可靠性的有效途径[4]。
3 铜框架特性
由于功率器件封装具有大电流、高功率的特点，功率器件的封装对引线框架材料提出了更高的要求。在实际生产中，采用中强高导型的Cu-Fe-P合金，该系列合金抗拉强度为362～568MPa，电导率在55%～65%CAS，其主要特性优势包括高导电性、高导热性、良好的热匹配、良好的耐热性和抗氧化性。
4 封装工艺改进研究
通常使用粘接强度作为评价胶黏剂性能的指标。对于EMC与铜合金的胶接接头，粘接强度一般采用EMC在铜合金上的剪切强度来表征。粘接的强度取决于许多因素，如胶黏剂的选择、被粘接材料表面处理方法、粘接操作工艺和固化工艺等。主要影响因素包括以下几方面。
4.1 表面浸润性与粗糙度
当胶黏剂良好地浸润被粘材料表面时，表面的粗糙化有利于提高胶黏剂液体对表面的浸润程度，增加胶黏剂与被粘材料的接触点密度，从而有利于提高粘接强度。
4.2 表面处理或改性
粘接前的表面处理或改性是粘接成功的关键，其目的是获得高粘接强度及提高粘接面的抗介质腐蚀能力。在实际应用中，对被粘物表面进行表面处理或改性是普遍采用的措施。等离子清洗技术是现在最优秀、最有效的表面处理和改性技术，能对铜合金表面进行适当的氧化处理，提高表面的微观粗糙度，降低表面的接触角，增进EMC与铜合金表面的共价键键合，对于粘接是有利的。
4.3 压力的施加
在粘接时，向粘接面施以压力，使胶黏剂更容易充满被粘体表面上的坑洞，甚至流入深孔和毛细管中，减少粘接缺陷。对于黏度较小的胶黏剂，加压时会过度地流淌，造成缺胶。因此，应在黏度较大时再施加压力，也促使被粘体表面上的气体逸出，减少粘接区的气孔。对于较稠的或固体的胶黏剂，在粘接时施加压力是必不可少的手段。在这种情况下，常常需要适当地升高温度，以降低胶黏剂的稠度或使胶黏剂液化。为了获得较高的粘接强度，对不同的胶黏剂应考虑施以不同的压力。一般对固体或高黏度的胶黏剂施加较高的压力，而对低黏度的胶黏剂施加较低的压力。
4.4 内应力
内应力是影响塑封粘接强度和耐久性的重要因素。在塑料固化阶段中，粘接剂因收缩的塑封体积，而造成了收缩应力。使得其中的树脂在固化过程中普遍伴随着体积的收缩。聚合反应中的体积收缩率分布在一个较大的范围内，缩聚反应和加聚反应的体积收缩率比较大，开环聚合时的体积收缩较小，体积收缩率比较低，发生在环氧树脂固化过程中，这是其在电子封装中被广泛应用的原因之一。降低固化过程中的体积收缩率对热固性树脂的应用有十分重要的意义。降低收缩率通常可以采取下列办法：①降低反应体系中官能团的浓度；②加入高分子聚合物来增韧；③加入无机填料。
5 结论
本文对TO-252封装形式的功率器件的分层现象进行了失效分析，比较了铜基板表面分层与芯片表面分层的异同，分析分层发生位置及扩展机制。从表面粗糙度、浸润性、热匹配性和抗氧化性等多个角度分析铜材框架性能，并从粘接理论的角度进行了相关解释，提出了工艺改进方向。主要结论如下。
①EMC与铜基板、芯片表面的粘接均存在一个边界层，弱边界层的产生对粘接强度有较大的削弱作用。
②分层裂纹主要发生在应力集中及粘接缺陷处，在湿热应力作用下发生扩展。
③铜材合金框架在功率器件上使用存在性能优势。
④对封装工艺进行分析，指出封装质量可靠性提升方向。
鉴于塑料封装形式多样化，除了类似TO-252的小封装外，TO-220、TO-247和SOT-227B等大封裝，甚至是模块化的塑料封装形式也越来越多，如何改善塑封器件的结构弱点，也将成为今后研究的重点。
参考文献：
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功率器件范文第3篇
[摘 要]灰色关联分析理论可以有效解决评价指标难以量化的问题。本文以灰色关联分析理论和全面质量管理思想为基础，以航天型号元器件供应商管理为研究对象，建立以产品质量为核心的供应商评价指标综合体系模型，并运用灰色关联分析算法定量计算供应商的最优值，为航天企业供应商管理提供科学、准确的综合信息和决策支持依据。
[关键词]灰色关联分析理论；航天制造；供应商；评价体系
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.04.034
随着航天发射任务日益增多，航天产品制造企业对航天型号元器件的需求呈现多批次、多规格和短周期等特点。研究表明，元器件综合成本占航天产品成本的比重呈现日益增长的趋势，且航天型号元器件供应商的品质，对航天产品制造企业，甚至整个航天型号任务的影响日渐深远。因此，通过数据统计分析，运用定量计算方法，对供应商进行科学、有效的评价，并建立供应商综合评价体系，成为供应商选择和管理的基础。
1 灰色关联分析理论简述
灰色系统理论由我国著名学者邓聚龙教授提出的，是研究多个系统之间的关联因素对不同对象变化而变化的关联程度。通过定性分析、定量计算的方法，分析系统中各个因素之间的关联关系对系统总体变化趋势的影响。因此，灰色关联度分析适用于多因素关联变化的系统未来发展变化态势的动态评估和过程分析。这种定性分析和定量分析相结合的综合评价方法，可以有效地解决航天型号元器件供应商评价指标难以量化、统计的问题，使评价结果更加客观准确。
2 供应商综合评价指标
建立合理的评价指标是客观评价的基础。根据航天产品制造企业的高集成性、高可靠性、多样性等特点，本文从产品质量、产品质量保证、产品成本保证、产品进度保证、配合能力、研发能力、地理位置、技术水平、经济效益和市场影响度等多个指标中，选出对航天型号总体影响较大的6个评价指标，并建立最终的综合供应商评价指标体系，见图1。
2.1 产品质量
航天型号元器件的质量已成为影响型号产品整体质量的重要因素。元器件自身质量的可靠性已成为航天型号总体单位首要关心的要素。产品质量也反映了元器件供应商的综合素质，受产品工艺、管理理念、经营活动等多种因素影响。
2.2 产品质量保证
产品质量保证，是为了元器件供应商不但能够高效、快速地研发出顾客满意的高质量、高可靠性的产品，而且也应具备获得高质量产品的能力和质量持续改进的能力。元器件供应商应具备完善的质量管理体系，具备建立质量管理目标、确定产品质量标准，监管简化实施过程、评估计划执行情况，分析问题原因、寻求解决方法，明确改进措施和工作计划的质量策划、质量保证、质量控制、质量改进能力。
2.3 产品成本保证
航天型号总体单位大多数为国有企业，随着国企改革的不断深入，越来越多的型号总体单位对航天产品成本构成进行了改革和优化。元器件成本构成也成为企业关心的重点。元器件的总体成本由采购成本、仓储成本、静电防护成本、PDA检验成本、筛选成本和其他管理成本组成。选择优秀的供应商可以明显降低元器件成本。
2.4 产品进度保证
产品进度保证指供应商的供货能力。元器件采购因市场规模小、供应商选择范围小、现货少、产品质量要求高、交货周期长、生产周期长、质量保证试验周期长、采购渠道不稳定和交货拒收率大等原因，使元器件供货能力成为主要考核因素之一。通过对供应商生产能力、仓储运输能力、管理能力进行综合考评，利用准时到货率、产品合格率、到货拒收率、筛选通过率等量化指标衡量供应商的供货能力。
2.5 配合能力
由于元器件具有高可靠性、特殊性、品种多和验证严格的特点，以及元器件市场及资源差异大、用量少、要求高、定制的采购特点，要求元器件供应商能够对采购需求做出及时响应。配合能力也成为元器件供应商考核因素之一，主要用技术支持、归零情况、服务情况衡量。
2.6 研发能力
元器件供应商的研发能力是指，能够采用新技术、新工艺和新配方研发出满足顾客新需求的能力。同时，能够为用户定制新品，能够对原有产品进行性能改进，能够对进口元器件国产化，能够自主研发新品成为对元器件供应商的新要求。
3 灰色关联分析法计算方法
3.1 确定影响系统行为的比较数列和反映系统行为特征的参考数列
将各供应商评价指标作为比较数列，对应每个指标的最优值作为评价标准的参考数列，设待评价供应商有m个，评价指标有n个，则比较数列如下所示。
通过对顾客的关心程度和各个评价指标的历史数据进行分析，获得每个指标的最优值作为参考数列，则有如下结果。
3.2 规范化处理比较数列和参考数列
各个指标有着自身特性的物理定义，其数据的量纲也有各自的意义，且不一定相同。因此，在进行灰色关联分析时，利用统计数学的方法，对各指标进行无量纲化的数据规范化处理。
3.3 计算参考数列与比较数列的灰色关联系数ξ（ai）
所谓关联程度，实质上是曲线间几何形状的差别程度。因此曲线间差值大小，可作为关联程度的衡量尺度。对于一个参考数列a0有若干个比较数列a1，a2，…，an，各比较数列与参考数列在各个时刻（即曲线中的各点）的关联系数ξ（ai），关联系数ξ（ai）可简化成下面的公式。
其中，ρ为分辨系数，ρ>0，通常取0.5，Δmin是第二级最小差，Δmax是两级最大差。
3.4 求关联度Ri
关联系数是比较数列与参考数列在各个时刻的关联程度数值，呈现分散、不唯一的特性，某一时刻的关联系数无法准确反映整个系统的特性，从而无法对整个系统进行比较。因此，将各个时刻关联系数的平均值作为表示比较数列与参考数列关联程度的数值，能够集中反映系统特性，有利于系统进行整体比较，即关联度。不同的企业在选择不同类型的供应商时，侧重考虑的因素各不相同，反映在评价指标体系中，不同的评价指标对整体系统的影响程度不一样。因此，用加权法表示不同的评价指标在全系统中的影响。加权后的关联度计算公式如下。
3.5 关联度排序
关联度数值的大小和大小排序集中体现了系统中各个因素之间的关联程度。将m个子序列对同一母序列的关联度按大小顺序排列起来，形成了关联序，表示为{a0i|i=1，2，…，m，a00>a01>…>a0m}，
它反映了对母序列来说各子序列的“优劣”关系。若
R0i>R0j，则称{ai}对同一母序列{a0}优于{aj}，记为{ai}>{aj}，则说明{ai}可作为最优解。
4 灰色关联分析法的应用
以某集团公司选择某型号的元器件电连接器供应商为例进行分析。该公司的电连接器供应商共有14家，利用供应商综合评价指标体系，对产品质量、产品质量保证、产品成本保证、产品进度保证、配合能力和研发能力进行统计分析，并采用灰色关联分析法对其进行评价选择，获得最优解，确定供应商。
5 结 语
本文通过用全面质量管理思想分析供应商评价指标，建立了航天型号元器件供应商评价体系，并运用灰色关联分析算法对航天型号元器件供应商评价体系进行定量分析计算，为某电连接器生产企业选择供应商提供了有效的决策依据。
主要参考文献
[1]吕锋，崔晓辉.多目标决策灰色关联投影法及其应用[J].系统工程理论与实践，2002（1）.
[2]杜利珍，余利琪，陶德馨.汽车零部件供应商的评价与选择方法及软件实现[J].物流科技，2006（6）.
[3]谌述勇，陈荣秋.论JIT环境下制造商与供应商之间的关系——中国汽车工业中的JIT采购与供应[J].管理工程学报，1998（3）.
[4]奚慧杰.浅论精益生产模式下供应商战略伙伴關系的建立[J].昌河科技，2005（1）.
[5]张慧.供应链环境下供应商选择模式在YY电子制品厂的应用研究[D].广州：华南理工大学，2006.
功率器件范文第4篇
正弦稳态电路的重要用途之一就是传递能量，因此，有关正弦稳态电路功率的概念和计算是正弦稳态电路分析的重要内容。
学生在学本知识点前，已经学习了正弦量的基本概念、正弦量的有效值、复数的基本运算、相量表示法、基尔霍夫定律的相量形式、电路元件伏安关系的相量形式、阻抗和导纳、相量分析法等知识点。
二、教学目标
1、知识目标：
(1) 理解有功功率、无功功率的概念; (2) 理解无功功率并不等于无用功率; (3) 了解无功功率的危害;
(4) 理解有功功率、无功功率和复功率的关系; (5) 会计算有功功率、无功功率。
2、能力目标：
(1) 从一则寓言故事《小猴子摘桃》激发学生对“无功而返”的思考，对无功功率的讲解埋下伏笔，使学生更深刻理解无功功率的危害和作用，让学生更深刻地理解电网中的无功功率主要构成，通过对无功功率和有功功率的学习和思考，进一步提高电力工程中实际问题的分析能力。
(2) 通过对有功功率的推导，对有功功率、无功功率的计算，以及它们和复功率的关系、复功率的计算等，增加学生的数学建模能力和运算能力。
3、情感目标：
(1) 通过无功功率和寓言故事的类比，体会“无功而返”这个成语，培养学生的知识类比以及哲学思考能力。
(2) 为了计算有功功率和无功功率，引入了复功率的概念，计算可以获得简化。计算了复功率，也就得到了有功功率和无功功率，通过学习，使学生在处理复杂运算问题时学会采用的一种化繁为简的思想。
三、 教学重点与难点
1、重点
(1) 有功功率的来源。 (2) 无功功率不等于无用功率。
2、难点
(1) 有功功率的推导。 (2) 无功功率不等于无用功率
(3) 利用复功率，可以简化有功功率和无功功率的计算。
四、 教学方法
1、 引入
通过《小猴子摘桃》寓言故事，阐述无功而返成语含义，并引入本知识点，主要阐述功率可以属于有功功率也可以属于无功功率。
2、 本节讲授
(一) 有功功率的推导，无功功率的定义，以及在工程领域中的应用; (二) 讲授利用复功率来计算有功功率、无功功率。
3、 总结
有功功率和无功功率是正弦稳态电路分析中的一个知识重点，也是知识难点。电功率可以做功，也可以不做功。
功率器件范文第5篇
郑州轻工业学院电化学工程专业创办于1985年, 以化学电源、电镀、表面处理为主要研究方向, 是继哈尔滨工业大学和天津大学之后全国第三个工科本科电化学专业, 同时也是河南省唯一的本科电化学专业, 具有较强的师资和实验条件。为了适应国家产业结构调整和科学技术发展战略需要, 郑州轻工业学院在现有的电化学工程的基础上设立新能源材料与器件本科专业。该专业从2015 年开始招生, 因学科建设处于起步阶段, 专业课程体系与结构处于探索之中, 需要在实践中不断优化与总结。
1 明确培养目标
郑州轻工业学院电化学工程专业主要开展化学电源、电解、电镀、金属腐蚀与防护等领域的研究, 培养的学生具备电化学工程方面的基本理论、专业知识和实践技能, 能在能源、化工、表面处理等领域从事科学研究、技术开发、生产经营管理、质量分析与测试等工作的应用型高级工程技术人才。在此基础上成立的新能源材料与器件专业拓宽和优化了原有的研究领域, 以化学电源、太阳能电池、新能源材料为主要专业方向, 设定了培养目标:培养适合我国新能源、新材料、新能源汽车等国家战略性新兴产业发展需要, 同时具有较强的外语和计算机应用能力, 具备化学电源、新能源材料、新能源器件的设计、制造、应用以及材料表面加工与改性工艺设计能力的高素质复合型人才。学生毕业后能自主的发挥自己的专业特长, 可在化学能源、表面处理、太阳能及储能材料等新能源材料领域从事新产品、新技术及新工艺的研究、技术开发及相关管理工作。学生也可以选择进一步深造, 攻读材料学、化学工程、新能源相关技术及交叉学科的研究生。
2 构建合理课程体系
新能源材料与器件专业是一门新兴的交叉学科, 涉及物理学、化学、材料科学、能源技术等多学科基础, 涵盖动力电池材料、燃料电池材料、太阳能电池材料、超级电容器材料、生物质能材料、核能材料、风能材料等。知识体系强调数理基础, 理化结合, 材料、器件、系统的结合。课程设置应充分体现“厚基础、宽口径”的培养模式, 教学体系主要分为理论教学和实践教学。新能源材料与器件专业相对于郑州轻工业学院传统的电化学工程专业有其自身鲜明的特点, 特别是如何处理和平衡材料与器件关系成为课程体系设置的难点。因此, 在培养方案中需要打破传统的专业界限, 合理搭配专业基础课、专业必修课和专业任选课的总学时、开设时间和时长2。专业任选课可适量增加学科门类, 突出课程重点, 以利于学生对不同学科门类的融会贯通。目前我校按照本科人文社会科学基础、公共基础、学科基础、专业课程和集中实践教学五个技能教育层面设置课程。
人文社科基础课程:主要包括中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、形势与政策、军事理论、大学生就业指导和大学生健康教育等课程。
公共基础课程:主要包括大学英语、高等数学、线性代数与空间解析几何、概率与数理统计、大学物理、物理实验、计算机应用基础、VB程序设计技术等课程, 使学生掌握必要的数学和物理基础。
专业基础课程:主要包括机械设计基础、无机化学、有机化学、物理化学、化工原理、理论电化学、材料科学基础、固体物理学、电子电工技术、工程材料与热处理、画法几何与工程制图、仪器分析等课程, 使学生掌握化学类、物理类和材料类的基础知识。
专业课程:依据化学电源、太阳能电池和新能源材料三个方向开设了电化学测量、新能源材料与器件导论、化学电源、太阳能电池系统设计等专业课程, 同时开设了与之相关的专业选修课, 意在开拓学生的知识面, 增加学生对专业知识的了解。
集中实践教学:包括实验教学和实践教学两大主要环节, 增加了实验教学的比重, 同时化学类、物理类和材料类专业课程均配有相应的实验课程, 意在增加学生的动手能力和创新性。实践教学方面, 除了原有的课程设计、生产实习、认识实习外, 还开设了素质教育, 创新、创业教育平台。
3 改革现有教学手段
新能源材料与器件专业涉及专业课程范围宽且庞杂, 并且有些课程较为抽象, 学生首次接触常会遇到知识过于抽象不便于理解的问题, 因此的传统的教学模式已不再适应当前培养高素质新能源材料与器件人才的需要, 必须对传统教学模式进行改进。例如可将现代化教学手段应用于新能源材料与器件专业课程3。针对一些抽象知识, 利用多媒体数字化资源像动画、图片等可进一步加深学生对知识点的理解和掌握, 可明显提高课堂教学效果。例如, 化学电源中各种电池的工作原理, 如锂离子二次电池工作原理, 锂离子充电时Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极, 负极处于富锂态, 正极处于贫锂态, 同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极, 保证负极电荷平衡。放电时Li+从负极脱嵌, 经过电解质嵌入正极, 正极处于富锂态, 同时电子从负极经外电路到正极提供电流。若将该原理做成动画, 将有助于学生对该原理更直观、轻松的理解和掌握, 能更进一步的培养学生的学习兴趣。另外, 利用网络为辅助手段的教学, 可增强师生间相互联系, 及时反馈教学效果, 扩展学生的学习空间。因课堂教学时间有限, 学生学习程度参差不齐, 教师可通过网络手段如邮件、QQ、微信等将教学资料提供给学生, 同时又可以对学生在学习过程中存在的问题进行及时答疑。学生可通过网络对所学知识进行扩充, 增强学生自主学习能力, 扩大知识面, 提高学习效果。例如, 学生从课本上学习到了各种储能器件的基本机构和原理, 可通过网络资源直观认识到其生产过程和应用领域。如锂离子电池、燃料电池和太阳能电池等在新能源汽车中的应用。通过该方法的学习, 可以使学生及时了解最新科技动态, 提高创造性思维, 充分发挥好学生的主体地位。总之, 在新能源材料与器件专业课程教学中引入现代化教学方法充分发挥学生主体地位, 对培养综合性高素质人才具有重要意义。
4 结语
新能源材料与器件作为一门新兴、高新技术专业, 在21 世纪将越来越受到关注, 发展的速度也必将越来越快。为了培养出国家和地方急需的新能源材料与器件专业技术人才, 实现该专业人才培养目标, 郑州轻工业学院将根据其专业特点, 以传统优势专业电化学工程为依托, 探索新能源材料与器件专业的课程教学体系, 形成科学的人才培养方案, 从而有效地保证人才培养质量, 为社会培养高素质综合型新能源材料与器件专业人才。
摘要：新能源材料与器件的发展与技术水平不仅在国民经济和科技发展中具有重要战略地位, 而且对国家安全具有重要影响力。本文依据郑州轻工业学院材料与化学工程学院电化学工程的教学经验, 从新能源材料与器件专业培养目标出发, 对新能源材料与器件专业的课程教学进行了探讨。
关键词：新能源材料与器件专业,教学模式,实践教学
参考文献
[1] 安春爱, 米晓云, 柏朝晖.浅谈新能源材料与器件专业建设[J].长春教育学院学报, 2012, 28:107-108.
[2] 柏朝晖, 米晓云, 张希艳.新能源材料与器件专业建设的探索[J].大学教育, 2013, 11:52-53.
功率器件范文第6篇
一.学习目标：
1.了解电功的定义及单位，掌握电功的计算公式及其应用; 2. 了解电能表的作用及其计数方法，会用电能表测量电功与电功率; 3. 了解电功率的定义及单位，掌握电功率的计算公式及其应用; 4. 理解额定电压、额定电流及额定功率的含义; 5. 会用伏安法测小灯泡的电功率;
6. 理解焦耳定律的内容、公式及其简要的计算，了解电热器的原理和应用。
二.知识整理：
三.例题及巩固练习：
1、灯泡灯丝断了后可搭接上重新使用，但亮度会增加，而且寿命不长，为什么?
2、将一只“220V 15V”的灯泡与一只“220V 100W”的灯泡串联后接入380V的电路，各灯泡实际消耗的电功率为多少?这样接法有什么不好?
3、一灯泡两端电压由4V增大到10V时，电流变化了2A，则灯泡电功率的变化为多少?灯泡的电阻为多少?
4、两灯泡分别标有“3V 1W”和“6V 3W”字样，若将两灯泡串联接入电路，其两端可加最大电压为多少?若将两灯泡并联接入电路，其干路中允许通过的最大电流为多少?
5、如图所示，电源电压不变，开关S闭合后，灯L
1、L2均发光，当P向右滑动时，下列叙述正确的有(
)
A.灯L1变亮
B.电压表示数变小
C.灯L2变亮
D.电流表示数变小
6、如图，电源电压保持不变，当开关S闭合时，通过R1的电流为0.6A;当开关S断开时，R1两端的电压为2V，R2的电功率为0.8W，求电源电压U和R
1、R2的阻值。 四.课堂检测：
1.两灯都标有“220V 40W”，串联接入家庭电路中，两盏灯消耗的总功率为(
) A. 40W
B.80W
C.20W
D. 10W 2.灯L1标有“6V 3W”，灯L2没有标记，但测得它的电阻是6欧姆，现将灯L1和L2串联在某电路中，灯L1和L2都能正常发光，则这个电路两端电压和L2额定功率分别是(
)
A. 12伏和1.5瓦
B. 12伏和3瓦 C. 9伏和1.5瓦 D. 9伏和3瓦
3.额定功率相同的灯L1和L2，它们的额定电压U1>U2，下面说法正确的是(
)
A. 正常发光时，I1>I2 C. 它们串联时，P1
B. 它们的电阻R1
4.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中，某同学电路连接正确，闭合开关，灯泡发光，但测试中无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数都达不到灯泡的额定电压值，原因可能是下述的哪种?(
)
A. 变阻器总阻值太
B. 电压表量程太大 C. 电源电压太低
D. 灯泡灯丝断开
5.一个标有“220V 60W”的电炉，想把它接在110伏的电源上使用，而保持原来的功率不变，下列采取的措施中，正确的是(
)
A. 把电炉丝截去一半 B. 把电炉丝截成等长的两段后再并联起来 C. 把一根同样的电炉丝跟原来的那根串联 D. 把一根同样的电炉丝跟原来的那根并联
6.一个电灯L1接在电压恒定的电源上，消耗的功率为40瓦，另一电灯L2也接在这一电源上消耗的功率为60瓦，若将L1和L2串联后接在这一电源上，则两个灯消耗的总功率是(
)
A. 100瓦
B. 50瓦
C. 24瓦
D. 20瓦
7.如图所示电路，电源电压U恒定，当滑动变阻器RW接入电路的电阻为R时，灯L消耗
1的功率为PL，要使灯L消耗的功率变为4PL，应使滑动变阻器接入电路的电阻变为(
)
A. 2R
B.R/2
C.R+RL
D. 2R+RL
8.灯泡L1标有“8V 25W”，L2标有“8V 2W”，把这两个灯泡串联接到某电源上，闭合开关S后只有一个灯泡正常发光，另一个发光很暗，则该电源电压为(
)
A. 16伏
B. 12伏
C.10伏
D. 8伏
9.两只电阻的规格分别为“5
45W”和“10
40W”，如果把它们并联在电路中，则电路中允许通过的最大电流为(
)
A. 4安培
B. 4.5安培
C. 5安培
D. 5.5安培
10.如图所示，电源电压不变。当S1闭合、S2断开时，电流表的示数为I1，电阻R1消耗的功率为P1，R1和R3消耗的功率之比为2:1。当S1断开，S2闭合时，电流表的示数为I2，电阻R2消耗的功率为P2，已知I1:I2=2:3则(
)
A. R1:R3=2:1
B. R2:R3=1:1
C. P1:P2=8:9
D. P1:P2=4:9 11.如图所示，U=220伏，且保持不变，定值电阻R2=1210欧。S闭合时，电烙铁R1正常工作。S断开时，通过R1的电流减小到S闭合时的1/2。求： (1)电烙铁的额定功率。(2)S断开时，R
1、R2的总功率。
12.如图所示电路，电源电压保持不变，R1=20欧，当滑动变阻器R2的滑片移到最左端时，电流表的示数为0.5安，若将滑片P移到变阻器的中点时，电流表的示数为0.2安，求滑动变阻器最大阻值和当滑动变阻器滑到最右端时，滑动变阻器消耗的功率。
13.如图所示电路中，S为一单刀双掷开关，灯泡L1上标有“3V 1.5W”的字样，L2的电阻为12欧，电源电压恒为18伏，当开关拨到a，滑动变阻器R的滑片位于变阻器的中点时，L1正常发光。当开关拨到b，滑动变阻器的滑片位于变阻器的右端时，灯泡L2消耗的电功率正好是其额定功
率的1/4，求灯泡L2的额定电压和额定功率。
14.如图所示电路，电源电压恒定，R0是定值电阻。当滑片P由阻值13处a点移到b端时，电压表的示数增大2伏，变阻器前后消耗的功率比为4:3。求：
(1)变阻器滑片P位置变化前后电压表的示数比。 (2)变阻器滑片P在b端时电压表的示数。 (3)求电源电压。
15.如图所示电路，电源电压为12估，R1为8欧。当只闭合开关S1时，灯L正常发光;只闭合S
2、S3时，灯L的功率为额定功率的25/36;只闭合S3时，R2的功率为0.48瓦，且R2
(1)灯L的额定功率。
(2)只闭合S3时，灯L的实际功率。