摘要：電力電子技術(shù)在綠色電源技術(shù)上起著很重要的作用，現(xiàn)如今它已經(jīng)發(fā)展為電氣工程學科中一個特別關(guān)鍵的分支。近幾年，電力電子技術(shù)發(fā)展勢頭不容小覷。文中描述了電力電子的定義和應(yīng)用，分析了電力電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與電力電子器件在我國的發(fā)展，對電力電子的發(fā)展提出了相關(guān)的建議。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);電源技術(shù);電力電子產(chǎn)業(yè)

電力電子技術(shù)，就是運用電力半導(dǎo)體器件以及電子技術(shù)對電氣設(shè)備的電功率進行控制的一種技術(shù)。它把電力半導(dǎo)體器件、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)與電力變換技術(shù)等多種技術(shù)相結(jié)合，是一門交叉學科。經(jīng)過幾代人孜孜不倦的努力，我國的電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的比較快速。自從第一個可控硅的出現(xiàn)，電力電子器件及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)持續(xù)了將近50年。電力電子器件的發(fā)展歷經(jīng)了不控器件和半控器件，電流、電壓全控器件和功率集成電路等幾個時期，器件的體積在不斷地減小，而且，功率損耗較大的開關(guān)時間也大大降低，工作頻率大幅度的增加，而且在電力電子技術(shù)上的新突破變?yōu)閷嶋H應(yīng)用的時間也縮短。它涉足領(lǐng)域廣泛，在電力、機械、通訊、交通等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，是如今高新技術(shù)不可或缺的一部分。

１電力電子器件的發(fā)展

由于電力電子器件不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)也取得了較大進步。電力電子技術(shù)的發(fā)展可分為以下幾個階段，第一階段為1950～1960年，在這一階段，半導(dǎo)體器件中重要的技術(shù)得到了完善;第二個階段從1970到1980年底，關(guān)鍵的電力電子器件包括場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、可關(guān)斷晶閘管的發(fā)展，使功率變換的要求得以實現(xiàn);第三個階段是從1990年始一直到現(xiàn)在，電力電子技術(shù)已經(jīng)基本成熟，電壓全控型的電力電子器件與智能型集成功率模塊技術(shù)實現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展。到目前為止，電力電子器件的水平基本上穩(wěn)定在109～1010W/Hz的水平。為了超越器件的極限，可以向兩個方向發(fā)展：一是更換更新的器件構(gòu)造，二是應(yīng)用寬能帶間隙的半導(dǎo)體器件，如SiC器件和GaN器件。

２對電力電子產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的分析

毋庸置疑的是，電力電子的應(yīng)用技術(shù)對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展起著很大的促進作用。為了大力發(fā)展電力電子技術(shù)，政府將電力電子技術(shù)列入國家“九五”科技發(fā)展規(guī)劃和國家關(guān)鍵新技術(shù)發(fā)展計劃。盡管電力電子產(chǎn)業(yè)得到了較快發(fā)展，但同時也面臨著一些挑戰(zhàn)，研究與調(diào)查表明當前我國電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時存在著有利因素與不利因素。

2.1有利因素。我國電力電子技術(shù)的發(fā)展在如下方面取得很大的成功：由于Si材料的發(fā)展與運用，技術(shù)的不斷成熟等，大功率相控晶閘管與大功率快速晶閘管在部分地區(qū)已經(jīng)有較大地發(fā)展，市場份額在逐步加大;功耗很低的中功率可控硅在國外市場所占份額較大;電力電子的集成化與數(shù)字化技術(shù)得到較大的發(fā)展;在東南部地區(qū)，成本較低的中低功率模塊，價格相對低廉的普通二極管與晶閘管芯片在國內(nèi)市場比重較大，因此可以不用進口，節(jié)約了成本。

2.2不利因素。我國的工業(yè)化進程還處于一個不發(fā)達階段，在工業(yè)化進程中依然要面對一系列問題。在電力電子領(lǐng)域內(nèi)主要面臨以下問題：科技發(fā)展的基礎(chǔ)相對于其他發(fā)達國家較為薄弱，再加上這個領(lǐng)域發(fā)展速度太快，我國在這個領(lǐng)域的發(fā)展滯后于國際步伐;我國生產(chǎn)的大部分電力電子器件仍然局限于可控硅，很多研發(fā)出來的高科技產(chǎn)品依然依賴于國外產(chǎn)品的組裝集成;產(chǎn)品研發(fā)的效率還不是太高，新能源技術(shù)還不成熟。

３電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標以及建議

為了應(yīng)對國內(nèi)外市場緊迫的競爭形勢，盡快改變我國電力電子技術(shù)的落后現(xiàn)狀，應(yīng)盡快采取有力的措施。我國政府可以采取以下的發(fā)展戰(zhàn)略：

(1)朝著大容量、智能化的方向發(fā)展電力電子器件，尤其注重發(fā)展中小功率半導(dǎo)體器件的高功率化、模塊化、數(shù)字化、快速化，發(fā)展創(chuàng)新型科技。

(2)著力提高電子產(chǎn)品的效率與電能，盡量消除或者降低電力公害，減少電磁干擾。因此研究的重點內(nèi)容就是更好地提高電能變換效率，讓待機損耗降到最低。

(3)運用新型半導(dǎo)體材料制造新型功率器件，加強對新一代碳化硅、砷化鎵功率器件的開發(fā)。

(4)大力發(fā)展智能化的電路集成系統(tǒng)產(chǎn)品，把這個復(fù)雜系統(tǒng)模塊化，從而可以達到標準化、生產(chǎn)自動化、批量化生產(chǎn)，降低成本。

４結(jié)論

電力電子技術(shù)的發(fā)展，為逐漸改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開拓新的產(chǎn)業(yè)奠定了一定的基礎(chǔ)，而且在科技發(fā)展中所起的作用越來越關(guān)鍵，在如今的高新技術(shù)中扮演著不可缺少的角色。總而言之，電力電子產(chǎn)業(yè)在未來的應(yīng)用前景越來越廣闊，必然會成為21世紀電子產(chǎn)業(yè)的一個重要的組成部分。

作者:姜雪菲 任寶森          單位:青島大學

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