摘要：電力電子技術在綠色電源技術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鍵的分支。近幾年，電力電子技術發(fā)展勢頭不容小覷。文中描述了電力電子的定義和應用，分析了電力電子技術產(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)展提出了相關的建議。

關鍵詞：電力電子技術;電源技術;電力電子產(chǎn)業(yè)

電力電子技術，就是運用電力半導體器件以及電子技術對電氣設備的電功率進行控制的一種技術。它把電力半導體器件、電子技術、自動控制技術與電力變換技術等多種技術相結(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用技術的發(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上的新突破變?yōu)閷嶋H應用的時間也縮短。它涉足領域廣泛，在電力、機械、通訊、交通等領域發(fā)揮著重要作用，是如今高新技術不可或缺的一部分。

１電力電子器件的發(fā)展

由于電力電子器件不斷發(fā)展，電力電子技術也取得了較大進步。電力電子技術的發(fā)展可分為以下幾個階段，第一階段為1950～1960年，在這一階段，半導體器件中重要的技術得到了完善;第二個階段從1970到1980年底，關鍵的電力電子器件包括場效應晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、可關斷晶閘管的發(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造，二是應用寬能帶間隙的半導體器件，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，電力電子的應用技術對我國國民經(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，政府將電力電子技術列入國家“九五”科技發(fā)展規(guī)劃和國家關鍵新技術發(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。在電力電子領域內(nèi)主要面臨以下問題：科技發(fā)展的基礎相對于其他發(fā)達國家較為薄弱，再加上這個領域發(fā)展速度太快，我國在這個領域的發(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的落后現(xiàn)狀，應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，而且在科技發(fā)展中所起的作用越來越關鍵，在如今的高新技術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

參考文獻：

[1]王兆安，楊旭.王曉寶.電力電子集成技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].電力電子技術，2003，37(5)：90-94.

[2]錢照明，張軍明，呂征宇，等.我國電力電子與電力傳動面臨的挑戰(zhàn)與機遇[J].電工技術學報，2004，19(8)：10-22.

[3]錢照明，張軍明，謝小高，等.電力電子系統(tǒng)集成研究進展與現(xiàn)狀[J].電工技術學報，2006，21(3)：1-14.