電力電子器件及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展研究

祝永權(quán)

摘 要：隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力電子器件被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，推動(dòng)著我國工業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們的生活水平的提高，因此，有必要對(duì)電力電子器件及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展展開研究。文章對(duì)我國電力電子器件應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)電力電子器件應(yīng)用現(xiàn)狀中存在的問題與發(fā)展方向展開了研究。

關(guān)鍵詞：電力電子器件；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展；研究

在現(xiàn)代化電子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步下，我國的電力電子器件也得到了快速的發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中也得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在上個(gè)世紀(jì)八十年代之后，電力電子器件的發(fā)展極為迅速，促進(jìn)了各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。在現(xiàn)代的電子技術(shù)中，包括兩中類型：一種是信息電子技術(shù)，另一種是電力電子技術(shù)，這兩種技術(shù)是相輔相成的，想要保證電力電子系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，必須要將兩種技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，只有這樣才能夠有效的將電力需求問題得以解決。可見，電力電子技術(shù)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們生活水平提高中有著重要的意義。

一、我國電力電子器件應(yīng)用的現(xiàn)狀

（1）對(duì)電力電子器件中晶閘管的應(yīng)用

在電力電子器件中晶閘管是應(yīng)用最為廣泛的器件，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的科學(xué)研究，晶閘管也不斷出現(xiàn)了革新，傳統(tǒng)的晶閘管存在著很大的缺陷，由于它是由水銀整流器與電動(dòng)發(fā)電機(jī)兩個(gè)部分組成的，所以它最近大的缺陷便是體積太大，并且在功率與效率上也不能夠滿足生產(chǎn)需求；而現(xiàn)代的經(jīng)過革新技術(shù)的晶閘管，相比于傳統(tǒng)的晶閘管，不但在體積上要縮小了很多，在功率上也提高了很多，促使在應(yīng)用過程中的工作效率明顯得到了提升，促使其在各種企業(yè)應(yīng)用的很多變流技術(shù)當(dāng)中都會(huì)被應(yīng)用，它在變流技術(shù)中應(yīng)用的地位也是非常高的。然而這種類型的晶閘管也是存在缺陷的，在運(yùn)行中這類晶閘管不能將其工作頻率降低，中途也不能將其關(guān)斷，為了改進(jìn)這種缺陷帶來的不便，可關(guān)斷式晶閘管被研發(fā)了出來，并且在西方發(fā)達(dá)國家，針對(duì)于晶閘管的研發(fā)已經(jīng)發(fā)展向可以應(yīng)用于大功率與高電壓當(dāng)中的可關(guān)斷晶閘管類型的變頻器。

（2）對(duì)電力電子器件中絕緣柵雙極晶體管的應(yīng)用

在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可關(guān)斷的晶閘管還是不能夠滿足于人們的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上絕緣柵雙極晶體管被研發(fā)而出。通過對(duì)可關(guān)斷晶閘管的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)其仍然存在著很大的缺陷，雖然可關(guān)斷晶閘管能夠滿足人們對(duì)于低頻率工作與關(guān)斷的需求，但是在關(guān)斷過程中晶閘管所產(chǎn)生的能源耗費(fèi)是非常高的，這種情況的出現(xiàn)完全不符合于低碳節(jié)能的理念要求，并且對(duì)于使用者而言這筆能源耗費(fèi)產(chǎn)生的損失也是不小的，絕緣柵雙極晶體管的問世，將這種現(xiàn)象有效的解決了。相比于可關(guān)斷晶閘管，絕緣柵雙極晶體管所產(chǎn)生的工作效益更高，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用中已經(jīng)逐漸將晶閘管進(jìn)行了替代，尤其是在電車的應(yīng)用與研發(fā)當(dāng)中。

（3）對(duì)電力電子器件中智能功率模塊的應(yīng)用

在近些年來，智能化的發(fā)展極為迅速，并被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，智能化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不斷被人們所認(rèn)知。建立在絕緣柵雙極晶體管的基礎(chǔ)上，再與故障檢測(cè)保護(hù)電路相結(jié)合，智能功率模塊被研發(fā)了出來，并在世界各國產(chǎn)生了很大的影響。相比于傳統(tǒng)的功率器件，智能功率模塊的研發(fā)具有非凡的意義，可以說在功率器件當(dāng)中其進(jìn)步是具有革命性的，相比于傳統(tǒng)的器件具有非常大的優(yōu)勢(shì)，比如溫度傳感功能、電流傳感功能、節(jié)能環(huán)保、高效便捷等，這些優(yōu)勢(shì)都是傳統(tǒng)的功率器件不具備的。

二、電力電子器件應(yīng)用現(xiàn)狀中存在的問題與發(fā)展方向

（1）電力電子器件缺乏創(chuàng)新

我國近些年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展極為迅速，人們?cè)谏钏讲粩嗟玫教岣叩耐瑫r(shí)，對(duì)于其他方面的要求也逐漸提高了標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在電力電子器件方面的各種應(yīng)用更是提高了要求，無論是在電力電子器件的性能、質(zhì)量方面，還是在規(guī)格與功能方面都提出了很高的要求，造成電子技術(shù)的發(fā)展速度難以滿足人們與日俱增的需求。這是由于電力電子器件在創(chuàng)新力度上存在不足造成的，因此，在未來的電力電子器件發(fā)展中，人們應(yīng)該結(jié)合人們對(duì)于電技術(shù)的實(shí)際需求，對(duì)電子技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的研究，更加深入的對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，加大對(duì)其的創(chuàng)新力度，力求研發(fā)出的電力電子器件，實(shí)現(xiàn)人們的各種應(yīng)用需求均能夠得到滿足的目標(biāo)。

（2）電力電子器件的研制原材料存在問題

在任何一項(xiàng)科研研發(fā)當(dāng)中，原材料都是重要的研制因素，在電力電子器件的研發(fā)中原材料的選擇問題，造成電力電子器件研發(fā)過程中受到了一定的限制。在進(jìn)行電力電子器件的研發(fā)過程中，必須要具備符合器件研制條件的原材料，而這種原材料的獲取過程是十分復(fù)雜的，需要大量的人力、物力與財(cái)力的支持，并且還需要相關(guān)的科研人員對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)與研究，才能夠?qū)⒃牧鲜欠穹鲜褂玫囊筮M(jìn)行確定。確定之后應(yīng)用在電力電子器件研制過程中，仍然需要經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，將其存在的一些制約因素進(jìn)行規(guī)避，這也是需要一段較長(zhǎng)的時(shí)間的。通過以上這些原材料的選擇過程可知，電力電子器件研發(fā)中原材料選擇的難度是極高的，因此，在電力電子器件的未來發(fā)展中，還應(yīng)該這對(duì)對(duì)原材料選擇的效率，采取有效的措施進(jìn)行提高，以促進(jìn)電力電子器件的快速發(fā)展。

總而言之，在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，電力電子器件的廣泛應(yīng)用發(fā)揮著重要的推進(jìn)作用，促使我國在工業(yè)生產(chǎn)與人們的生活水平上都有著明顯的進(jìn)步。可見電力電子器件的發(fā)展是具有重要意義的，所以我們應(yīng)該對(duì)電力電子器件加強(qiáng)研發(fā)的力度，促使我國在科研技術(shù)方面的發(fā)展得到快速的提升，加強(qiáng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)與世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)力。

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（作者單位：上海濱海電力工程有限公司）