電力電子器件及其應用的現(xiàn)狀和發(fā)展

原振海　李麗

摘 要：電力電子器件在各個民生領域中的應用顯著提升了人民的生活水平，促進了我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。本文從闡述電力電子器件的應用現(xiàn)狀入手，在此基礎上探討了電力電子器件的發(fā)展策略。

關鍵詞：電力電子器件;應用現(xiàn)狀;發(fā)展策略

電力電子器件及其應用的現(xiàn)狀和發(fā)展是一項多方面的研究內容，技術人員在進行研究時應當考慮到電力電子器件在節(jié)約能源發(fā)展與綠色技術革新等方面所起到的重要作用，才能夠確保電力電子器件的應用與發(fā)展進一步成為電氣工程學科領域中極為重要、最為活躍的環(huán)節(jié)。

一、電力電子器件的應用現(xiàn)狀

電力電子器件的應用是一項系統(tǒng)性的工作，以下從應用領域擴展、重要程度提升、應用效率提升等方面出發(fā)，對于電力電子器件的應用現(xiàn)狀進行了分析。

1.應用領域擴展

電力電子器件的應用領域持續(xù)擴展。隨著我國整體電力電子器件及其應用裝置推廣力度的增加，電力電子器件已經(jīng)日益廣泛地應用并滲透到包括能源、交通運輸、環(huán)境、先進裝備制造、激光、航空航天及航母、艦船、坦克、第五代戰(zhàn)機、激光炮、電磁炮等軍用領域中去。其次，隨著我國30多年來電力電子器件領域和電力電子技術的飛速發(fā)展，我國在電力、機械、礦冶、交通、石油、能源、化工、輕紡等民用領域方面也獲得了喜人的發(fā)展，在這一過程中電力電子器件也在通信、激光、機器人、環(huán)保、原子能、航天等高新尖端技術產業(yè)中，獲得了良好的應用效果。

2.重要程度提升

電力電子器件應用的重要程度也與日俱增。電力電子器件應用的重要性在20世紀80年代后就開始逐年增加，這在諸如半導體、微電子技術、計算機、通信技術、電力電子技術等領域中表現(xiàn)的尤為顯著，并且也對世界范圍內的科學技術、經(jīng)濟、文化、軍事等各方面的發(fā)展造成了實質性的影響。其次，電力電子器件應用的重要程度還在諸如微電子、計算機、通信等領域中有著顯著提升。與此同時，電力電子器件應用的重要程度提升還需要考慮到實施信息的傳輸、處理、存儲和產生控制指令等方面的情況，因此需要在保障電能安全、可靠、高效、經(jīng)濟運行的前提下，才能夠將能源與信息更加高度的集成在一起。

3.應用效率提升

電力電子器件應用的效率逐年提升。眾所周知電力電子是我國國民經(jīng)濟的重要的基礎性技術，因此在實質上是現(xiàn)代科學、工業(yè)和國防的重要支撐部件。因此，電力電子器件應用效率的逐漸提升，并且在照明、家電等量大面廣的與人民日常生活密切相關的應用領域已經(jīng)無所不在。因此就本質上而言，作為基礎性技術與高尖端技術的電力電子器件應用技術兩者都無法或缺，同時也不能夠簡單的相互替代。

二、電力電子器件的發(fā)展策略

電力電子器件的發(fā)展策略應當具有多樣性，以下從注重智能化發(fā)展、增強電力電子器件性能、減少電力電子器件損耗等方面出發(fā)，對于電力電子器件的發(fā)展策略進行了分析。

1.注重智能化發(fā)展

電力電子器件發(fā)展的第一步是注重智能化發(fā)展。技術人員在注重智能化發(fā)展的過程中應當確保對有限能量進行合理利用。眾所周知電氣系統(tǒng)的微型化及電源智能管理促進了電力電子近50年來的革命性發(fā)展，而在這一過程中新型電力電子器件的出現(xiàn)，在事實上帶來一場電力電子技術的革命，因此其在未來發(fā)展過程中會朝著更加智能化的方向發(fā)展。其次，技術人員在注重智能化發(fā)展的過程中應當做好智能化整合技術的合理應用，這是考慮到電力電子器件屬于現(xiàn)代電力電子裝置的心臟，而整合性能雖然在整臺裝置中的性能比例不會超過總價值的20%-30%，但是對裝置的總價值，尺寸、重量、動態(tài)性能往往會起到?jīng)Q定性的作用。與此同時，技術人員在注重智能化發(fā)展的過程中還應當注重強化設備的便捷性，正是便捷性和靈活性推動了現(xiàn)代電力電子裝置的廣泛應用，如果沒有日益擴大的電力電子應用市場需求所帶來的強烈推動與促進，也不會出現(xiàn)今天現(xiàn)代電力電子器件的蓬勃發(fā)展的局面，因此在這一前提下技術人員更加注重電力電子器件的智能化發(fā)展就顯得極為必要了。

2.增強電力電子器件性能

電力電子器件發(fā)展的關鍵是增強電力電子器件的性能。技術人員在增強電力電子器件性能的過程中應當確保電力電子器件的發(fā)展能夠保持一個理想的運作功率，并獲得較為理想的靜態(tài)和動態(tài)特性。舉例來說，新時期的電力電子器件能夠在阻斷狀態(tài)下承受高電壓，而在導通狀態(tài)則可以具有高的電流密度和低的導通壓降。其次，技術人員在增強電力電子器件性能的過程中還應當確保在開關狀態(tài)和轉換時能夠具有更低的開關損耗，并在運行時具有全控功能和良好的溫度特性。與此同時，技術人員在增強電力電子器件性能的過程中還應當為提供高質量、高效率的電能做出自己的貢獻，從而確保電力電子器件能夠成為實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質量的重要手段，并成為弱電控制與強電運行之間、信息技術與先進制造技術之間、傳統(tǒng)產業(yè)實現(xiàn)自動化、智能化改造和興建高科技產業(yè)之間不可或缺少的重要橋梁，因此在這一前提下增強電力電子器件性能就有著很強的現(xiàn)實意義了。

3.減少電力電子器件損耗

電力電子器件發(fā)展需要著眼于減少電力電子器件的損耗。技術人員在減少電力電子器件損耗的過程中首先應當清醒的認識到，以晶閘管為代表的半控型器件已經(jīng)達到了非常高的水平，而在此基礎上電力電子器件的全控器件也發(fā)展實際上也達到了非常高的水平，這在事實上達到了寄生二極管限制下硅材料所能夠達到的極限，因此在這一前提下技術人員應當盡可能的減少電力電子器件的損耗，這就顯得極為必要了。其次，技術人員在減少電力電子器件損耗的過程中還應當為更高電壓、更好開關性能的電力電子器件的使用提供更多的輔助，才能夠更加有效地降低了裝置的故障率和成本。

三、結束語

近年來，隨著我國電力電子器件領域整體發(fā)展情況的不斷進步，在這一過程中我國電力電氣器件的應用現(xiàn)狀得到了很大程度改良。因此在這一前提下，我國的電力電子器件的發(fā)展應當朝著提高電流和電壓的等級、提高工作頻率、縮小體積、高度模塊化和高工作效率化等方向發(fā)展，才能夠在此基礎上為提高我國電力電子器件的整體水平奠定堅實的基礎。

參考文獻

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