電力電子器件及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展

譚鑫

摘 要

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力電子器件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在現(xiàn)今的時(shí)代中，電力電子器件的應(yīng)用已經(jīng)能夠深入到能源、交通運(yùn)輸、環(huán)境、先進(jìn)裝備制造、激光、航空航天及航母、艦船、坦克、第五代戰(zhàn)機(jī)、激光炮、電磁炮等現(xiàn)代化國(guó)防武器裝備諸多重要領(lǐng)域。這與近多年來(lái)電力電子器件與電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和電力電子的重要作用密切相關(guān)。因此，對(duì)電力電子器件及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展很重要，本文對(duì)此進(jìn)行研究，希望能促進(jìn)電力電子器件的發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】電力 電子器件 應(yīng)用

1 電力電子器件應(yīng)用的現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的電力電子器件的發(fā)展越來(lái)越迅速，第二次世界大戰(zhàn)之后，特別是在上世紀(jì)的80年代時(shí)候，世界的電子技術(shù)開(kāi)始有了新的發(fā)展，電子技術(shù)一般包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)，對(duì)于信息電子技術(shù)，這是現(xiàn)代科技發(fā)展的重要成果之一。而電力電子技術(shù)就是實(shí)施電能的傳輸、處理、存儲(chǔ)和控制，電力電子技術(shù)也是現(xiàn)今不可缺少的技術(shù)之一。

我國(guó)的電力電子器件的應(yīng)用和發(fā)展也得到了很大的發(fā)展，現(xiàn)今在我國(guó)的一些大型的工廠(chǎng)和技術(shù)設(shè)備都是沿用了電力電子器件，這樣大大加快了生產(chǎn)的步伐、工作的效率。電力電子技術(shù)是一種比較先進(jìn)的技術(shù)，一般來(lái)說(shuō)，使用這種技術(shù)會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但是在應(yīng)用的時(shí)候，也不免會(huì)出現(xiàn)一些比較棘手的問(wèn)題，例如傳統(tǒng)的電力電子器件的應(yīng)用跟不上時(shí)代的進(jìn)步，創(chuàng)新不足等問(wèn)題，都會(huì)影響電力電子器件的應(yīng)用及發(fā)展。本文對(duì)電力電子器件及其應(yīng)用的先準(zhǔn)過(guò)和發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了解分析，以研究出適合電力電氣器件以后發(fā)展和應(yīng)用的道路。

2 電力電子器件在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的運(yùn)用逐漸滲入人們的生活和工作中，也大大方便了人們的生活和工作。對(duì)電力電子器件的應(yīng)用研究很重要，下面這一章節(jié)就是對(duì)電力電子器件在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行論述。

2.1 創(chuàng)新度不足

電子技術(shù)的發(fā)展很快，由于生活的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，人們對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展速度要求很快，電子技術(shù)的發(fā)展跟不上人們的欲望發(fā)展速度，這就導(dǎo)致創(chuàng)新度不足，電力電子器件的應(yīng)用出現(xiàn)了問(wèn)題。要解決這一問(wèn)題，關(guān)鍵是要對(duì)電子技術(shù)進(jìn)行研究，做出創(chuàng)新，制造出符合人們需求的電力電子器件。

2.2 尋找原材料困難

電力電子技術(shù)的發(fā)展速度有所限制，是因?yàn)橹圃祀娏﹄娮悠骷脑牧想y找，要想鉆研出符合電力電子器件制造的原材料，必須經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)之后，調(diào)動(dòng)大量人員進(jìn)行尋找和探究，之后才能進(jìn)行原材料的確認(rèn)。在制造電力電子器件之后，還要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用，不僅僅要找出問(wèn)題，還要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行解決，這樣才能確認(rèn)為可使用的原材料。

因?yàn)榇罅繉?shí)驗(yàn)的繁瑣，試驗(yàn)的時(shí)間，尋找的時(shí)間以及人力資源，這些都需要時(shí)間和金錢(qián)的支持，所以說(shuō)，原材料的尋找很困難。要解決這一問(wèn)題，就必須要經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)，不斷的探究，這樣才能找出做好原材料，進(jìn)行電力電子器件的制作，以促進(jìn)電子電子器件的應(yīng)用及發(fā)展。

2.3 研究力度不夠

現(xiàn)今社會(huì)，科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都很迅速，電力電子器件的發(fā)展也隨之進(jìn)步，但是對(duì)于電力電子器件的研究力度還是有些不足，有些研究人員因?yàn)橘Y金、時(shí)間、人力等各方面的原因，對(duì)電力電子器件的研究停滯不前甚至放棄，這樣就滯后了電力電子器件的發(fā)展。所以說(shuō)，要想促進(jìn)電力電子器件的發(fā)展，必須要加強(qiáng)對(duì)電力電子器件的研究力度，這樣就能夠及時(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，加強(qiáng)電力電子器件的發(fā)展速度。

3 舉例分析

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的快速提升，電子技術(shù)也隨之做出創(chuàng)新和發(fā)展。下面就舉例對(duì)電力電子器件進(jìn)行研究分析。

3.1 碳化硅

近年來(lái)，作為一種新型的寬禁帶半導(dǎo)體材料，碳化硅受到了人們的關(guān)注。這種材料因?yàn)樽陨沓錾奈锢聿馁|(zhì)以及電的特性，是一種很好的電力電子器件的原材料。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)用碳化硅制造的電子器件有很大的優(yōu)勢(shì)。

碳化硅電力電子器件具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，具有高壓和高溫的特性，突破了原先材料不耐高壓和高溫的缺陷。在這種情況下，運(yùn)用碳化硅作為電力電子器件的原材料是一種很明智的決定。但由于受成本、產(chǎn)量以及可靠性的影響，對(duì)于碳化硅還是不能得到很好的使用。碳化硅耐高壓和高溫，只有對(duì)這種材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，才能使其發(fā)揮更大的作用。

3.2 氮化鎵

除了碳化硅這種原材料之外，還有另外一種原材料，那就是氮化鎵，這種原材料也有自身的特性。與碳化硅不同，氮化鎵是一種優(yōu)良的原材料，但是由于它最初的時(shí)候必須要有藍(lán)寶石或者碳化硅的晶片作為襯底材料進(jìn)行制備，這就大大研制了氮化鎵的發(fā)展速度。之后對(duì)這一方面進(jìn)行了改進(jìn)，現(xiàn)在的氮化鎵在LED照明這一市場(chǎng)有了很大的突破，取得了很大的進(jìn)步，氮化鎵異質(zhì)結(jié)外延工藝技術(shù)的發(fā)展中有了質(zhì)的飛躍。

氮化鎵的市場(chǎng)有了進(jìn)一步的改善和發(fā)展之后，這種原材料逐漸走進(jìn)了大家的視野，氮化鎵半導(dǎo)體材料由于自身電的特性，在LED照明這一市場(chǎng)的發(fā)展迅速。此外，也拓展了別的市場(chǎng)，但由于氮化鎵電子器件不能耐高壓，耐壓很難超過(guò)1000V，所以說(shuō)，在市場(chǎng)上會(huì)和硅基電力電子器件產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)。

希望在電力電子器件未來(lái)的發(fā)展中，能夠?qū)⒌壓吞蓟柽M(jìn)行完美的結(jié)合，互相彌補(bǔ)對(duì)方的缺陷，共同發(fā)展，以促進(jìn)電力電子器件以后的發(fā)展。同時(shí)，也為電力電子器件在實(shí)際中的運(yùn)用提供方便，這也是本文的研究目的及研究意義。

4 結(jié)論

電力電子技術(shù)的運(yùn)用大大加快了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工作的效率也隨之有了很大的提高，電力電子技術(shù)對(duì)生產(chǎn)和生活都有很大的便利，這樣一來(lái)，對(duì)電力電子技術(shù)的研究就顯得比較重要。本文通過(guò)對(duì)電力電子器件及其應(yīng)用的現(xiàn)狀進(jìn)行了解分析，進(jìn)而找出電力電子器件在應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題，最后通過(guò)研究總結(jié)出對(duì)這些問(wèn)題的解決之策。本著學(xué)習(xí)的眼光進(jìn)行論文的創(chuàng)作，希望在學(xué)習(xí)的過(guò)程中能夠?yàn)殡娏﹄娮悠骷膽?yīng)用及發(fā)展做出微小的貢獻(xiàn)。

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作者單位

成都理工大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 四川省成都市 611059