電力電子器件及其應(yīng)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(gè)民生領(lǐng)域中的應(yīng)用顯著提升了人民的生活水平，促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文從闡述電力電子器件的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，在此基礎(chǔ)上探討了電力電子器件的發(fā)展策略。

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

電力電子器件及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展是一項(xiàng)多方面的研究?jī)?nèi)容，技術(shù)人員在進(jìn)行研究時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到電力電子器件在節(jié)約能源發(fā)展與綠色技術(shù)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(yīng)用與發(fā)展進(jìn)一步成為電氣工程學(xué)科領(lǐng)域中極為重要、最為活躍的環(huán)節(jié)。

一、電力電子器件的應(yīng)用現(xiàn)狀

電力電子器件的應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，以下從應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展、重要程度提升、應(yīng)用效率提升等方面出發(fā)，對(duì)于電力電子器件的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。

1.應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展

電力電子器件的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)展。隨著我國整體電力電子器件及其應(yīng)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(yīng)用并滲透到包括能源、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、電磁炮等軍用領(lǐng)域中去。其次，隨著我國30多年來電力電子器件領(lǐng)域和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我國在電力、機(jī)械、礦冶、交通、石油、能源、化工、輕紡等民用領(lǐng)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(jī)器人、環(huán)保、原子能、航天等高新尖端技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，獲得了良好的應(yīng)用效果。

2.重要程度提升

電力電子器件應(yīng)用的重要程度也與日俱增。電力電子器件應(yīng)用的重要性在20世紀(jì)80年代后就開始逐年增加，這在諸如半導(dǎo)體、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、電力電子技術(shù)等領(lǐng)域中表現(xiàn)的尤為顯著，并且也對(duì)世界范圍內(nèi)的科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事等各方面的發(fā)展造成了實(shí)質(zhì)性的影響。其次，電力電子器件應(yīng)用的重要程度還在諸如微電子、計(jì)算機(jī)、通信等領(lǐng)域中有著顯著提升。與此同時(shí)，電力電子器件應(yīng)用的重要程度提升還需要考慮到實(shí)施信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)和產(chǎn)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(jì)運(yùn)行的前提下，才能夠?qū)⒛茉磁c信息更加高度的集成在一起。

3.應(yīng)用效率提升

電力電子器件應(yīng)用的效率逐年提升。眾所周知電力電子是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要的基礎(chǔ)性技術(shù)，因此在實(shí)質(zhì)上是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國防的重要支撐部件。因此，電力電子器件應(yīng)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(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)無所不在。因此就本質(zhì)上而言，作為基礎(chǔ)性技術(shù)與高尖端技術(shù)的電力電子器件應(yīng)用技術(shù)兩者都無法或缺，同時(shí)也不能夠簡(jiǎn)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(yīng)當(dāng)具有多樣性，以下從注重智能化發(fā)展、增強(qiáng)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(duì)于電力電子器件的發(fā)展策略進(jìn)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(shù)人員在注重智能化發(fā)展的過程中應(yīng)當(dāng)確保對(duì)有限能量進(jìn)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(jìn)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(shí)上帶來一場(chǎng)電力電子技術(shù)的革命，因此其在未來發(fā)展過程中會(huì)朝著更加智能化的方向發(fā)展。其次，技術(shù)人員在注重智能化發(fā)展的過程中應(yīng)當(dāng)做好智能化整合技術(shù)的合理應(yīng)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(tái)裝置中的性能比例不會(huì)超過總價(jià)值的20%-30%，但是對(duì)裝置的總價(jià)值，尺寸、重量、動(dòng)態(tài)性能往往會(huì)起到?jīng)Q定性的作用。與此同時(shí)，技術(shù)人員在注重智能化發(fā)展的過程中還應(yīng)當(dāng)注重強(qiáng)化設(shè)備的便捷性，正是便捷性和靈活性推動(dòng)了現(xiàn)代電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，如果沒有日益擴(kuò)大的電力電子應(yīng)用市場(chǎng)需求所帶來的強(qiáng)烈推動(dòng)與促進(jìn)，也不會(huì)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(shù)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(qiáng)電力電子器件性能

電力電子器件發(fā)展的關(guān)鍵是增強(qiáng)電力電子器件的性能。技術(shù)人員在增強(qiáng)電力電子器件性能的過程中應(yīng)當(dāng)確保電力電子器件的發(fā)展能夠保持一個(gè)理想的運(yùn)作功率，并獲得較為理想的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。舉例來說，新時(shí)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(dǎo)通狀態(tài)則可以具有高的電流密度和低的導(dǎo)通壓降。其次，技術(shù)人員在增強(qiáng)電力電子器件性能的過程中還應(yīng)當(dāng)確保在開關(guān)狀態(tài)和轉(zhuǎn)換時(shí)能夠具有更低的開關(guān)損耗，并在運(yùn)行時(shí)具有全控功能和良好的溫度特性。與此同時(shí)，技術(shù)人員在增強(qiáng)電力電子器件性能的過程中還應(yīng)當(dāng)為提供高質(zhì)量、高效率的電能做出自己的貢獻(xiàn)，從而確保電力電子器件能夠成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要手段，并成為弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行之間、信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)之間、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化改造和興建高科技產(chǎn)業(yè)之間不可或缺少的重要橋梁，因此在這一前提下增強(qiáng)電力電子器件性能就有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)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(shù)人員在減少電力電子器件損耗的過程中首先應(yīng)當(dāng)清醒的認(rèn)識(shí)到，以晶閘管為代表的半控型器件已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平，而在此基礎(chǔ)上電力電子器件的全控器件也發(fā)展實(shí)際上也達(dá)到了非常高的水平，這在事實(shí)上達(dá)到了寄生二極管限制下硅材料所能夠達(dá)到的極限，因此在這一前提下技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)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(shù)人員在減少電力電子器件損耗的過程中還應(yīng)當(dāng)為更高電壓、更好開關(guān)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(jié)束語

近年來，隨著我國電力電子器件領(lǐng)域整體發(fā)展情況的不斷進(jìn)步，在這一過程中我國電力電氣器件的應(yīng)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(yīng)當(dāng)朝著提高電流和電壓的等級(jí)、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(chǔ)上為提高我國電力電子器件的整體水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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