电力电子技术器件的现状及发展趋势

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1、电力电子技术器件的现状及发展趋势【摘要】电力电子技术在节约能源与绿色电源技术方面扮演着重要角色。它已经发展为电气工程学科最为重要、最为活跃的一个分支。近年来，电力电子器件在性能方面获得了很大的提高，未来发展的主流是提高电流和电压的等级、提高工作频率、缩小体积、高度模块化和高工作效率化，并根据电力电子装置的需要协调电压、电流和频率之间的关系。【关键词】电力电子学;节约能源；电力电子器件;NewTrendsofDeveloPmentOfElectronicTechnologyAbstract:Powerelectronictecholo

2、gyplayveryimportantrolesinthetechnologyofsavingpowerandgreenpowersupply.Ithasdevelopedintooneofthemostimportantandthemostactivebranchofelectricengineeringsubject.Inrecentyears,powerelectronicsdeviceintermsofperformanceobtainedtheverybigenhancement，Thefutureofthemainstr

3、eamofdevelopmentistoimprovethecurrentandvoltagelevel,improvetheworkingfrequency,reducedvolume,highlymodularandhighworkefficiency,andaccordingtotheneedofthepowerelectronicdevicetocoordinatetherelationshipbetweenthevoltage,currentandfrequency.Keyword:Powerelectronic：save

4、energy；Powerelectronicdevices（文献[2]）引言：所谓电力电子技术就是使用电力半导体器件及电子技术对电气设备的电功率进行变控制的技术。它以实现“高效率用电和高品质用电”为目标，是一门综合电力半导体器件、电力变换技术、现代电子技术、自动控制技术等许多学科的交叉学科。电力电子器件是电力电子技术的基础和源头。在电力电子器件中，GTO晶闸管、整流管、IGCT、GTR的发展速度减缓；,MOS场控半导体器件以其优异的特性已成为主流器件，并将成为未来电力半导体器件研究的主流。对IGBT,MOSFET和IECT这些以,M

5、OSFET作为控制级，且具有高的工作频率的器件，其研究的核心是提高电压和电流容量；静电感应类电力半导体SIT、SITH的研究将受到重视电力电子技术是电子学发展的新领域.近年来,国内外电力电子产品的开发和电力电子技术的应用有了很大的发展.本文就国内外电力电子技术发展现状、前景预测、产品市场及对策措施进行分析和比较,并提出国内(上海)电力电子技术和器件的发展目标与发展重点。由于电能是人类活动的主要能源,而电力电子技术能有效地节能降耗,所以被看作是国民经济各部门、国防建设和人民生活中一项重要的基础技术。（文献[4]文献[5]）（文献[7]

6、）1.国内外电力电子技术发展现状与走势1.1电力电子器件发展史电力电子器件又称作开关器件，相当于信号电路中的A-D采样，称之为功率采样，器件的工作过程就是能量过渡过程，其可靠性决定了装置和系统的可靠性。根据可控程度以及构造特点等因素可以把电力电子器件分成四类：(1)半控型器件——第一代电力电子器件2O世纪5O年代，由美国通用电气公司发明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端。到了2O世纪7O年代，已经派生出了许多半控型器件，这些电力电子器件的功率也越来越大，性能日渐完善，但是由于晶闸管的固有特性，大大限制了它的应用范围。(2)全

7、控型器件一一第二代电力电子器件从2O世纪7O年代后期开始，可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR或BJT)及其模块相继实用化。此后，各种高频率的全控型器件不断问世，并得到迅速发展。这些器件主要有：电力场控晶体管(即功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)等，这些器件的产生和发展，已经形成了一个新型的全控电力电子器件的大家族。(3)复合型器件——第三代电力电子器件前两代电力电子器件中各种器件都有其本身的特点。近年来，又出现了兼有几种器件优点的复合器件。如：绝缘门极双极晶体管IGBT(Insulate

8、dGateBipolarTransistor)。它实际上是MOSFET驱动双极型晶体管，兼有M0sFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两者的优点。它容量较大、开关速度快、易驱动，成为一种理想的电力电子器件。(4)模块化器件——第四代