电力电子产业现状与发展探讨

摘要：电力电子技术在绿色电源技术上起着很重要的作用，现如今它已经发展为电气工程学科中一个特别关键的分支。近几年，电力电子技术发展势头不容小觑。文中描述了电力电子的定义和应用，分析了电力电子技术产业现状与电力电子器件在我国的发展，对电力电子的发展提出了相关的建议。

关键词：电力电子技术;电源技术;电力电子产业

电力电子技术，就是运用电力半导体器件以及电子技术对电气设备的电功率进行控制的一种技术。它把电力半导体器件、电子技术、自动控制技术与电力变换技术等多种技术相结合，是一门交叉学科。经过几代人孜孜不倦的努力，我国的电力电子产业发展的比较快速。自从第一个可控硅的出现，电力电子器件及其应用技术的发展已经持续了将近50年。电力电子器件的发展历经了不控器件和半控器件，电流、电压全控器件和功率集成电路等几个时期，器件的体积在不断地减小，而且，功率损耗较大的开关时间也大大降低，工作频率大幅度的增加，而且在电力电子技术上的新突破变为实际应用的时间也缩短。它涉足领域广泛，在电力、机械、通讯、交通等领域发挥着重要作用，是如今高新技术不可或缺的一部分。

１电力电子器件的发展

由于电力电子器件不断发展，电力电子技术也取得了较大进步。电力电子技术的发展可分为以下几个阶段，第一阶段为1950～1960年，在这一阶段，半导体器件中重要的技术得到了完善;第二个阶段从1970到1980年底，关键的电力电子器件包括场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、可关断晶闸管的发展，使功率变换的要求得以实现;第三个阶段是从1990年始一直到现在，电力电子技术已经基本成熟，电压全控型的电力电子器件与智能型集成功率模块技术实现了飞跃式的发展。到目前为止，电力电子器件的水平基本上稳定在109～1010W/Hz的水平。为了超越器件的极限，可以向两个方向发展：一是更换更新的器件构造，二是应用宽能带间隙的半导体器件，如SiC器件和GaN器件。

２对电力电子产业现状的分析

毋庸置疑的是，电力电子的应用技术对我国国民经济的发展起着很大的促进作用。为了大力发展电力电子技术，政府将电力电子技术列入国家“九五”科技发展规划和国家关键新技术发展计划。尽管电力电子产业得到了较快发展，但同时也面临着一些挑战，研究与调查表明当前我国电力电子产业发展的同时存在着有利因素与不利因素。

2.1有利因素。我国电力电子技术的发展在如下方面取得很大的成功：由于Si材料的发展与运用，技术的不断成熟等，大功率相控晶闸管与大功率快速晶闸管在部分地区已经有较大地发展，市场份额在逐步加大;功耗很低的中功率可控硅在国外市场所占份额较大;电力电子的集成化与数字化技术得到较大的发展;在东南部地区，成本较低的中低功率模块，价格相对低廉的普通二极管与晶闸管芯片在国内市场比重较大，因此可以不用进口，节约了成本。

2.2不利因素。我国的工业化进程还处于一个不发达阶段，在工业化进程中依然要面对一系列问题。在电力电子领域内主要面临以下问题：科技发展的基础相对于其他发达国家较为薄弱，再加上这个领域发展速度太快，我国在这个领域的发展滞后于国际步伐;我国生产的大部分电力电子器件仍然局限于可控硅，很多研发出来的高科技产品依然依赖于国外产品的组装集成;产品研发的效率还不是太高，新能源技术还不成熟。

３电力电子产业发展的目标以及建议

为了应对国内外市场紧迫的竞争形势，尽快改变我国电力电子技术的落后现状，应尽快采取有力的措施。我国政府可以采取以下的发展战略：

(1)朝着大容量、智能化的方向发展电力电子器件，尤其注重发展中小功率半导体器件的高功率化、模块化、数字化、快速化，发展创新型科技。

(2)着力提高电子产品的效率与电能，尽量消除或者降低电力公害，减少电磁干扰。因此研究的重点内容就是更好地提高电能变换效率，让待机损耗降到最低。

(3)运用新型半导体材料制造新型功率器件，加强对新一代碳化硅、砷化镓功率器件的开发。

(4)大力发展智能化的电路集成系统产品，把这个复杂系统模块化，从而可以达到标准化、生产自动化、批量化生产，降低成本。

４结论

电力电子技术的发展，为逐渐改造传统产业和开拓新的产业奠定了一定的基础，而且在科技发展中所起的作用越来越关键，在如今的高新技术中扮演着不可缺少的角色。总而言之，电力电子产业在未来的应用前景越来越广阔，必然会成为21世纪电子产业的一个重要的组成部分。

作者:姜雪菲 任宝森          单位:青岛大学

参考文献：

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