淺談電力電子器件的應用現狀和發展

張嵐 程威

摘 要：電力電子是一項由電力學、電子學及控制理論相互融合衍生的新型技術，也是我國現代工業、國防和科學的核心技術。在電力電子的迅速發展下，其已經被應用到我國多個領域中，例如家用電器、交通運輸、能源開發、環境保護、綠色節能、航天航空以及軍用裝備的研發等等。同時，電力電子器件又被稱為功率半導體器件，主要是作用于電力設備的控制電路和電能變換等大功率電子器件，對于各種電力設備起著至關重要的作用。因此，為促進電力電子器件的穩定發展，就必須全面了解電力電子器件的應用現狀，明確其中存在的問題，并針對其發展方向采取有效建議。

關鍵詞：電力電子器件；應用現狀；發展

隨著我國科學技術的迅速發展，電力電子器件在國內各行各業得到了廣泛應用，尤其是20世紀80年代之后，電子技術的迅猛發展極大影響了全球的軍事發展、經濟發展以及文化發展。通常來說電子技術又分為信息電子技術和電力電子技術，其中信息電子技術主要包括有計算機技術、微電子技術及通信技術等等，通過這些技術實現信息處理、信息傳輸、信息存儲以及信息控制等等；而電力電子技術主要是進行電能傳輸、電能處理、電能存儲以及電能控制，不僅要保證電能運輸能夠在高效安全、經濟可靠的環境下運行，也要促使能源和信息集成運用，總之，只有兩者結合運用，才能使其正常運行。同時，在我國科學技術的廣泛應用下，國內對于電能的需求日益增高，而電力電子技術能夠將一次能源轉換為電能，正是解決電力需求問題的最佳手段，也是有效融合傳統產生和現代產生、弱電控制和強電運行以及信息技術和先進制造技術的重要橋梁。由此可見，電力電子技術不僅是促進我國經濟發展的重要技術，也是提高我國人民日常生活的重要技術支撐。

1 電力電子器件的應用現狀

1.1 晶閘管的應用現狀

晶閘管是我國以往應用最多的電力電子器件，就傳統晶閘管和現代晶閘管的比較來看，傳統晶閘管都是由水銀整流器和電動發電機組成而成，這種晶閘管的體積較大，且功率上并無太大亮點，而現代晶閘管與其相比較具有體積小、功率大及高效率等多項優勢，在眾多變流技術中占有者較高的核心地位[1]。但是這類晶閘管的應用過程也具有一定缺陷，那就是在運行過程不能使其低頻率工作，也無法關斷，為此就研發出了可關斷式的晶閘管，而在歐洲及日本等國家已經開始研發基于大功率、高電壓的可關斷晶閘管的變頻器，這種變頻器的研發方向主要作用于交通電車，以此促進交通發展。

1.2 絕緣柵雙級晶體管的應用

絕緣柵雙級晶體管的研發方向主要是基于可關斷晶閘管不能滿足于人們的實際需求。在可關斷晶閘管的廣泛應用背景下，人們逐漸發覺到晶閘管在關斷中會產生較高的能源耗費，這種能源浪費現象與各國提出的環保節能理念背道而馳，也是普通公民所不能接受的一項經濟損失，從而對此現象產生了較強烈的爭議，直到研發出絕緣柵雙級晶體管才得以有效解決問題[2]。而絕緣柵雙級晶體管相比可關斷晶閘管具有更高效益，于是絕緣柵雙級晶體管逐漸替代晶閘管應用在電車研發中。

1.3 智能功率模塊的應用

隨著我國科學技術的發展，人們越來越追求智能化技術，為此就在絕緣柵雙級晶體管的原有基礎上結合故障檢測保護電路研發出智能功率模塊，這種具有智能化性質的電力電子模塊也是近年來各國積極倡導的應用方向。智能功率模塊相比以往的功率器件有著革命性進步，其主要特點就具有溫度傳感功能、電流傳感功能，其中電流傳感功能能夠不間斷檢測功率器件的電流情況，以保證功率器件的正常運行[3]。不僅如此，智能功率模塊還具備高電壓及電流，可以極大降低能源浪費，無需設計另外的驅動電路，在應用過程就具有較高的便捷性。

2 電力電子器件的應用問題及發展方向

就目前來看，電力電子器件在各行各業都得到廣泛應用，尤其是許多大型工廠都積極采用了電力電子器件，但是在應用電力電子器件提高生產效率的時候，也常常會出現一些較為棘手的問題，對于電力電子器件的應用及發展都產生一定影響，為此就需要了解電力電子器件在應用過程中出現的問題，從而明確電力電子器件的發展方向。

2.1 電力電子器件的創新度不高

隨著我國社會經濟的迅速發展，我國人民對于電力電子器件的各項要求越來越高，不僅要求電力電子器件具備高性能、高質量，還過度追求于電力電子器件的規格及功能，繼而造成了電子技術的發展速度跟不上人們越來越高的需求[4]。這就使得電力電子器件的創新度不高，在應用電力電子器件的過程不能提供人們所需的服務，為此就需要根據我國人民的技術需求，從而具有針對性的對電子技術進行深入研究，以便能夠對其進一步優化和創新，制造出能夠滿足于我國人民服務需求的電力電子器件。

2.2 電子電力器件的原材料問題

在電力電子技術的發展中，原材料一直是阻礙電子電力器件研制的重要因素。通常想要找到符合電力電子器件研制的原材料就要動用大量人力、物理和財力，并經過一系列的實驗研究后，才能確認原材料的使用。即使是將原材料使用到電力電子器件的研制中，還是需要較長時間的試用，完善其中可能存在的問題，才能最終確認原材料的投入使用，由此可見原材料的選擇具有較高難度。為此，就需要采取有效方法提高原材料的選用效率，例如構建完整的原材料信息庫，為后續電力電子器件的研發工作提供便利。

3 結語

綜上所述，電力電子器件的應用極大促進了全球社會經濟發展，使得工業生產效率得到顯著提升，也為我國人民的日常生活提供了較高便利。鑒于電力電子器件對全球社會的深遠影響，應著重加強對電力電子器件的研發力度，從而提高我國的科技發展速度，間接的也能提高我國在全球科技和社會經濟中的競爭高度。

參考文獻：

[1]錢照明，張軍明，盛況.電力電子器件及其應用的現狀和發展[J].中國電機工程學報，2014，29：5149-5161.

[2]易躍镕.電力電子器件的發展與應用分析[J].智能城市，2016，08：65.

[3]譚鑫.電力電子器件及其應用的現狀和發展[J].電子技術與軟件工程，2016，16：126.

[4]魏勁夫.探究電力電子器件及其應用的現狀和發展[J/OL].電子測試，2017（07）.