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  • 您的位置:写论文网 > 哲学论文 > 西方哲学论文 > 什么是电力电子 [电力电子产... 正文 2020-01-07 07:28:16

    什么是电力电子 [电力电子产业现状与发展探讨]

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    电力电子产业现状与发展探讨

    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

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