浅谈电力电子器件的应用现状和发展

张岚 程威

摘 要：电力电子是一项由电力学、电子学及控制理论相互融合衍生的新型技术，也是我国现代工业、国防和科学的核心技术。在电力电子的迅速发展下，其已经被应用到我国多个领域中，例如家用电器、交通运输、能源开发、环境保护、绿色节能、航天航空以及军用装备的研发等等。同时，电力电子器件又被称为功率半导体器件，主要是作用于电力设备的控制电路和电能变换等大功率电子器件，对于各种电力设备起着至关重要的作用。因此，为促进电力电子器件的稳定发展，就必须全面了解电力电子器件的应用现状，明确其中存在的问题，并针对其发展方向采取有效建议。

关键词：电力电子器件；应用现状；发展

随着我国科学技术的迅速发展，电力电子器件在国内各行各业得到了广泛应用，尤其是20世纪80年代之后，电子技术的迅猛发展极大影响了全球的军事发展、经济发展以及文化发展。通常来说电子技术又分为信息电子技术和电力电子技术，其中信息电子技术主要包括有计算机技术、微电子技术及通信技术等等，通过这些技术实现信息处理、信息传输、信息存储以及信息控制等等；而电力电子技术主要是进行电能传输、电能处理、电能存储以及电能控制，不仅要保证电能运输能够在高效安全、经济可靠的环境下运行，也要促使能源和信息集成运用，总之，只有两者结合运用，才能使其正常运行。同时，在我国科学技术的广泛应用下，国内对于电能的需求日益增高，而电力电子技术能够将一次能源转换为电能，正是解决电力需求问题的最佳手段，也是有效融合传统产生和现代产生、弱电控制和强电运行以及信息技术和先进制造技术的重要桥梁。由此可见，电力电子技术不仅是促进我国经济发展的重要技术，也是提高我国人民日常生活的重要技术支撑。

1 电力电子器件的应用现状

1.1 晶闸管的应用现状

晶闸管是我国以往应用最多的电力电子器件，就传统晶闸管和现代晶闸管的比较来看，传统晶闸管都是由水银整流器和电动发电机组成而成，这种晶闸管的体积较大，且功率上并无太大亮点，而现代晶闸管与其相比较具有体积小、功率大及高效率等多项优势，在众多变流技术中占有者较高的核心地位[1]。但是这类晶闸管的应用过程也具有一定缺陷，那就是在运行过程不能使其低频率工作，也无法关断，为此就研发出了可关断式的晶闸管，而在欧洲及日本等国家已经开始研发基于大功率、高电压的可关断晶闸管的变频器，这种变频器的研发方向主要作用于交通电车，以此促进交通发展。

1.2 绝缘栅双级晶体管的应用

绝缘栅双级晶体管的研发方向主要是基于可关断晶闸管不能满足于人们的实际需求。在可关断晶闸管的广泛应用背景下，人们逐渐发觉到晶闸管在关断中会产生较高的能源耗费，这种能源浪费现象与各国提出的环保节能理念背道而驰，也是普通公民所不能接受的一项经济损失，从而对此现象产生了较强烈的争议，直到研发出绝缘栅双级晶体管才得以有效解决问题[2]。而绝缘栅双级晶体管相比可关断晶闸管具有更高效益，于是绝缘栅双级晶体管逐渐替代晶闸管应用在电车研发中。

1.3 智能功率模块的应用

随着我国科学技术的发展，人们越来越追求智能化技术，为此就在绝缘栅双级晶体管的原有基础上结合故障检测保护电路研发出智能功率模块，这种具有智能化性质的电力电子模块也是近年来各国积极倡导的应用方向。智能功率模块相比以往的功率器件有着革命性进步，其主要特点就具有温度传感功能、电流传感功能，其中电流传感功能能够不间断检测功率器件的电流情况，以保证功率器件的正常运行[3]。不仅如此，智能功率模块还具备高电压及电流，可以极大降低能源浪费，无需设计另外的驱动电路，在应用过程就具有较高的便捷性。

2 电力电子器件的应用问题及发展方向

就目前来看，电力电子器件在各行各业都得到广泛应用，尤其是许多大型工厂都积极采用了电力电子器件，但是在应用电力电子器件提高生产效率的时候，也常常会出现一些较为棘手的问题，对于电力电子器件的应用及发展都产生一定影响，为此就需要了解电力电子器件在应用过程中出现的问题，从而明确电力电子器件的发展方向。

2.1 电力电子器件的创新度不高

随着我国社会经济的迅速发展，我国人民对于电力电子器件的各项要求越来越高，不仅要求电力电子器件具备高性能、高质量，还过度追求于电力电子器件的规格及功能，继而造成了电子技术的发展速度跟不上人们越来越高的需求[4]。这就使得电力电子器件的创新度不高，在应用电力电子器件的过程不能提供人们所需的服务，为此就需要根据我国人民的技术需求，从而具有针对性的对电子技术进行深入研究，以便能够对其进一步优化和创新，制造出能够满足于我国人民服务需求的电力电子器件。

2.2 电子电力器件的原材料问题

在电力電子技术的发展中，原材料一直是阻碍电子电力器件研制的重要因素。通常想要找到符合电力电子器件研制的原材料就要动用大量人力、物理和财力，并经过一系列的实验研究后，才能确认原材料的使用。即使是将原材料使用到电力电子器件的研制中，还是需要较长时间的试用，完善其中可能存在的问题，才能最终确认原材料的投入使用，由此可见原材料的选择具有较高难度。为此，就需要采取有效方法提高原材料的选用效率，例如构建完整的原材料信息库，为后续电力电子器件的研发工作提供便利。

3 结语

综上所述，电力电子器件的应用极大促进了全球社会经济发展，使得工业生产效率得到显著提升，也为我国人民的日常生活提供了较高便利。鉴于电力电子器件对全球社会的深远影响，应着重加强对电力电子器件的研发力度，从而提高我国的科技发展速度，间接的也能提高我国在全球科技和社会经济中的竞争高度。

参考文献：

[1]钱照明，张军明，盛况.电力电子器件及其应用的现状和发展[J].中国电机工程学报，2014，29：5149-5161.

[2]易跃镕.电力电子器件的发展与应用分析[J].智能城市，2016，08：65.

[3]谭鑫.电力电子器件及其应用的现状和发展[J].电子技术与软件工程，2016，16：126.

[4]魏劲夫.探究电力电子器件及其应用的现状和发展[J/OL].电子测试，2017（07）.