电力电子新器件及其应用技术

电力电子新器件及其应用技术

王俊杰 崔雨桐 惠泳力 李勃毅

哈尔滨理工大学 , 黑龙江省哈尔滨市， 150000

摘要：现如今我国工业化发展迅速，而且已经全面开展电力电子技术，就比如工厂控制、机车牵引等重多领域。在这些领域当中电子器件的作用十分显著，而电子器件中的电力电子器件有着可以直接处理电能的功能，可以对电能实现更好的控制，对于电子器件的驱动、交流电力电子开关、和整流电路等功能有着显著的功效，对我国机械化工业有着重要意义，对我国科学技术发展有着明显的推动作用。本文对电力电子新器件的应用进行了分析，还对几种常见的器件进行了讲述

关键词：电力；电子器件：应用：创新

前言：随着时代的发展，我国电力电子器件的应用开始越来越多，也可以说当前的时代就是电子时代，而电力电子器件也被人们称为功率半导体器件，一般都是指大功率电子器件的电力设备，这个设备往往会用于电压在数百伏之上，电流在数千安之间，让负责的电路可以进行控制，还就可以让电能进行变化。现在电力电子器件已经在网络、通信、工业等领域开始全面应用起来，而电力电子器件也随着领域的需求，正在不断的更新，让发展速度可以跟得上行业的变化，也让应用可以满足时代的发展，让新器件在生活到当中发挥出最大的作用。

1. 电力电子器件的分类

1. 电压驱动型

电压驱动型的电力电子器件主要有三种，分别为金氧半场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、电子注入增强型栅极晶体管。其中金氧半场效应晶体管有着输入阻抗大、开关速度快、热稳定性良好等优势，可以被很多领域运用。绝缘栅双型晶体管属于复合型是器件，相比其他设备有着高输入阻抗、控制端功率损耗较小的优势，还有着很强的综合性能，经常被运用到照明电路、变频器等设备上。电子注入增强型栅极晶体管是在绝缘栅双极型晶体管的基础上发展起来的，主要优势有通态压降较低、速度快、损耗小、驱动电流小且易串联，而且安全工作区域还宽，在市场上有着绝缘栅双极型晶体管大致相同的产品^[1]。

（二）电流驱动型

电流驱动型的电力电子器件主要有可关断晶闸管与集成门极换流晶闸管，可关断晶闸管也被人们称为门控晶闸管，可以在触发信号的时候，能够进行自行关闭，还保留了耐高压、输出电流大等优势，属于半控型产品，这样的产品的应用标志着全控型电力电子器件产品的诞生。集成门极换流晶闸管诞生于一种中压变频器开发的巨型电力电子成套装置的开关器件，它既有着稳定良好的关断能力，还有着低通态损耗的优势，还有着输出电流大、运用频率高、生产造价低等特点。

2. 电力电子器件的应用现状

现如今我国经济发展迅速，我国的电力使用开始随着各方面的应用不断提高，导致电力已经成为了现代社会当中十分重要的能源，也正因如此我国电力电子器件得到了快速的发展，很多大型的工厂和技术设备都开始使用前沿的电力电子器件，这对生产速度和工作效率有了巨大提高，比如牵引控制、变频调速等等。在60年代左右的时候，大功率的晶闸管开始出现，这一时期的电力电子器件有着很大的缺点，控制功能无法满足要求而且频率的损耗大。后来在80年代的时候，这项技术开始有了显著的提升，比且开始迅速发展起来，从电流型开始向着电压型的方向发展，可是还是有着体积较大的缺点，再后者来90年代智能时代开始出现，电力电子器件开始向着智能化的方向高速发展，产品也开始小了许多。

在当前的时代，电力电子器件得到了更加全面的发展，更新速度也变快了，对于产品的应用也越来越多，器件的优势开始展露出来，而且技术逐渐的成熟。为了能够更好的满足人们的生活，对电力电子器件的升级与发展，应该主要集中在功率、频率、驱动等方面上，这也是电力电子器件今后发展的主要方向^[2]。

3. 电力电子器件在应用当中的问题

随着社会的发展与电力电子器件的全应用，人们的生活与工作得到了极大的改善，当前的社会已经离不开电力电子器件了。可是在实际应用当中电力电子器件的使用还是有着一些问题。

1. 创新度不够

虽然电子技术的发展十分迅速，可是由于社会经济的高速发展，人们对电力电子器件的要求也越来越高，从而导致电子技术的发展跟不上人们的需求，也就是创新不足问题，这样也使得电力电子器件在应用当中出现了很多问题，要想使电力电子器件能满足社会需求，解决应用当中的问题，就应该对电子技术不断创新，对电力电子器件进行深入的研究，做出能够满足人民需求的产品。

2. 材料问题

在电力电子器件的发展过程当中，材料问题一直都是发展的主要障碍，从而导致电力电子器件的研发受到了严重限制，主要的原因就是材料稀少。想要进一步的研发，就必须进行一系列的实验，这就要对材料有着很高的要求。制造出来的电力电子设备，要对其进行一段时间的适用，然后在确认完没有问题之后，才可以确认材料可以使用。这也就是说想要想好寻找到好的材料，就要进行大量时间与金钱的投资，还要进行多次试验，投入大量的人力资源。这也就导致了电力电子器件的研发受到了很大的局限性，从而影响电力电子的应用

^[3]。

3. 研究力度不够

虽然电力电子器件的发展已经十分迅速，可是相应的研究力度还是有着明显不足，这是因为资金、时间、人力等多方面原因导致的，可对电力电子器件的研究不能放弃，要想使电力电子器件能够满足人民与社会，就应该加强电力电子器件的研究力度，这样才能够进行有效的创新，从而加快电力电子器件的发展。

总结：电力电子新器件已经开始全面应用，对于当前社会中很多领域的发展有着重大意义，也把我国电子技术水平推到了新的高度。在当前时代发展的背景下，应该树立创新意识，根据人们生活的需求，社会发展的需要，对电力电子器件进行更加深入的研究，从而使得电力电子器件能够发挥出最大优势。

参考文献：

[1]庄吉运. 电力电子变压器及其控制策略研究[D].长春工业大学,2020.

[2]齐岐. 基于Vienna整流器与二极管桥式整流器的混合整流器研究[D].长春工业大学,2020.

[3]崔政. ANPC三电平变频器分段同步调制策略研究[D].冶金自动化研究设计院,2020.