电力电子器件及其应用的现状和发展

电力电子器件及其应用的现状和发展

王逍 王成宇 魏佳明 沙昱彤 徐浩峻

哈尔滨理工大学 , 山东省荣成市， 264300

摘要：近年来，我国经济水平不断提升，科学技术也日益成熟，随之而来的是电力电子器件在各个行业中越来越广泛的渗透及应用，电力电子技术在交通运输、航空航天等行业中都发挥着不小的作用，对于推动我国高端制造领域以及工业行业的发展有着重要的意义，但实际上，其的应用发展还是存在一些不足之处，基于此背景下，本文针对电力电子器件以及其的应用现状及发展展开了探讨，以供参考。

关键词：电力电子器件；应用；现状及发展；

1. 电力电子器件的发展现状分析

电力电子器件是电力电子技术的根本，其器件之间相互协调对电能实现变换以及控制的技术，即为电力电子技术，当前，其已经在各个领域内得到了广泛的推广及应用，极大程度上提升了生产制造产品的实际质量，并确保了行业的实际生产效率，其的切实应用带来了优良的经济效益与社会效益。

电力电子器件应用初期，最为常见的则是晶闸管，相较于水银整流器来说，其相对具有功率大、体积小等优势，其能够有效实现对电流的变流处理，但与此同时其也存在许多较为突出的问题，比如频率较低等，此后，到了20世纪七八十年代，对于晶闸管进行了进一步的优化与创新，开始出现双控晶闸管以及光控晶闸管等，至今，电力电子器件的型号类型已经逐渐朝着多样化发展，其大大改善了最初的一些弊端难题，促使其具有更强的感应功能或者更大的电压和电流，在其实际的运用中，也在很大程度上减少了对电能的消耗，充分的发挥了电力电子器件的实际价值，推动了现代工业以及生产制造行业，特别是一系列的高精尖领域的发展与进步^[1]。

2. 电力电子器件应用中存在的问题

1. 严重缺乏创新性

随着人们生活水平以及科学技术的不断发展，促使各行各业对于电力电子器件的功能及技术都提出了新的要求，而实际上现存的电力电子器件已经难以满足新形势背景下各个行业领域的实际发展需求，究其原因，是因为电力电子器件的企业严重缺乏创新性，使得其实际生产的产品不具备所需功能，从而为各种行业的实际生产造成了一定的制约。

2. 原材料较为贫瘠

电力电子器件的研发试验研究是推动其创新优化与发展进步的重要手段，其能够充分实现对于电力电子器件的测试及检验，而在实际的电力电子器件的试验过程中，其必须要大量的电力电子器件原材料来支持，但实际上，由于受到资金、技术力量以及人力资源等方面的因素影响，导致相关的原材料十分缺乏，这就在很大程度上为电力电子器件的试验发展带来了诸多困难，非常不利于其的研工工作，使得电力电子器件的发展存在严重阻碍。

3. 实际研发力度不足

对于电力电子器件的发展与研究来说，相关部门并没有给予应有的重视，其不能够正确认识到电力电子器件对于相关行业发展与进步所发挥的实际作用，因此对于实际开展的电力电子器件的研发工作来说，不能够给予充足的资金以及技术力量支持，从而使得电力电子器件多个方面的研究项目都受到了一定的冲击，始终处于停滞状态，难以取得实际突破^[2]。

3. 电力电子器件的发展应用

1. 氮化镓

氮化镓是一种非常优良的原材料，当前，其的制备生产方式主要是借助氮化硅晶片或者是蓝宝石为衬底材料来实现，这就使得其的生产效率的得到了很大提高，氮化镓的实际研究以及开发利用也得到了有效的推动，其由于本身的优势影响，使得其在众多领域中都做出了不小的贡献，在电力电子器件的发展过程中更是带来了巨大的经济与效益以及社会价值，比如，其在LED灯具中的实际运用，使得LED灯具在原有基础上实现环保化、节能化发展，并能够在长期的照明过程中，为用户带来更优良的使用便利，极大的满足了人们的实际需求。

2. 碳化硅

碳化硅本质是上一种新型宽禁带半导体材料，近年来开始得到越来越多人的关注，其本身有着良好的物理特性，并具有带电性优势，对于电力电子器件的研发应用来说有着重要的意义，举例来说，利用碳化硅所研发的电力电子器件，具有更好的耐温性与耐高压的优势，其大大改善了原有电力电子器件的一些缺陷，对于实际的应用有着重大的突破性价值，但要注意，现如今对于这一相关技术的成本投入还较为有限，因此对其的研究进展存在一定的局限，必须要加强对其的重视，并不断提升研究力度才有望取得预期的成果，从而在各个领域中发挥其应有的作用。

4. 电力电子器件的发展趋势

电力电子器件在未来的发展中，其的趋势主要是与多样化的新型技术之间的融合，由此实现对多种新型应用模块的研发，确保其能够不断完善自身功能，并不断提升其的性能与质量，比如标准功能模块、智能化功能模块、集成电力电子功能模块等等，另外，对于电压、电流以及开关频率等参数的不断调整提高也是其的一个重要发展方向，若能够不断优化三者之间的配置，能够在很大程度上使得电力电子器件的发展得到突破，从而为经济发展奠定坚实的基础，拿近年来发展进程迅猛提升的IGBT来说，其在不断的研发与改良优化过程中，有效的实现了抗短路的功能，并在大大降低开关损耗程度的基础上，有效提高了开关的速度并消除了二次击穿现象和电流擎住现象，此外还减小了栅极电荷，另一方面，从结构层面来说，其的功能也在朝着模块化与复合型发展，器件的效率与容量也得到了很大程度的提升，立足于此，还有效降低了通态压降，从而更好地去满足经济社会发展的实际需求

^[3]。

结语：综上所述，电力电子器件的应用与发展对于众多领域来说都发挥着不小的价值，其当前的发展还存在很大的突破空间，相关部门需要重视对其的研发，并采取科学合理的措施落实相关实验与研究，真正生产出多功能高技术水平的电力电子器件，推动工业行业的长远持续发展。

参考文献：

[1]马跃,电力电子器件及其应用的现状和发展[J].读天下（综合）,2018,(18)

[2]李杨,电力电子器件及其应用的现状和发展[J].环球市场信息导报,2017,0(37)

[3]孙林峰,李峰,电力电子器件及其应用的现状和发展[J].名城绘,2018,0(9)