摘要：随着国内外电力电子技术的快速发展，如今已步入电子科技时代，电力电子器件在社会中的各个行业都得到广泛的应用，并且渗透到各个领域，在各个领域中都发挥着重要的作用。电力电子器件是电力电子技术的基础部分，同时也是电力电子技术发展的重要条件，电力电子器件的发展是推动和促进电力电子技术发展的重要动力，因此研究电力电子器件的应用和发展状况具有十分重要的意义，本文简要论述电力电子器件的发展过程，探讨普及使用电力电子器件具备的工作原理、应用领域、优势缺点，探究电力电子器件的应用前景并针对其发展方向探讨有效的建议。
关键词：电力电子器件，工作原理，应用
0简介
国内外科学技术发展的加快，间接促进了电力电子器件的发展，如今国内外各行各业中都已经普及应用电力电子器件，特别是在上世纪80年代以后，电力电子技术发展速度加快更是对全球经济、文化、军事发展形成了极大的影响。一般而言，电力电子技术和信息电子技术构成了电子技术，其中计算机技术和通信技术等构成信息电子技术，信息电子技术主要进行信息存储、处理、传输、控制等等；电力电子技术主要是进行电能方面的处理，在实施的过程中要确保电能安全、稳定、可靠地运行，还要保证信息和能源能够集中运用。此外，随着国内电能需求的增加，应用电力电子技术可以将一次能源转变为电能，是现下解决电力方面问题的有效途径和手段，在应用电力电子技术中需要利用较多的电力电子器件，因此实际应用中要对电力电子器件的应用和发展进行相应的探究。
1 电力电子器件的应用现状
1.1电力整流管的应用
整流管起步于上世纪40年代，是一种结构最简单和使用最普及的电力电子器件，随着相关技术的发展，整流管已经发展为肖特基整流管、普通整流管、快恢复整流管等类别。其中普通整流管具备的特点为：漏电流小、较高的通态压降、反向恢复时间较长、具备很高的电流和电压定额，主要在需要不高转速的装置中应用。快恢复整流管主要具备较快的方向恢复时间和较高的通态压降，主要在逆变、斩波等电力中应用。肖特基整流管具备的特性融合了上述提及两种整流管的特点，但是存在漏电电流较大、缺乏一定的耐压能力等缺点，主要在开关电源和高频低压仪表中应用。电力整流管可以有效地改善电力电子电路的性能，提高电源使用效率，以及降低电路损耗，随着具备高性能电力电子器件的研发成功，现下人们通过运用新颖结构的设计和大规模集成电路制作工艺，研发出综合了肖特基整流管、PIN整流管特性为一体的新型高压快恢复整流管，这种类型的整流管具备很低的通态压降以及极短的反向恢复时间，并且具备较低的反向恢复峰值电流。
1.2晶闸管的应用
作为国内应用最为广泛的电力电子器件，晶闸管由以往的水银整流器和电动发电机构成逐渐演变为新型的晶闸管，传统的晶闸管具备很大的体积，并且具备的功率相对较小。而新型的晶闸管具有功率大，体积小，效率高的诸多优点，因此在众多变流技术中占据着重要的地位。但是由于晶闸管在运行中不能处于低频率工作状态，在实际使用过程中不能采用关断处理，造成了很大的不便和麻烦。在这种背景下，可关断式晶闸管被研发出来，主要被应用于交通电车，在促进交通发展方面发挥着重要的作用。
1.3绝缘栅双极晶体管的应用
在绝缘栅双极晶体管研发应用之前，应用的电力电子器件主要是以可关断晶闸管，但是在发展过程中，可关断晶闸管逐渐不再符合电力系统实际需求。与此同时，在实际应用中，可关断晶闸管在关断处理中需要消耗巨大的能量，这种状况与世界上的环保节能理念有着很大的偏差，同时也造成了不必要的经济损失。随着技术的发展和进步，绝缘栅双极晶体管应运而生，与可关断晶闸管相比，绝缘栅双极集体管具备更高的效益，逐渐在电车研发中代替晶闸管电子器件。
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1.4智能功率模块的应用
随着国内外电力电子技术的进一步发展，，绝缘栅双极晶体管在一些场合已经渐渐不能满足电力电子的应用需求，在此基础上，研究人员研发出了具备故障检测并且能对电路进行保护的智能功率模块。和传统功率器件相比，智能功率模块具备电流传感功能、温度传感功能，其中电流传感功能可以对功率器电流情况实施不间断检测，从而确保功率器件的正常稳定运行。
2电力电子器件应用存在的问题
电力电子器件在给我们生活带来极大方便的同时，还存在以下应用问题，这些问题阻碍着电力电子器件的发展和应用。
2.1 缺乏创新力度，更新速度迟缓
随着经济的高速发展，电力电子技术发展的速度也是越来越快，但是现阶段电力电子技术面临着更新速度迟缓、创新力度不足等缺点，电力电子器件的发展已经无法达到人们对高科技的需求。针对这些问题，科研人员一定要具备高度的创新意识，全力研究探索电力电子技术。
2.2 电力电子器件原材料寻找困难
阻碍电力电子技术和电力电子器件发展的主要原因是缺乏高性能的电力电子器件原材料，如今原材料具备的性能不再适合电力电子器件的深度发展，若要促进电力电子器件快速发展，需要进行电力电子器件原材料的研究和制造，在原有的基础上提升电力电子器件的性能。在研究和制造过程中，需要进行缜密的分析和精密的规划，另外，还要判断原材料是否和电力电子器件相吻合，判断原材料是否存在缺陷，然后在不断的探究和完善中逐渐对原材料进行优化。
3电力电子器件发展展望
硅晶闸管类型的半控型器件在诸多传统晶闸管应用、无功补偿、高压直流输电等领域中已经普及应用，尽管全控器件的研发和应用对其造成了一定程度的冲击，但是硅晶闸管在技术成熟性和价格方面具备良好的优势，在未来的市场中必定还会占据很大的份额，尤其会在大电流和高电压应用场合中广泛普及应用。
另外，以功率GTO、MOSFET等为代表的全控器件也具备十分高的水准，其中硅基电力电子器件几乎在寄生二极管制约条件下达到硅材料的性能极限。这种电力电子器件在高技术和传统产业中都飞速发展，尤其在重大工程和家电照明等与人们生活密切相关的领域中得到了普及广泛的应用。相应的电力电子器件成为国民经济发展的重要基础，具有十分广泛的应用前景。
此外，碳化硅和氮化镓等电力电子器件是未来电力电子器件的发展方向，但是在工艺和材料方面存在较多需要解决的问题，即使这些问题得以解决，相应器件仍具备很高的价格。虽然这类电力电子器件可以在中高端应用中使用，但是在以后的发展中也不会全面取代硅功率电力电子器件。
电力电子器件已经在社会生活和产业生产的各个方面中深入应用，人们对电力电子器件的需求必定会在很大程度上推动电力电子器件的发展和创新。在以后的电力电子器件发展中必定会向体积小、性能好等更加优良的方向发展，必将会给人们带来更加良好的使用体验和更大的方便。
4结语
随着相关技术和科技的进步，电力电子器件会在社会中的各个领域和行业中广泛应用，并且电力电子器件具备的性能也会越来越优异。作为与人们生活有很大关系的电子器件，电力电子器件必将在实际应用中的更高需求中不断提升，紧随实际应用需求的步伐不断向成熟、完善的方向发展，发展成为可在更高温度、电压及频率环境正常工作，同时消耗电力更少，持久性和可靠性更强，更小体积、更快速度、更低成本、更高效率的电力电子产品。
参考文献：
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[2]王拓. 电力电子器件及其应用的现状和发展[J]. 数字通信世界，2016（3）.
[3]王俭. 电力电子器件及其应用的现状和发展[J]. 工程技术：全文版，2016（10）：00161-00162.
论文作者:万洪宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/4
标签：电子器件论文; 电力论文; 整流管论文; 晶闸管论文; 电子技术论文; 功率论文; 电流论文; 《基层建设》2018年第34期论文;