（国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095）
摘要：电力电子器件在现今的生活中被广泛应用。小到电视微波炉，大到战斗机、航空航天、激光炮等。人们在生活中享受着电力电子器件给我们带来的便捷。电子电力器件极其应用对我国现阶段的发展有着重要的作用，我们应该促进电力电子行业的发展。因此，对电力电子器件及其应用的现状和发展研究有着鲜明的现实意义。
关键词：电力电子；器件；现状；发展
一、电力电子器件应用的现状
近年来，经济发展越来越快，势不可挡，我国的电力电子器件的发展也顺应时代潮流，在飞速的发展着。二战后，特别是自二十世纪八十年代后，我国也开始进入信息时代，电子技术有了新的发展，这对我国的电力电子器件的应用与发展功不可没。
我国电力电子器件应用于我们生活的各个领域，如我国的一些大型的工厂，都利用了电力电子器件，充分发挥资源的功用，发挥资源利用的最大化，促进了工厂生产的发展，提高了工作效率，从而实现高效能发展。电子技术包含信息电子技术和电力电子技术，信息电子技术是科技发展的攸关点，而电力电子技术处理的主要是电能的传输、存储和控制，和我们的日常生活密切相关，我们现代的生活已经无法离开它。但电力电子器件的应用在使用、发展的过程中也不可避免地存在一些不足，例如电力电子器件的应用已经跟不上这个快节奏时代的步伐，更新的速度过缓，无法跟上时代潮流，创新还有待提高，这些不足都会影响电力电子器件的应用和发展。但不可否定的是，电子技术让我们的生活焕然一新，对经济发展具有巨大地推动作用。
二、电力电子器件的应用问题
2.1器件老旧，不具创新
目前，社会发展进程很快，为了满足人们的消费欲望和享受欲望。各行各业也在进行着不断的更新。而电子技术是一门“细心”的学科，它的研究和生产当中不能出现一丝一毫的误差。基于此种原因，导致电力电子技术的发展跟不上社会发展进程，不能很好的满足现今公民的消费欲望和享受欲望。使得现今是市面上电力电子器件出现过于陈旧，创新不足的问题。面对这一问题，我们应该加大对电力电子技术的研发。要多多培养电子技术专业人员，加大对电子技术行业人员的储备。在技术上跟随社会发展进程和人们生活需要进行不断的创新，促进我国电力电子技术的发展，甚至是促进我国电子技术的发展。
2.2原材料短缺
目前科学技术水平存在着部分局限性，加上电力电子技术和电力电子器件的特殊性。使得电力电子器件再生产中遇见原材料短缺的问题。我们知道，电力电子器件在生产过程中必须要做到不差分毫，这样才能保障电力电子器件的安全性。而现今的资源短缺问题，让我们必须要面对资源的开发和替代问题。我们需要大量的时间来进行实验，以及大量的人力资源来进行配合。要解决这一办法，并没有“近路”我们应该加大对电力电子技术的研究和人力资源的输送量，来确保我们国家的电力电子技术可以迅速的突破发展。
2.3研究力度不够
因为电子技术的研究本身便是枯燥乏味的，使得年轻的一代不愿意从事这一门行业。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而我国现今这一行业的发展依靠着上一辈人的支撑。在电力电子行业无论是人力资源还是经济资源都没有良好的保障，在电力电子研究时会出现“吃了上顿没下顿”的情况。想要促进电力电子行业的发展我们必须加大对电力电子技术的研究，对电力电子技术保有足够的重视。
三、、几种电力电子器件
3.1超大功率晶闸管
电力电子技术中晶闸管是传统的器件，从研发至今存在接近300倍的功率容量，高功率等级，此外晶闸管也拥有光触发功能，因此能够达到串联的作用。为了能够对13kv电压进行阻断，提出了串联13kV二极管和13kv不对称晶闸管的新器件，同时有机结合N+发射极深埋场阻层场阻技术，可以明显提升二极管反向性能，但是也存在一定问题，如不能自动关断，依据电路自身特点来设置电流，所以，关断的时候晶闸管中会大量消耗功率。国内也存在十分成熟的半控型电力电子器件，技术可靠、种类齐全，已经获得世界领先水平。如，6英寸8500V/（4000~4750）A电控晶闸管和5英寸7200V/3000A电控晶闸管等。
3.2新型GTO器件——IGCT
现阶段取代GTO的产品已经出现两种，新型GTO器件IGCT和高功率IGBT。IGCT实际上是新型的一种电力电子器件，集合管饼和极低引线电感形成门极驱动器。管饼和门极驱动器之间存在15cm的距离，能够降低门极驱动器引线电感到1/100GTO晶闸管的量，相比较传统晶闸管来说，具备速度快、低耗能、方便应用、可靠关断的特点，以便于能够形成低成本、可靠、高效的IGCT器件，适合应用在300kVA-10MVA变流器中。现阶段已经研制出9kv/6kA的IGCT电压水平，市场中开始大量使用6kvA或者6.5kV器件。串联上述器件能够扩展逆变器功率到100MVA。所以，适合应用在高电压高功率低频变流器中。
3.3IGBT和功率模块
自从使用IGBT以后，逐渐成为主要的电力电子器件，适合应用在中电流、中电压器件中。IGBT已经覆盖1~3500A电流和600V~6.6kv电压，市场中已经出现100MW级别IGBT逆变器。IGBT实际上是全控型电压器件，利用门极驱动来实现关断和开通。这种模块存在低功率和方便驱动的优势，同时也存在低成本和高密度的特点。IGBT一般被制造成率模块，IGBT功率模块包括众多的芯片，如3300V/1200AIGBT模块中存在450以上连线和60块裸芯片，在相同陶瓷衬底上并联固定裸芯片，保障具备优良的导热性和绝缘性，散热器方便安装上述模块。但是因为系统中出现封装结构，智能利用单面冷却的方式来处理IGBT模块，以至于提高了损坏器件的概率，所以，需要对陶瓷封装进一步进行研究，建立双面散热模块，以便于能够具备类似GTO器件一样的功率可靠性。这种模块虽然具备一定优势，如有源保护、易于短路电流保护、有源箝位、有源控制，但是也会存在高导通率、低利用率、损坏开路等问题，以至于不能广泛应用这种器件。
3.4IEGT——电子注入增强栅晶体管
IEGT不但具备CTO优势，也存在IGBT的特点，高工作频、宽安全工作区、低栅极驱动功率、低饱和压降等，一般来说都是依据平板压接式电极构建器件，能够促使器件形成良好的散热性和可靠的性能。现阶段，IGCT适合应用在超过3kV直流电压的场合，IGBT、IEGT适合应用在不高于3kV直流电压中，尤其是在短路限流中应用IGBT，虽然已经研制出6.6kVIGBT器件，但是还没有研制出取代GTO器件的IGCT器件。
3.5碳化硅器件
相比较硅材料，碳化硅具备更好的特点，如600℃的高结温，高击穿电场点去，在构建电力电子器件的时候半导体材料具备很大优势，以此碳化硅器件适合应用在高温、高电压的情况下，碳化硅因为具备低介电系数和高饱和温度，以便于构建高频特性的碳化硅器件。
结语
综上，社会生活以及工业生产中已经广泛应用电力电子器件，实际操作中应该不断创新电力电子器件，未来发展中需要重点研究智能化、集成化、多功能的功率器件，朝着大功率、超高压GTO。
参考文献
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作者简介：
庄佳腾（1990.11-），男，福建莆田人，英国曼彻斯特大学硕士，电气工程师，职位：设计人，单位：国核电力规划设计研究院有限公司，研究方向：电力电子，分布式能源，电气设备。
论文作者:庄佳腾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/16
标签：电子器件论文; 电力论文; 器件论文; 电子技术论文; 晶闸管论文; 功率论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第32期论文;