一、電力電子技術(shù)概述
電力電子技術(shù)是一門具有很強(qiáng)應(yīng)用性的新興學(xué)科，電力技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)是其基本組成。通常來(lái)講，電力技術(shù)涉及的主要是發(fā)電、輸配電及電力應(yīng)用，電子技術(shù)涉及的主要是各種電路組成的電子系統(tǒng)、設(shè)備及電子器件，電力電子技術(shù)器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，而電氣電力技術(shù)的應(yīng)用就是對(duì)電力電子器件的電能控制與轉(zhuǎn)換。邁入新世紀(jì)，作為一種高新技
術(shù)，電力電子技術(shù)對(duì)人們生活的影響越來(lái)越深刻。當(dāng)前，電力電子技術(shù)主要包括：變頻控制器、交流高壓凈化電源、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源、逆變電源等。且隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代通訊、生物工程、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制、國(guó)防安全等多個(gè)領(lǐng)域。
二、電力電子技術(shù)的發(fā)展
近年來(lái)，我國(guó)的電子電子技術(shù)取得了迅速的發(fā)展，完成了由當(dāng)初半控、低頻、小功率器件向全控、高頻、超大功率的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，晶閘管仍是我國(guó)主要生產(chǎn)的電力電子器件，其中低檔產(chǎn)品已經(jīng)趨于成熟，且出口數(shù)量相當(dāng)可觀。電力電子技術(shù)是通過(guò)對(duì)電子器件的應(yīng)用來(lái)現(xiàn)多種的電能控制和變換的，通過(guò)電力電子技術(shù)來(lái)制造電力電子裝置，可用弱電來(lái)控制強(qiáng)電，具有降耗、節(jié)能、省材、用電質(zhì)量提高等優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，正式因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)諸多優(yōu)勢(shì)的存在，才使其成為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。但反觀，相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)在電力電子器件質(zhì)量和品種上的差距仍非常大，尚缺乏生產(chǎn)新一代電力電子器件的能力。這情況下，為同我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需要相適應(yīng)，就必須在新型電力電子器件的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)方面下功夫，并將其盡快地推至市場(chǎng)。
在未來(lái)的一段時(shí)期內(nèi)，對(duì)于四大類電力電子器件的研發(fā)應(yīng)當(dāng)成為電力電子行業(yè)的工作重心，它們是當(dāng)今技術(shù)水平的代表，且有著良好的市場(chǎng)前景。在實(shí)際的器件研發(fā)當(dāng)中，注重對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的突破，來(lái)推進(jìn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新：首先，加速對(duì)大功率晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、雙向晶閘管、快速晶閘管、高頻晶閘管等高新技術(shù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。在高壓擴(kuò)散技術(shù)、全壓接技術(shù)、高壓器件設(shè)計(jì)、表面造型保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)上有所突破；其次，加快對(duì)ICCT產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。著眼于CCT的設(shè)計(jì)、硬門極觸發(fā)設(shè)計(jì)、封裝技術(shù)、均勻擴(kuò)散技術(shù)、精密光刻挖槽技術(shù)、保護(hù)技術(shù)、造型技術(shù)、制造技術(shù)及透明發(fā)射極制造技術(shù)等急需解決的方面；再次，加大對(duì)工藝裝備復(fù)雜、技術(shù)難度大的IGBT產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，將大功率電力電子技術(shù)同大規(guī)模集成電路制造技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起。且高壓器件設(shè)計(jì)技術(shù)、IGBT芯片的封裝測(cè)試技術(shù)和高壓場(chǎng)環(huán)技術(shù)是當(dāng)下需要著手解決的；zui后，加快對(duì)大功率速軟二極管的開(kāi)發(fā)，將自建電場(chǎng)雜志濃度擴(kuò)散技術(shù)、雜質(zhì)分布控制技術(shù)及電場(chǎng)基區(qū)厚度截止等難題盡快解決。

三、電力電子技術(shù)的應(yīng)用分析
（一）工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
工業(yè)領(lǐng)域中，交直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用十分普遍，如大型鼓風(fēng)機(jī)、數(shù)控機(jī)床伺服電機(jī)等。當(dāng)前，在大量冶金工業(yè)中，電力電子技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于直流電弧爐電源、淬火電源、中高頻感應(yīng)加熱電源中。同時(shí)，在水電廠的蓄能機(jī)組中，應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)科對(duì)大型機(jī)組工作狀態(tài)、調(diào)速作出改變。此外，工業(yè)領(lǐng)域的有很多高溫場(chǎng)合，而在高溫環(huán)境下，電力電子裝置的應(yīng)用有著十分嚴(yán)格的散熱要求。然而隨著電力電子器件頻率不斷提高、容量不斷增加，器件發(fā)熱問(wèn)題就凸顯出來(lái)，尤其是在一些高溫應(yīng)用場(chǎng)合，如散熱措施不適當(dāng)，就很有可能造成器件溫度超過(guò)所允許的zui高溫。結(jié)合高工作溫度、大容量的應(yīng)用場(chǎng)合，提出了液態(tài)冷卻，其相比于氣體冷卻和油冷，可提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)的導(dǎo)熱系數(shù)，其散熱效率比較如表1所示。
通過(guò)實(shí)踐表明，該水冷裝置的故障率很低，且具有體積小、冷卻效率高、無(wú)污染等顯著優(yōu)勢(shì)。可以說(shuō)，該裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，為電力電子技術(shù)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)保障，從而使器件潛力得到充分發(fā)揮。
（二）交通運(yùn)輸中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)在電氣化鐵道中有著廣泛應(yīng)用，整流裝置被應(yīng)用于直流機(jī)車中，交流機(jī)中應(yīng)用變頻裝置。同時(shí)，鐵道車輛中，直流斬波器的應(yīng)用也十分廣泛，在磁懸浮列車的未來(lái)發(fā)展，電力電子技術(shù)扮演者重要角色。除電機(jī)的牽引轉(zhuǎn)動(dòng)外，各種車輛輔助電源同電力電子技術(shù)也密不可分，電動(dòng)汽車電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與交換就是憑借電力電子裝置來(lái)現(xiàn)的，且在蓄電池充電
過(guò)程，也需要電力電子裝置的參與來(lái)完成。船舶、飛機(jī)均需要很多電源，且有著不同要求，故它們同電力電子技術(shù)難以分割。而如果將電梯也視作交通運(yùn)輸?shù)脑?，且也需要電力電子技術(shù)的參與，以往，直流調(diào)速系統(tǒng)在電梯中普遍應(yīng)用，而近年來(lái)，電梯中應(yīng)用方式也主要集中在交流變頻調(diào)速。
（三）電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
在電力系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在用戶電能的zui終使用中，發(fā)達(dá)國(guó)家的電力電子變流裝置至少對(duì)60%以上的電能作出過(guò)至少一次的處理。而電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展中，電力電子技術(shù)同樣是作為關(guān)鍵技術(shù)而存在的，扮演者直觀重要的角色，不夸張的來(lái)講，如脫離了電力電子技術(shù)，現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)將難以想象。在大容量、長(zhǎng)距離的輸電中，直流輸電有著很大優(yōu)勢(shì)，晶閥管變流裝置在送電端整流閥與受電端逆變閥中均有應(yīng)用。近年來(lái)，逐漸發(fā)展起來(lái)的FACTS（柔性交流輸電）也是在電力電子裝置的參與下才得以現(xiàn)的。FACTS是現(xiàn)代控制技術(shù)與電力電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可對(duì)電力系統(tǒng)的電壓、相位角、參數(shù)、功率潮流作連續(xù)性調(diào)控，從而使得輸電損耗大幅降低，促進(jìn)系統(tǒng)穩(wěn)定水平和輸電能力的有效提高。近年來(lái)，ASCTS開(kāi)始在美國(guó)、日本、巴西、瑞典等國(guó)的重要超高壓輸電工程中應(yīng)用，其典型運(yùn)用如表2所示。
（四）家用電器中的應(yīng)用
家用電器中照明的地位十分突出，因電力電子照明電源發(fā)光效率高、體積小，有大量能源節(jié)約，故被稱之為“節(jié)能燈”且正在對(duì)傳統(tǒng)的日光燈、白熾燈進(jìn)行取代。家用電器中，電力電子技術(shù)應(yīng)用的典型例子是變頻空調(diào)器，且電視機(jī)、家用計(jì)算機(jī)、音響設(shè)備等電子設(shè)備的電源部分也均需要電力電子技術(shù)的支持。可以說(shuō)，電力電子技術(shù)在家用電器中的廣泛應(yīng)用，使其日益貼近我們的生活。