【摘要】随着电力电子技术的发展,其在各个领域的应用程度也在不断的加大。在我国当前电力需求量极度大的情况下,电力电子技术为我国的电力生产做出了极大的贡献。本文对电力电子技术发展的新动向进行研究和探索,希望以此来促进我国电力系统的发展。
【关键词】电力电子技术;新动向;应用分析
电力电子技术是计算机的新兴技术在电力中的具体运用。随着计算机网络技术和信息化的不断发展,电力系统也在发生着翻天覆地的变化,使得电力电子技术发展出现了新动向。1979年以来,纵向功率MOS场效应晶体管的出现以及IGBT的出现,更加为电力电子技术的发展注入了新的活力,给原有的电力电子技术发展装上了腾飞的翅膀。
1电力电子器件的发展
电力电子器件的发展,经过了一个很长的历史进程。电力电子技术为电力系统的应用提供了必要的条件。电力电子器件的发展主要经历了三个阶段。第一代电力电子器件主要有耗能低、体积小的特点,在其产生的一段时间内就冲击了传统的汞弧整流器,另外电力二极管也在很大程度上改善了电路的性能,使得在电路和电源使用上有了很大的作用。在对电力电子技术的不断探索和研究中,出现了二极管,其功能出现了大的改变,种类形式繁多。第二代电力电子器件出现了新的变化,其开关能够自动关断,给人们的生活带来了极大的方便,尤其在开关频率较高的电路中更是使用的较为广泛。第三代电力电子器件,在体积和结构方面有了很大的提高,使得体积更加小巧,结构功能更加强大。另外,集成电路模块的形成与发展,更加为我国许多电力器件的使用与应用提供了很大的便利。在此基础上,电力电子技术走向智能化和集成化的发展新态势。目前,电力电子技术力求在高频技术的基础上,实现自动化、环保节能化。电力电子技术,从实际上来说就是用电子信息化控制电力的开关,使电力实现自动化。在电力电子技术中,其电力的功率是不断变化的,能够适用于不同的电力变换。由于电力电子技术的超强能动性,使得电力电子技术已经被广泛运用于电气设备的各个电路技术行业。这将会引起我国电器业的一大变革。电力电子技术经过多年的发展和研究,其致力于研究节能项目,提高人类的生存环境,实现环保。在电力电子技术的发展中。其功率的不断变换更加能够体现环保的一大追求。电力电子技术应用于多个半导体器件,使得电源开关更加具有高质量、高效能,实现了电力电力技术的最大应用率。
2电力电子技术的新领域
70年代,由电化学、直流传动、牵引主宰了电力电子技术的发展,80年代,直流输电成了电力电子技术的领头羊,成了大家纷纷热追的项目。现在,我们又不能不为MOS型器件的发展而感到震撼。在电力电子技术发展的前期,基本上没有人对晶体管感到好奇和关注,大部分人都在使用半导体器件。但是现在形势发生了极大的变化,在电力电子器件运行中,晶体管占了很大的一部分,MOSFET和绝缘栅双极晶体管IGBT都属于较为广泛使用的晶体管。据统计,MOSFET的产值已经超过了晶闸管和整流元件的总和,MOS器件在最近几年也居高不下,达到39%,严重超过了半导体器材的使用。MOS器件得到了广泛的发展,功率晶体管的应用主要有以下方面:
(1)工业控制25%
(2)通信13%
(3)汽车电子10%
(4)日用电器23%
(5)计算机及小型电器的电池12%上面的五个方面是电力电子器材应用最广泛的方向。另外在当前的发展状况下,电力电子技术仍旧有新的发展动向。
2.1电机速度有了很大提升
世界上每时每刻约有100亿的马达在运转,有20%的电机已经采用了电子操控,使用了35%的晶体管。现在,我们将1马力的三相交流调速部位俺在一个线路板上,这样就能够在很大程度上省电,能够促进高耗能电器的持续发展。
2.2节能灯的应用
将MOS-FET和控制IC封装在塑料袋子中,能够让电路进一步简化,能够对照明方面的节能起到很大的帮助作用。目前,世界上很多国家中的双极型晶体管市场正在萎缩,但是我国由于节能环保的原因,其市场正在进一步的扩大。在MOS功率的器件价格有可能下滑的情况下,势必会给双极型晶体管的发展带来严重挑战。
2.3便捷式电器
MOS器件能够在很大程度上延长电池的使用率,从而能够为便捷式电器的发明提供实践基础。在现代的生活中,有许多能够脱离房间而使用的电器,比如有:笔记本电脑、硬盘、充电宝、掌上游戏机、可充电剃须刀、掌上动漫等等。在便捷式电器的使用中,大约有6亿个产品会用到MOSFET器件,这可以反应中MOSFET器件的市场具有多么大的潜力。
2.4汽车电子
在现代汽车电子中,由于对发动机性能有了更大效率的需求,因此在很多器件方面都会用到半导体器件。每年生产的汽车中,每辆汽车的功率器件,可以达到300个之多。我国目前在60人中就会拥有一辆汽车,在相当长的一段时间内,人均汽车拥有率不会有大的提高,因此我国的电子市场潜力仍旧很大。
3电子半导体器件的新发展
3.1输入
由于中小功率装置的发展,其正在朝着贴装化和桥式化的方向转变,其体积在不断减小,玻璃钝化的方芯片的市场需求较大。在输入方面,元件的创新发展对输入额速度和安全性能具有重要的作用,因此要十分注重半导体在输入功能中的作用。
3.2控制
控制器件,主要采用的功率是MOSFET或者IGBT。CIC有不同的型号和外观设计。CIC的使用大大的缩小了体积,增加了使用的可靠性。另外还有一种元件,SMARTFET,这是在一定方面的智能MOSFET,它在汽车中使用较为广泛,由于其具有极大的保护功能而被广泛推崇。
3.3开关
在开关中,为了适应高压电流,耐高反压的快延二极管产生。这种原件是由于HEX结构而得得名的,其产量已经达到了晶闸管和整流元件的40%。电力电子技术的发展,为我国电器事业做出了极大的贡献。关注电力电子技术发展的新动向,能够促使我国电力事业的进一步发展,加快我国综合实力提升。
参考文献:
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作者:王俊 单位:平原镇科技宣教文化信息服务中心