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中圖分類號：TM1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）12-0229-01
現如今的高新技術有很多都是和電網的相位、電壓、電流和頻率等基本參數的轉換與控制相關。現代電力電子技術能實現對這些參數的高效處理與精確控翻，對大功率的電能頻率的變換能夠得到很好的實現，這樣可以支持多項高新技術的發展。
1 現代電力電子技術的內涵
現如今電力電子技術主要是處理的對象時功率，主要是來實現高效率和高品質的用電。電力電子技術主要通過電力半導體器件和自動控制技術、計算機和電磁技術的三者綜合運用來實現獲取、傳輸、變換和利用。在各種高質量、高效和高可靠性的電源中能夠起到非常重要的作用，可以讓當代的電力電子技術得到很充分的運用。功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性，其功率半導體復合器件主要具有高頻、高壓和大電流等的特點。這類的特點也意味著傳統的電力電子技術不能夠適應現如今的社會發展，電力電子技術已經進入了一個全新的高速發展的時代。具有功能驅動、節能明顯和先進等特點的IGBT，MOSFET等新型電力電子器件，所以可以在新型家電、感應加熱、通信、計算機電源和電動交通工具等領域中有很好的發展前景。
2 現代電力電子技術的歷史沿革
電子技術和微電子技術在80年代以來在各自的發展滯后得到了有效的結合，也就產生了全新概念的全控型的高頻化電力電子集成器件。可關斷晶體管（GTO）電力晶體管（GTR）以及此類晶體管的模塊也得到了實用化。從此滯后，各種高頻化和全控化的新型器件也相繼出現，例如（功率MOSFET）絕緣門板晶體管（IGT或IGBT）、靜電感應晶體管（SIT）、靜電感應晶閘管（srrH）、MOS晶闡管（MCT），MOS晶體管（MGT）。這也意味著一個具有高頻化和全控型的全新電力電子器件時代的誕生，傳統的電力電子技術即將被淘汰。代電力電子技術大跨步進入高速發展的新時代。新一代電力電子器件的特點主要有多功能化、高頻化、全控化和集成化。新型多功能的器件的出現促進了控制系統和變流電路的技術不斷發展和成熟?，F如今電力電子技術主要是由各種PWM電路、高頻斬波電路和脈寬調制雙零諧振電路組成。因此從今天的時代進入變頻器，極大地豐富了電力電子技術的功能，不斷開拓新的應用領域的時代的傳統不斷變化的需求的電力電子技術。
3 現代電力電子技術的發展
電力電子技術的發展自從20世紀90年代以來主要具有兩個方面的特點：電子技術與微電子技術的不斷完善結合和現有的各類新型電力電子技術器件參數的不斷完善和提高。電力電子器件的發展特點使其迅速的想著大容量化和智能化的方向不斷的發展，也預示著一個電力電子技術來到全新的時代。電力電子技術是多技術和多學科的相互滲透和創新結合的技術，在工業領域中對具有很強的滲透性。80年代后期，主要是以各種PWM電路和全控型新器件的現代化電力電子技術為代表。在此時代主要是家用電器等、交流電氣牽引以及交流調速系統等領域運用的比較頻繁。這個時代的發展預示著電力電子技術進入了新的發展階段。在這個時代的電子電力系統當中，大型機組工作狀態的改變和運轉變流裝置起著非常重要的作用?，F代主要是給與直流輸電以及系統運行的成熟控制和測試等安全保護提供一些技術手段。超導磁浮鐵道系統主要有機車牽引、輕軌車以及地鐵在電力電子技術應用領域已經非常普及。日本在火車在高速運行時有PWM逆變交流牽引系統取代原來的直流系統的技術是世界第一。先進的國家都非常的關注超導磁浮鐵道系統的研究，其能夠讓火車高達500公里每小時。這樣能夠解除交通壓力和提高運輸能力，對國民經濟的發展有著非常重要的作用?，F如今的電力電子技術是傳統產業和信息產業的主要是被控強電、弱電和接口橋梁。此技術的發展能夠提高生產效率、降低消耗和節能。
4 結語
電力電子技術能能夠讓國家的基礎產業得到非常快速的發展，其與國家發展的方針和政策的配合下能夠在21世紀顯得尤為重要。因此，電力技術成為了21世紀可持續發展不可或缺的組成部分，成為高科技產業鏈的關鍵所在，能夠推動我國的工業技術創新。
參考文獻
[1]劉莉宏.現代電力電子技術的發展及其應用[期刊論文]《北京工業職業技術學院學報》，2006年3期.
[2]趙玉冰.淺談現代電力電子技術的應用和發展[期刊論文]《科技咨詢導報》，2007年3期.
1.電力電子技術的發展
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.電力電子技術的應用
2.1一般工業
工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
2.2交通運輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻調速已成為主流。
2.3電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。
2.4家用電器
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1、整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
2、逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
3、變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
二、電力電子技術的應用
1、一般工業
工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
2、交通運輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻調速已成為主流。3、電力系統
電力電子技術在電力系統中有著非常廣泛的應用。據估計，發達國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統在通向現代化的進程中，電力電子技術是關鍵技術之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開電力電子技術，電力系統的現代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實現的。無功補償和諧波抑制對電力系統有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補償裝置。近年來出現的靜止無功發生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優越的無功功率和諧波補償的性能。在配電網系統，電力電子裝置還可用于防止電網瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等，以進行電能質量控制，改善供電質量。
在變電所中，給操作系統提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。
5、家用電器
照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發光效率高、可節省大量能源，通常被稱為“節能燈”，它正在逐步取代傳統的白熾燈和日光燈。變頻空調器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。電力電子技術廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
6、其他
一、電力電子技術的發展
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1、整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
2、逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
3、變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
二、電力電子技術的應用
1、一般工業
工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
2、交通運輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻調速已成為主流。3、電力系統
電力電子技術在電力系統中有著非常廣泛的應用。據估計，發達國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統在通向現代化的進程中，電力電子技術是關鍵技術之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開電力電子技術，電力系統的現代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實現的。無功補償和諧波抑制對電力系統有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補償裝置。近年來出現的靜止無功發生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優越的無功功率和諧波補償的性能。在配電網系統，電力電子裝置還可用于防止電網瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等，以進行電能質量控制，改善供電質量。
在變電所中，給操作系統提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。
5、家用電器
照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發光效率高、可節省大量能源，通常被稱為“節能燈”，它正在逐步取代傳統的白熾燈和日光燈。變頻空調器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。電力電子技術廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
6、其他
【關鍵詞】電力系統 開關電源 不間斷電源
一、電力電子技術的發展
1957年美國通用電氣公司研制出了第一個晶閘管，標志著電力電子技術的誕生。而1958年以集成電路的誕生為標志的微電子技術帶動了一系列高新技術產業的發展，標志著第一次電子技術革命的開始?，F代電力電子技術的發展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子器件按照能被控制電路信號所控制的程度分為不可控器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指電力二極管、該二極管雖不可控，可因為結構簡單，使用方便成本低，仍被廣泛應用。半控型器件主要指晶閘管，由它所組成的電路靈活成熟、開關損耗小、開關時間短，在電源、通用逆變器、電機控制等電路中應用廣泛。但驅動電流大、耐浪涌電流能力差、容易受二次擊穿。以電子技術和微電子技術的發展為背景，全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期發展起來了，主要有電力晶體管（GTR）、電力場效應晶體管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。其特點是集高頻、高壓和大電流于一身，是大型的功率半導體復合器件，全控型器件的誕生表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
二、現代電力電子的應用領域
（一）電力系統及節能方面
電力電子技術在電力系統領域中的應用著非常廣泛和重要，在發電通過改變設備的運行特性為主要目的；而電子技術在高壓輸電領域的應用，極大的提高了電網運行的穩定性，被稱為“硅片引起的第”；在配電領域，則通過電力電子裝置來防止電網瞬間停電、瞬間電壓跌落、閃變等，以進行電能質量控制，加強供電可靠性，改善供電質量。同時還通過減少無功損耗，提高功率指數，來達到節能的目的。在發達國家有60%以上的電能至少經過一次以上的電力電子變流裝置進行處理。通過這種處理可以節約能源和提高用電設備的性能。直流輸電在長距離、大容量輸電中有很大的優勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都使用晶閘管變流裝置。
（二）交通運輸
電子技術在鐵路運輸、船舶、航天、電動汽車等行業都有廣泛的應用，稱為新興產業不可缺少的重要技術。新型環保綠色電動汽車與混合動力電動汽車都正在積極的發展中。汽車是靠汽油引擎的運行發展起來的一種機械，它排出大量的二氧化碳與其他廢氣，嚴重污染了環境。而綠色電動汽車的電機用蓄電池為能源，靠電力電子裝置來進行電力變換與驅動控制，其蓄電池的充電也是離不開電力電子技術的。顯然，未來電動汽車大有可能取代燃油汽車。。而在電氣機車中的直流機車就是采用整流裝置來供電的，而交流機車則采用變頻裝置來供電，都離不開電子技術的應用，直流折波器和鐵道車輛、磁懸浮列車中的電力電子技術更是關鍵技術的應用實例。船舶、飛機也需要各種不同要求的電源，所以航海、航空都離不開電力電子技術。
（三）開關電源
首先高速發展的計算機技術在帶領人類進入了信息社會的同時，也促進了電源技術的迅速發展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進入了電子、電器設備領域。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關電源。隨著電力電子技術的發展和創新，使得開關電源技術在不斷地創新，這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動，這為開關電源提供了廣泛的發展空間。高頻開關電源（也稱為開關型整流器SMR）通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內，實現高效率和小型化。近幾年，開關整流器的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化，關鍵技術是高頻化。由于開關電源輕、小、薄的特點，其應用日益廣泛?，F在開關電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽產品，安防監控，LED燈袋，電腦機箱，數碼產品和儀器類等領域。
（四）不間斷電源（UPS）
電子技術帶給計算機領域的還有不間斷電源技術。所謂不間斷電源（UPS）是指計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經逆變器變成交流，經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速，已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
三、總結
90年代以后，電子技術朝著大功率化、模塊化、變頻化和智能化發展。電化學專業、鐵道電氣車、鋼鐵工業、電力工業的迅速發展給電力電子器件提供了用武之地。通過電子技術和微電子技術的結合，促成了功率集成電路的誕生，最終促使了大量新結構、新材料器件等電子器件的誕生和發展，給工業、航天等帶來了極大的幫助和便利，對節約能源、改造傳統產業、發展新型產業作出了巨大的貢獻。總而言之，電力電子因應用需求不斷向前發展，新技術的出現又會使許多應用產品更新換代，還會開拓更多更新的應用領域。
參考文獻：
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關鍵詞：電力電子技術；發展趨勢；應用
0 前言
現代電力電子技術的發展經歷了幾個不同的階段，整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，現代電力電子技術屬于變頻器時代，同時又與微電子技術有效地進行了結合，這不僅使其應用范圍十分廣泛，而且在國民經濟中的地位也變得越來越重要。
1 現代電力電子技術的發展趨勢
在當前科學技術快速發展的新形勢下，隨著電力電子技術的不斷革新，其發展達到了一個較高的水平?，F代電力電子技術主要是對電源技術進行開發和應用，可以說電源技術的發展是當前電力電子技術發展的主要方向。
1.1 現代電力電子技術向模塊化和集成化轉變
電源單元和功率器件作為現代電力電子技術的重要組成部分，是電子器件智能化的核心所在，其組成器件具有微小性，因此電力電子器件結構也更為緊湊，體積較小，但其能夠與其他不同器件的優點進行有效綜合，所以其具有顯著的優勢。也加快了現代電力電子技術向模塊化和集成化轉變的進程，為電力系統使用性能的提升奠定了良好的基礎。
1.2 現代電力電子技術從低頻向高頻化轉變
變壓器供電頻率與變壓器的電容體積、電感呈現反比的關系，在電力電子器件體積不斷縮小的情況下，現代電力電子技術必然會加快向高頻化方向轉化?？煽刂脐P斷型電力電子器件的出現即是現代電力電子技術向高頻轉化的重要標志。而且隨著科學技術發展速度的加快，電力電子技術也必然會向著更高頻的方向發展。
1.3 現代電力電子技術向全控化和數字化轉變
傳統的電力電子器件在使用過程中存在著一些限制，而且關斷電器時還會產生一些危險，自關斷的全控型器件在市場上出現后，有效地彌補了這些限制和避免了危險的發生，這也是現代電力電子技術變革的重要體現，表明現代電力電子技術加快了數字化發展的進程。
1.4 現代電力電子技術向綠色化轉變
現代電力電子技術向綠色化轉變主要表現在節能和電子產品兩個方面。相比于傳統的電力電子技術來講，現代電力電子技術的節能性更好，這也實現了發電容量的有效節約，對環境保護帶來了較好的效果。一直以來一些電子設備會將嚴重的高次諧波電流入到電網中，給電網帶來較大的污染，導致電網總功率質量下降，電網電壓出現不同程序的畸變。到了上世紀末期，各種有源濾波器和補償器的面世，實現了對功率參數的修正，從而為現代電力電子技術的綠色化發展奠定了良好的基礎。
2 現代電力電子技術的應用
現代電力電子技術的功能具有多樣性的特點，其在多個領域都有著廣泛的應用，這也決定了現代電力電子技術在國民經濟發展中占據非常重要的地位，有著不可替代的作用。
2.1 電源方面
（1）一般電源?，F代電力電子技術在開關電源和供電電源方面都取得了較大的進展，交流電直接由整流器轉變為直流電，這部分直流電一部分由逆變器轉換為交流，然后經由轉換開關到達負載，而另一部分則直接對蓄電池組進行充電。一旦逆變器發生故障，蓄電池組則作為備用電源開始直接向負載提供能量。在現在的電力電子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作為電源，不僅具有較好的降噪性，而且電源的效率和可靠性也能夠得到有效的保障。
（2）專用電源。高頻逆變式焊機電源和大功率開關型高壓直流電源是比較典型的兩種應用現代電力電子技術的專用電源。高頻逆變式焊機電源是一種高性能的電源，由于大容量模塊IGBT的普遍使用，使得這種電源有著更加廣闊的應用前景，逆變式焊機電源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的轉換方法，由于焊機工作的環境條件惡劣，所以燃弧、短路等就成為了司空見慣的問題，而采用IGBT組成的PWM相關控制器，能夠提取和分析參數和信息，進而預先對系統做出處理和調整。大功率開關型高壓直流電源主要應用CT機、靜電除塵等比較大型的設備上，因為這類設備電壓比較高，甚至達到了50 ～ 159kV，將市電經過整流器整流變為直流，然后與諧振逆變電路串聯，逆變為高頻電壓，再升壓，最后整流成為直流高壓。
2.2 傳動控制及牽引
這主要應用在無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制等等方面，通過將一個固定的直流電壓轉換為一個可以變化的直流電壓，這樣就能夠使控制更加的平穩和快速，而且還可以節能。
2.3 在電力系統中的應用
在發電系統中現代電力電子技術的應用更是廣泛，比如說水力風力發電、用電系統、配電、輸電等等都和現代電力電子技術有著密切的聯系。目前的風力電力機組已經結合了機械制造、空氣動力學、計算機控制技術、電力電子技術等等，而現代電力電子技術就是發電系統中不可或缺的重要技術，它對于電能的轉換、機組的控制和改善電能質量等都很重要。
2.4 在節能和改造傳統行業中的應用
現代工作的開展離不開電能的支持，電能是現代工業的重要動力和能量源頭。隨著我國工業用電量不斷增加，用電的不合理及浪費現象也日益顯現出來。這就需要有效地降低能源的消耗，提高電能的利用效率，以便于能夠對當前能源緊缺的局面起到一定的緩解作用。因此需要充分的發揮現代電力電子技術的性能優勢，有效地提高現代電力電子技術的效率，應用現代電力電子技術，通過工業控制有效地將電能轉換為勞動力，建成現代化的智能車庫，從而降低工人的勞動強度，實現人力資源的節約，確保勞動生產力的提高，以便于推動傳統行業的改造進程。
2.5 在家用電器方面的應用
現代電力電子技術在我們日常生活中應用也較為廣泛，當前家用電器普遍應用現代電力電子技術，給我們的日常生活帶來了較大的便利。許多電器都只需要按下按鈕就能進行工作，而不需要人們親自動手。
3 應用展望
在今后現代電力電子技術應用過程中，需要重視以下幾個方面的問題：首先，需要對節能和環保給予充分的重視，通過完善控制設備和設計專用的電機來有效地提高電機系統的使用性能和效率；其次，為了實現節能和環保，則需要使用中高壓直流轉電系統，使其實現低能耗及低污染；最后，需要加快解決電力系統中儲電裝置的設置問題，需要電力系統設計者從控制技術等方面來制定切實可行的解決方案，從而對電能儲備中存在問題進行有效解決，更好地推動電力系統的持續、穩定發展。
4 結語
現代電力電子技術在多個領域都得到了廣泛的應用，特別是對電網的控制和轉換上發揮著非常重要的作用。通過現代電力電子技術的應用，使大功率電能成為其他高新技術的重要基礎，這也決定了現代電力電子技術在國民經濟發展中的重要地位具有不可替代性，對推動經濟和社會的發展發揮著非常重要的作用。
參考文獻：
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作者簡介：益聰（1994―），男，陜西西安人，沈陽理工大學學生。
關鍵詞：電子；技術；應用；發展
中圖分類號：F062.9 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 17-0000-01
Modern Power Electronics Technology Application and Prospects Analysis
Liu Jianjun
(Information Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)
Abstract:Modern power electronics technology is a high-tech knowledge-based knowledge-intensive technology,power electronics and microelectronics technology with technology has become mainstream.Therefore,its production and life will be like as microelectronics technology plays a transformative role.It will revolutionize the power supply and power system changes.
Keywords:Electronic;Technology;Applications;Development
一、現代電力電子技術
將實現高品質與高效率用電作為目標的現代電力電子技術，采用電力半導體器件、電磁技術、計算機（微處理技術）、綜合自動控制技術等進行功率處理，達成電能的傳輸、獲取、變化與利用。采用電力電子半導體器件、電磁技術、計算機（微處理技術）、綜合自動控制技術等多學科交叉技術的現代電源技術，是現代電力電子技術的具體應用，在保證高可靠性、高效、高質量的電源的供應中發揮著關鍵作用。以功率IGBT與MOSFET為代表的、集大電流、高壓與高頻于一體的功率報道提復合器件，將傳統的電力電子技術引入了現代電力電子技術時代中。因為MOSFET、IGBT等新型的電力電子器件具有顯著的節能和功能驅動作用，具有先進的性能，所以新型的電力電子器件在綠色電源、電動交通工具、新型家電、感應加熱、變頻調速以及通信與計算機電源等領域均有著廣泛的應用前景。
二、現代電力電子技術的應用
（一）高頻開關整流器。具有效率高、重量輕、體積小等特點的高頻開關整流器從各種儀器儀表、計算機、電視機等小功率的應用上推廣到電力工程直流電源系統、通信基礎電源、CT機、X光機和照明等特種電源領域。高頻開關電源又可以稱之為開關型整流器，其通過IGBT或MOSFET的高頻工作，一般將開關頻率控制子50~200KHZ的范圍之內，進而實現小型化和高效率等目標。目前，高頻開關整流器的功率容量一直都在增加，單模塊容量從幾十瓦、上百瓦快速提升到15KW。德國BENNING公司出產的Tebechop15000系列的整流模塊的質量只有39KG，然而容量卻已經到達了15KW（48V/225A）。TYCO公司出產的GALAXY系列的整流模塊的質量只有30KG，容量卻達到了12KV（48V/200A）。
（二）直流-直流（DC/DC）變換器。直流-直流變換器能夠將固定的直流電壓轉換成可變的直流電壓，廣泛地應用與電動車、無軌電車、地鐵列車的無級變速與控制領域，能夠實現具有快速響應、加速平穩等性能的控制，并同時達到節約電能的目的。用直流斬波器取代變阻器能夠節約20%~30%的電能。直流斬波器不但可以進行調壓，還能夠顯著地消除電網側諧波電流噪聲。在通信電源領域的二次電源直流-直流模塊已經商品化，采用高頻PWM技術等模塊具有5~20W/in3的功率密度，500KHZ左右的開關頻率。
（三）不間斷電源（UPS）。不間斷電源普遍采用了功率IGBT、MOSFET等電力電子器件和脈寬調制技術，能夠有效地降低電源的噪聲，顯著地提高可靠性與效率。DSP技術和微處理技術的實現了遠程診斷、遠程維護以及不間斷電源的智能化管理。近年來，不間斷電源的最大容量已經高達800KVA，而且能夠利用多機并聯的方式，獲得超大容量的不間斷電源系統。
（四）大功率開關型高壓直流電源。大功率開關型高壓直流電源的電流能夠達到0.5A以上，電壓能夠達到50KV~159KV，電流能夠達到100KV。大功率開關型高壓直流電源在醫用CT機、醫用X光機、水質改良和靜電除塵等大型設備上有著廣泛的應用。國內研制了靜電除塵高壓直流電源，將市電轉化成直流，將直流電壓逆變成高頻電壓，通過高頻變壓器進行升壓，接著整流成直流高壓。通常，在電阻負載的情況下，輸出直流電流可達15mA，直流電壓能夠達到55KV，工作頻率是25.6KHZ。
（五）高壓直流輸電系統。適合于大容量輸電、遠距離輸電、跨海輸電、大區交流電網互聯的直流輸電方式是除了交流輸電方式外的另一種有效的輸電方式。直流輸電需要安裝換流橋閥和換交流變壓器等主要的換流設備，需要在受電端和送電端建設換流站，以解決交流電和直流電之間的轉換問題。在送電端換流站安裝使用電力電子裝置將交流電轉換為直流電，使用直流輸電線路將直流電輸送到受電端換流站。安裝使用電力電子裝置在受電端換流站將直流電逆變為交流電。
（六）電力有源濾波器。電力有源濾波器能夠對幅值與頻率變化的諧波進行補償的電力電子裝置，其基本原理為在補償對象中進行諧波電流檢測，再由補償裝置產生一個和諧波電流極性相反、電流大小相等的補償電流，使電網電流只含有基波分量。電力有源濾波器在補償時不受電網阻抗的干擾，已經左鍵在國內推廣使用。
（七）靜止無功功率補償裝置（SVC）。目前，國內最有效的無功補償裝置是靜止無功補償裝置。靜止無功補償裝置一般使用晶閘管控制電抗器加固定電容器的方式，能夠進行補償裝置無功功率的連續調節。目前，靜止無功補償裝置主要運用與軋機、電弧爐等設備的無功補償當中，容量能夠到達±50VA，能夠直接用于10KV、35KV等級的電壓母線。
三、現代電力電子技術的發展
近年來，電力電子技術的發展具有以下特點：不斷地提高原有的各種類型的電力電子器件的額定參數；電力電子技術進一步結合用用微電子技術，電力電子器件不斷地朝著智能化、大容量的方向迅速發展，電力電子技術從全控型器件、半控型器件時代邁入了智能型器件時代。與多種學科相互滲透的電力電子技術創新不斷滲透到多種相關的工業領域。電力電子技術和國家基礎產業的關系也越來越密切，電力電子技術的發展和創新是可持續發展的重要環節。加強現代電力電子技術的不斷創新和應用力度，是推動我國工業領域技術創新，形成高科技產業鏈的必由之路。
參考文獻：
