我國電力電子器件發(fā)展趨勢分析

    進入90年代電力電子器件的研究和開發(fā)，已進入高頻化，標(biāo)準(zhǔn)模塊化，集成化和智能時代。從理論分析和實驗證明電氣產(chǎn)品的體積與重量的縮小與供電頻率的平方根成反比，也就說，當(dāng)我們將50Hz的標(biāo)準(zhǔn)二頻大幅的提高之后，使用這樣工頻的電氣設(shè)備的體積與重量就能大大縮小，使電氣設(shè)備制造節(jié)約材料，運行時節(jié)電就更加明顯，設(shè)備的系統(tǒng)性能亦大為改善，尤其是對航天工業(yè)其意義十分深遠的。故電力電子器件的高頻化是今后電力電子技術(shù)創(chuàng)新的主導(dǎo)方向，而硬件結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)模塊是器件發(fā)展的必然趨勢，目前先進的模塊，已經(jīng)包括開關(guān)元件和與其反向并聯(lián)的續(xù)流二極管在內(nèi)及驅(qū)動保護電路多個單元，并都以標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)出系列產(chǎn)品，并且可以在一致性與可靠性上達到極高的水平。目前世界上許多大公司已開發(fā)出IPM智能化功率模塊，如日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產(chǎn)品推出。日本新電元公司的IPM智能化功率模塊的主要特點是：

    1.它內(nèi)部集成了功率芯片，檢測電路及驅(qū)動電路，使主電路的結(jié)構(gòu)為最簡。

    2.其功率芯片采用的是開關(guān)速度高，驅(qū)動電流小的IGBT，且自帶電流傳感器，可以高效地檢測出過電流和短路電流，給功率芯片以安全的保護。��

    3.在內(nèi)部配線上將電源電路和驅(qū)動電路的配線長度控制到最短，從而很好地解決了浪涌電壓及噪聲影響誤動作等問題。��

    4.自帶可靠的安全保護措施，當(dāng)故障發(fā)生時能及時關(guān)斷功率器件并發(fā)出故障信號，對芯片實施雙重保護，以保證其運行的可靠性。

    98年末朱镕基總理明確指示，今后必須加快國家創(chuàng)新體系的建設(shè)，因此可以肯定的說，在21世紀(jì)初國家發(fā)展中，技術(shù)創(chuàng)新將要變成企業(yè)工作的主導(dǎo)內(nèi)容，而發(fā)展與建立適合中國國情的電氣工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新機制，通過電力電子技術(shù)長足進步推動新型電氣工業(yè)不斷升級和進步進而走向世界。電力電子技術(shù)雖然它具有微電子技術(shù)的許多共同特征，如發(fā)展變化都非常迅速，滲透力和創(chuàng)新表現(xiàn)十分突出，生命力格外旺盛，處于陽光產(chǎn)業(yè)地位，并與其它學(xué)科相互融合和發(fā)展產(chǎn)生新的機遇，而電力電子技術(shù)還有其自身一些獨具特色的地方，如高電壓、大容量及控制功率范圍大，因此技術(shù)的創(chuàng)新難度在于必須跨越高電壓大功率這一關(guān)卡，及其技術(shù)的綜合難度，如材料工業(yè)和制造工藝，而電力電子器件工作的可靠性是其極其重要的一個技術(shù)指標(biāo)。為此電力電子技術(shù)的創(chuàng)新是與多種學(xué)科相互滲透并對各種工業(yè)領(lǐng)域有著極強的滲透性。因此電力電子技術(shù)與國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切，并與國家發(fā)展的各項方針及產(chǎn)業(yè)政策相配臺的要求在21世紀(jì)會顯得越來越強烈。電力電子技術(shù)又稱為能流技術(shù)，因此電力電子技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略綱領(lǐng)的重要組成部分。在21世紀(jì)初加快現(xiàn)代電力電子化轉(zhuǎn)化的力度，必將形成一條朝陽的高科技產(chǎn)業(yè)鏈，推動我國工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。��

    電力電子技術(shù)的創(chuàng)新與電力電子器件制造工藝，已成為世界各國工業(yè)自動化控制和機電一體化領(lǐng)域競爭最激烈的陣地，各發(fā)達國家均在這一領(lǐng)域注入極大的人力，物力和財力，使之進入高科技行業(yè)，就電力電子技術(shù)的理論研究言，目前日本、美國及法國、荷蘭、丹麥等西歐國家可以說是齊頭并進，在這些國家各種先進的電力電子功率量不斷開發(fā)完善，促進電力電子技術(shù)向著高頻化邁進，實現(xiàn)用電設(shè)備的高效節(jié)能，為真正實現(xiàn)工控設(shè)備的小型化，輕量化，智能化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，也為21世紀(jì)電力電子技術(shù)的不斷拓展創(chuàng)新描繪了廣闊的前景。我國開發(fā)研制電力電子器件的綜合技術(shù)能力與國外發(fā)達國家相比，仍有較大的差距，要發(fā)展和創(chuàng)新我國電力電子技術(shù)，并形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，就必須走有中國特色的產(chǎn)學(xué)創(chuàng)新之路，即牢牢堅持和掌握產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方法走共同發(fā)展之路。從跟蹤國外先進技術(shù)，逐步走上自主創(chuàng)新，從交叉學(xué)科的相互滲透中創(chuàng)新，從器件開發(fā)選擇及電路結(jié)構(gòu)變換上創(chuàng)新，這對電力技術(shù)創(chuàng)新是尤其實用的。也要從器件制造工藝技術(shù)引導(dǎo)創(chuàng)新，從新材料科學(xué)的應(yīng)用上創(chuàng)新，以此推動電力電子器制造工藝的技術(shù)創(chuàng)新，提高器件的可靠性。由此形成基礎(chǔ)積累型的創(chuàng)新之路。并要把技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品應(yīng)用及市場推廣有機結(jié)合，已加快科技創(chuàng)新的自我強化的循環(huán)，促進和帶動技術(shù)創(chuàng)新有著穩(wěn)定的基礎(chǔ)，以使我國電力電子技術(shù)及器件制造工藝技術(shù)有以長足的發(fā)展，并形成一個全新的圾陽產(chǎn)業(yè)，轉(zhuǎn)化為巨大的生產(chǎn)力，推動我國工業(yè)領(lǐng)域由粗板型經(jīng)營走向集型，促進國民經(jīng)濟以高速、高度、可持續(xù)發(fā)展。<