關于功率電子器件應用技術發(fā)展的思考-預覽頁
【正文】 電子技術分為功率電子器件制造和變流技術兩個分支。 功率電子技術發(fā)展史功率電子器件的發(fā)展對功率電子技術的發(fā)展起著決定性的作用，因此，功率電子技術的發(fā)展史是以功率電子器件的發(fā)展史為綱的。1904年出現(xiàn)了電子管，它能在真空中對電子流進行控制，并應用于通信和無線電，從而開啟了電子技術用于功率領域的先河。 1947年美國著名的貝爾實驗室發(fā)明了晶體管，引發(fā)了電子技術的一場革命。對晶閘管電路的控制方式主要是相位控制方式，簡稱相控方式。全控型器件的特點是，通過對門極（基極、柵極）的控制既可使其開通又可使其關斷。它是MOSFET和BJT的復合，綜合了兩者的優(yōu)點。隨著全控型功率電子器件的不斷進步，功率電子電路的工作頻率也不斷提高。 ◆一般工業(yè)工業(yè)中大量應用各種交直流電動機，都是用功率電子裝置進行調(diào)速的。電鍍裝置也需要整流電源。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。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(qū)動并控制。近年發(fā)展起來的柔性交流輸電（FACTS）也是依靠功率電子裝置才得以實現(xiàn)的。 ◆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。◆家用電器 功率電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。超導儲能是未來的一種儲能方式，它需要強大的直流電源供電，這也離不開功率電子技術?？茖W實驗或某些特殊場合，常常需要一些特種電源，這也是功率電子技術的用武之地。廣義上功率電子器件可分為電真空器件和半導體器件兩類，目前往往專指功率半導體器件。4) 自身的功率損耗通常仍遠大于信息電子器件，在其工作時一般都需要安裝散熱器。2) 通過控制信號既可以控制其導通，又可以控制其關斷。 ◆電平控制型 必須通過持續(xù)在控制端和公共端之間施加一定電平的電壓或電流信號來使器件開通并維持在導通狀態(tài)或者關斷并維持在阻斷狀態(tài)。 三、功率電子器件的應用電路 整流電路整流電路（Rectifier）是功率電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設備。4) 按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，分為單拍電路和雙拍電路。逆變電路的應用非常廣泛。下圖為基本的單項橋式逆變電路。直流斬波電路的種類較多，包括六種基本斬波電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路、Sepic斬波電路和Zeta斬波電路，其中前兩種是最基本的電路。交流交流變換電路可以分為直接方式（即無中間直流環(huán)節(jié)）和間接方式（有中間直流環(huán)節(jié)）兩種。 PWM控制電路PWM（Pulse Width Modulation）控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術，即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。功率電子電子電路的高頻化可以減小濾波器、變壓器的體積和重量，功率電子電子裝置小型化、輕量化。下圖為常見的幾種軟開關應用電路。如果能將大量分散燃用的化石燃料都高效潔凈地轉(zhuǎn)換為功率電子使用，人們賴以生存的環(huán)境和生活質(zhì)量就會大大改善。功率電子研究的一些前沿課題反映了這種趨勢。如調(diào)峰、為邊遠用戶或商業(yè)區(qū)和居民區(qū)供電，節(jié)省輸變電投資、提高供電可靠性等等。功率電子學器件用于功率拖動、變頻調(diào)速、大功率換流已經(jīng)是比較成熟的技術。近年來，大功率電子器件已經(jīng)廣泛應用于功率的一次系統(tǒng)。 狀態(tài)維修技術狀態(tài)維修技術（Condition Based Maintenance）可以包涵可靠性為中心的維修技術（RCM）和預測維修技術（PDM）。維修費用占電力成本的比例也不斷提高。由于設備制造商對設備的設計和薄弱環(huán)節(jié)了如指掌，加上備品備件來源有保證，往往在承接維修合同的競爭中處于有利地位。 電磁兼容技術電磁兼容（EMC）是指設備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何其他事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。因此，電力系統(tǒng)電磁兼容問題也變得十分突出。這種快速暫態(tài)過電壓不僅會危及變壓器等設備的絕緣，而且會通過接地網(wǎng)向外傳播，干擾變電站繼電保護、控制設備的正常工作。五、總結(jié)與思考216。 由于功率電子技術已經(jīng)廣泛的應用于電氣工程、電子工程、自動化工程、通信工程等諸多工程領域，其范圍遍及工業(yè)、交通、電力、軍事、航空航天航海、建筑乃至家庭等幾乎所有的方面。 功率電子技術已經(jīng)取得了輝煌的成就，但它仍是一門方興未艾的技術。目前，碳化硅二極管以其優(yōu)越的性能已獲得了廣泛的應用，不久的將來，采用碳化硅材料制成的IGBT壓降低、損耗小、耐壓高，并且可承受的溫度也遠高于用硅材料制成的IGBT。216。今天，超大規(guī)模集成電路以其高性能和低價格征服了世界，使得再用分立元件來實現(xiàn)某些功能變得不可想象。目前，電子技術在不斷向著數(shù)字化方向迅速發(fā)展。 正是由于功率電子技術在電機和照明中的成功應用，而被稱為“節(jié)能技術”。 應為功率電子技術的地位如此重要，所以它已成為電氣信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程
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