【正文】 IGBT，必須采用多芯片并聯(lián)。制造高電壓IGBT，基區(qū)厚度要求達(dá)到幾百微米，這就可以不用外延片而直接采用高電阻率的單晶硅片了。所以，IEGT是高電壓化的IGBT。在交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速中，它是較好的選擇。它們將在開(kāi)關(guān)電源中與功率MOSFET競(jìng)爭(zhēng)，以其導(dǎo)通壓降小，電流密度大，電壓等級(jí)高，成本低等優(yōu)點(diǎn)占有優(yōu)勢(shì)。今后十年，功率MOSFET的這種優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步發(fā)展，特別是在汽車電子（每輛轎車約采用40－120只MOSFET）、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、各種開(kāi)關(guān)電源和電子鎮(zhèn)流器等開(kāi)關(guān)應(yīng)用的領(lǐng)域，將成為功率MOSFET的廣闊市場(chǎng)。另外，在200kHz以上的高頻應(yīng)用領(lǐng)域，也是功率MOSFET的巨大市場(chǎng)所在。碳化硅是一種高溫半導(dǎo)體材料，工作溫度可達(dá)600℃。漏電流特別小。器件是裝置的基礎(chǔ)，一代器件將推動(dòng)一代整機(jī)的前進(jìn)。但是在電力電子系統(tǒng)里，它的工作狀態(tài)是經(jīng)常變化的，在從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入另一種穩(wěn)態(tài)的過(guò)渡過(guò)程中，系統(tǒng)中的能量分布發(fā)生很大變化；另一方面，系統(tǒng)中的功率半導(dǎo)體器件總是工作在頻率越來(lái)越高的開(kāi)關(guān)過(guò)程當(dāng)中，產(chǎn)生很高的dv/dt和di/dt。瞬態(tài)能量分布的失衡還常伴隨著電流、電壓波形的畸變，產(chǎn)生各種諧波。子系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)表征著該系統(tǒng)的能量分布從一種穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)為另一種穩(wěn)態(tài)的過(guò)渡時(shí)間。以上第一個(gè)系統(tǒng)的研究在經(jīng)典的“電力拖動(dòng)”課程中得到了比較充分的展開(kāi)；第二個(gè)系統(tǒng)的研究也在“電機(jī)瞬態(tài)過(guò)程”課程中得到良好的分析。其實(shí)，我們熟知的“電容上的電壓不容突變，電感中的電流不容突變”均來(lái)源于系統(tǒng)中的能量不容突變。電感L儲(chǔ)備的磁場(chǎng)能量E＝189。它之所以不允許出現(xiàn)，就是因?yàn)閐E/dt＝P（功率），功率P不會(huì)是無(wú)窮大。為了減小接線寄生電感、抑制電應(yīng)力，在現(xiàn)代電力電子裝置中必須采用特別設(shè)計(jì)制造的無(wú)感功率母線，主回路中的各種元器件都安裝在這種功率母線上，不再增加另外的接線。無(wú)感功率母線在電力電子裝置中的采用，國(guó)外已有十多年歷史了，其成熟產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)仍很鮮見(jiàn)。整機(jī)設(shè)計(jì)制造人員只要在DSP或微處理器芯片上寫入各種軟件就可以了。用戶使用十分方便。很多場(chǎng)合下要注意選用無(wú)感電阻、無(wú)感電容；隔離、箝位用的二極管必須具備快速恢復(fù)特性；“交－直－交”直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能電解電容不僅應(yīng)無(wú)感，還要減小其串聯(lián)等效電阻，要用足夠粗的多引線并聯(lián)引至端子。在未來(lái)十年內(nèi)，這種保護(hù)元件很有應(yīng)用前景。由此逐漸形成了龐大的輸變電行業(yè)，實(shí)現(xiàn)高壓交流輸電和低壓配電到用戶，使電能的方便使用成為現(xiàn)實(shí)，并迅速推廣普及，為近代工業(yè)和生活質(zhì)量的發(fā)展提供了重要的能源基礎(chǔ)。（PWM）是波形重組的成功范例20世紀(jì)后二十年，脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)從無(wú)線電領(lǐng)域引入到電力電子中來(lái)，得到很大成功。它在逆變式直流焊機(jī)中也得到有效地應(yīng)用。在開(kāi)關(guān)電源中，工頻交流電源整流后向?yàn)V波電容每周波只充電一次，形成了電網(wǎng)側(cè)的輸入電流嚴(yán)重畸變，功率因數(shù)大為下降，諧波大為增多。這些模塊的輸出通過(guò)專門的控制軟件的指令，再把它們級(jí)聯(lián)重組為三相正弦波送到電動(dòng)機(jī)上?？恐@些器件的特殊有序開(kāi)關(guān)，把每一瞬間的三相輸入電壓依一定的規(guī)律送到副邊，組成頻率、相位不同于輸入的新三相系統(tǒng)供給負(fù)載，實(shí)現(xiàn)輸入電流的PWM波形重組和輸出電壓的PWM波形重組。在現(xiàn)代電力電子電路中，除了正弦基波與電壓之間的相移使存在這種同樣的第I類無(wú)功之外，還由于各諧波電流同正弦電壓之間形成的畸變無(wú)功功率（可稱為第II類無(wú)功）。曾有這樣的方案：把畸變的三相電流分解成各次（n個(gè)）諧波，每組同次三相諧波又各自分解成正序、負(fù)序、零序三個(gè)分量。在這種方案里，畸變電流只需分解出一個(gè)同正弦電壓同相位的基波電流，二者相減即得到一個(gè)電流中所有諧波分量和基波無(wú)功分量混合的實(shí)際波形?？梢灶A(yù)見(jiàn)，利用波形重組實(shí)現(xiàn)的這種“無(wú)功補(bǔ)償－諧波濾波”一體化裝置將在未來(lái)十年取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。這是一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。在風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)之類通用電機(jī)系統(tǒng)中，節(jié)能調(diào)速潛力很大，在石油、電力、冶金、有色、化工、上下水處理等行業(yè)中有很大需求。面對(duì)中國(guó)即將成世界電動(dòng)機(jī)的制造、供應(yīng)基地的現(xiàn)實(shí)，盡快制訂與世界接軌的電動(dòng)機(jī)和變頻器標(biāo)準(zhǔn)，按全壽命期中總能耗最低、總費(fèi)用最少的思路來(lái)設(shè)計(jì)有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系列電機(jī)和專用變頻器，是需要認(rèn)真做好的基礎(chǔ)工作。這種電機(jī)兼有交－直流電動(dòng)機(jī)二者的優(yōu)點(diǎn)，調(diào)速范圍寬，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低速轉(zhuǎn)矩比較大，對(duì)電動(dòng)機(jī)械來(lái)講有可能做到在很寬速度范圍內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)，從而減少噪聲（免去變速箱或皮帶傳動(dòng)），還有電機(jī)慣量小等長(zhǎng)處。而且，在冰箱、洗衣機(jī)等家用電器中采用“直流變頻”已成為潮流。中國(guó)是稀土材料的富國(guó)，占世界儲(chǔ)量78％以上。要指出的是，永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在伺服傳動(dòng)領(lǐng)域中有不可替代的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)械人、數(shù)控加工系統(tǒng)，以至軍事應(yīng)用中會(huì)有廣闊應(yīng)用天地。大城市間的磁懸浮列車、城市內(nèi)的電動(dòng)高架列車和地鐵列車、個(gè)人用電動(dòng)自行車和電動(dòng)汽車將構(gòu)成未來(lái)的交通網(wǎng)絡(luò)的主角?，F(xiàn)在看來(lái)，在中國(guó)推廣電動(dòng)自行車替代摩托車作為代步工具技術(shù)上正在趨于成熟。電動(dòng)汽車的發(fā)展又是電力電子未來(lái)的潛在大市場(chǎng)。這種電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、高性能控制調(diào)速傳動(dòng)，以及四臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)，將為電動(dòng)汽車的舒適運(yùn)行，零半徑轉(zhuǎn)彎提供技術(shù)保證。500kV輸電線路正常運(yùn)行了十多年。這種技術(shù)有可能在今后十年推廣到中電壓（1kV左右）直流輸電范圍來(lái)。這樣，把大量的“交－直－交”變頻調(diào)速器展開(kāi)了：把“交－直”整流部分集中到主變電站，而把“直－交”逆變部分分布在各用電點(diǎn)。這樣的社會(huì)供電系統(tǒng)，也許會(huì)帶來(lái)更安全、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)考慮到供電電壓對(duì)人體的安全保證，1994年開(kāi)始提出把汽車供電系統(tǒng)的電壓提高到36V蓄電池，汽車發(fā)電機(jī)端壓為42V的動(dòng)議，現(xiàn)已為美歐汽車行業(yè)接受，首先在3升以上排量的豪華轎車中推行，再逐步擴(kuò)展到所有轎車和其他汽車。在未來(lái)十年中，這項(xiàng)過(guò)渡即將實(shí)現(xiàn)。水量與風(fēng)速的大范圍變化使這兩種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定（以保證發(fā)電頻率固定）帶來(lái)很大困難。這給電力電子技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能發(fā)電站的構(gòu)思是不錯(cuò)的：白天水庫(kù)放水發(fā)電，支援用電高峰；晚上到用電谷期用富余的網(wǎng)電把該發(fā)電機(jī)作水泵電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，把落到下游的水抽上去，增加水庫(kù)的庫(kù)容，以增加第二天白天的發(fā)電量。這樣的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率比較高。在21世紀(jì)能源緊缺的世界上，這種以谷補(bǔ)峰的合理用電措施必將普及推廣。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，作為強(qiáng)電－弱電接口、推進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)關(guān)鍵的電力電子正方興未艾地在世界上發(fā)