【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。在交流電動機(jī)變頻調(diào)速中，它是較好的選擇。它們將在開關(guān)電源中與功率MOSFET競爭，以其導(dǎo)通壓降小，電流密度大，電壓等級高，成本低等優(yōu)點占有優(yōu)勢。今后十年，功率MOSFET的這種優(yōu)勢將進(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）、計算機(jī)外部設(shè)備、各種開關(guān)電源和電子鎮(zhèn)流器等開關(guān)應(yīng)用的領(lǐng)域，將成為功率MOSFET的廣闊市場。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)的過渡過程中，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越高的開關(guān)過程當(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)的過渡時間。以上第一個系統(tǒng)的研究在經(jīng)典的“電力拖動”課程中得到了比較充分的展開；第二個系統(tǒng)的研究也在“電機(jī)瞬態(tài)過程”課程中得到良好的分析。其實，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”均來源于系統(tǒng)中的能量不容突變。電感L儲備的磁場能量E＝189。它之所以不允許出現(xiàn)，就是因為dE/dt＝P（功率），功率P不會是無窮大。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)計制造的無感功率母線，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。無感功率母線在電力電子裝置中的采用，國外已有十多年歷史了，其成熟產(chǎn)品在國內(nèi)仍很鮮見。整機(jī)設(shè)計制造人員只要在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。很多場合下要注意選用無感電阻、無感電容；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)的儲能電解電容不僅應(yīng)無感，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，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)從無線電領(lǐng)域引入到電力電子中來，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。在開關(guān)電源中，工頻交流電源整流后向濾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專門的控制軟件的指令，再把它們級聯(lián)重組為三相正弦波送到電動機(jī)上?？恐@些器件的特殊有序開關(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類無功之外，還由于各諧波電流同正弦電壓之間形成的畸變無功功率（可稱為第II類無功）。曾有這樣的方案：把畸變的三相電流分解成各次（n個）諧波，每組同次三相諧波又各自分解成正序、負(fù)序、零序三個分量。在這種方案里，畸變電流只需分解出一個同正弦電壓同相位的基波電流，二者相減即得到一個電流中所有諧波分量和基波無功分量混合的實際波形?？梢灶A(yù)見，利用波形重組實現(xiàn)的這種“無功補償－諧波濾波”一體化裝置將在未來十年取得長足的進(jìn)步。這是一項十分艱巨的任務(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。面對中國即將成世界電動機(jī)的制造、供應(yīng)基地的現(xiàn)實，盡快制訂與世界接軌的電動機(jī)和變頻器標(biāo)準(zhǔn)，按全壽命期中總能耗最低、總費用最少的思路來設(shè)計有自己知識產(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－直流電動機(jī)二者的優(yōu)點，調(diào)速范圍寬，電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，低速轉(zhuǎn)矩比較大，對電動機(jī)械來講有可能做到在很寬速度范圍內(nèi)直接驅(qū)動，從而減少噪聲（免去變速箱或皮帶傳動），還有電機(jī)慣量小等長處。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。中國是稀土材料的富國，占世界儲量78％以上。要指出的是，永磁無刷電動機(jī)在伺服傳動領(lǐng)域中有不可替代的優(yōu)勢，在機(jī)械人、數(shù)控加工系統(tǒng)，以至軍事應(yīng)用中會有廣闊應(yīng)用天地。大城市間的磁懸浮列車、城市內(nèi)的電動高架列車和地鐵列車、個人用電動自行車和電動汽車將構(gòu)成未來的交通網(wǎng)絡(luò)的主角?，F(xiàn)在看來，在中國推廣電動自行車替代摩托車作為代步工具技術(shù)上正在趨于成熟。電動汽車的發(fā)展又是電力電子未來的潛在大市場。這種電機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、高性能控制調(diào)速傳動，以及四臺電機(jī)轉(zhuǎn)動的協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，將為電動汽車的舒適運行，零半徑轉(zhuǎn)彎提供技術(shù)保證。500kV輸電線路正常運行了十多年。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。這樣，把大量的“交－直－交”變頻調(diào)速器展開了：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。這樣的社會供電系統(tǒng)，也許會帶來更安全、更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)能的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時考慮到供電電壓對人體的安全保證，1994年開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。在未來十年中，這項過渡即將實現(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）帶來很大困難。這給電力電子技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。儲能發(fā)電站的構(gòu)思是不錯的：白天水庫放水發(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)作水泵電動機(jī)運行，把落到下游的水抽上去，增加水庫的庫容，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，這種以谷補峰的合理用電措施必將普及推廣。進(jìn)入21世紀(jì)以來，作為強電－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)