1.4電力電子技術展望

電力電子技術是由電力、電子和控制三門學科交叉而形成的。就其內容而言，包含器件、電路與控制三個方面。電力電子技術的發展總是以器件的開發和性能的改善為先導，對電力電子技術的發展起著決定性的作用。因此，在這里，先從電力電子器件談起。

1.電力電子器件

電力電子器件發展迅猛，推動電力電子技術從傳統電力電子技術進入現代電力電子技術階段，目前仍處在一個所謂“動態變革”之中。現在電力電子器件的發展趨勢有三個方面：

（1）向實用化的全控型器件在大功率、易驅動、高頻率和高電流密度方向繼續發展。

（2）器件的模塊化、集成化和智能化。在一個芯片上集成一個系統，包括器件驅動電路，傳感器和自診斷、檢測、保護和控制電路，推動電力電子技術躍入功率集成電力電子技術新階段。

（3）器件材料的更新。當今電力電子器件都以硅作為基礎材料，其壟斷地位目前仍在維持。但某些新型材料如碳化硅、金剛石等的采用，已預示著新一代器件將出現。新器件類似于MOSFET，有高得多的功率和開關頻率，低導通壓降，耐高溫等優良性能。其中最令人矚目的材料是金剛石。有關資料說明，與硅器件相比，金剛石P-MOSFET器件的功率可提高10個數量級，頻率提高50倍，導通壓降降低一個數量級，最高結溫可達600℃。

2. 變換電路

變換電路離不開四大基本變換，在電力電子裝置中，可以是單一變換，也可以是包含兩種以上的變換。傳統電力電子技術所用的相控電路適用于晶閘管，現代電力電子技術所用的PWM電路、軟PWM電路適用于各種全控型器件和功率集成電路PIC、智能功率模塊IPM。

3. 控制技術

微電子技術與電力電子技術的結合。信息電子技術已經融入電力電子技術領域形成一個整體，計算機控制技術已在電力電子技術中生根、開花、結果。現在電力電子裝置的控制不僅依賴硬件電路，而且可以利用軟件編程，既方便又靈活，使各種新穎、復雜的控制策略和方案得以實現。新的控制理論及基于神經元網絡和模糊邏輯數字的智能控制技術，都在變換電路的控制中得到應用。

電力電子技術的應用范圍十分廣泛，而且越來越廣。相關行家認為電力電子裝置提供給負載的是各種不同的直流電源、恒頻交流電源和變頻交流電源。因此也可以說，電力電子技術研究的就是電源技術。這種提法在20世紀以前無可非議，因為電力電子裝置不管用在哪里，都是一臺電能變換裝置——電源。然而跨入21世紀后，電力電子技術不僅在電源技術方面繼續為人類創造巨大的經濟效益，還將在電力系統中作為電力電子補償控制器，控制電能的傳送流動方向，向電網輸出所要求的補償電壓或電流，或改變并聯接入、串聯接入交流電網的等效阻抗，從而改善電力系統的運行特性和運行經濟性。這類應用涉及高壓、大功率開關電路和十分復雜的控制技術，它將在今后幾十年導致電力系統革命性變革，并推動電力電子技術的繼續發展和進步。