电子电子器件的发展、分类与应用 (1)
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电子电子器件的发展、分类与应用 (1)  2012/3/1
电力电子技术(powerelectronictechnology)是以电力为对象的电子技术,是一门利用电力电子器件对电能进行转换与控制的新兴学科。电力电子技术包括如下三大部分:(1)电力电子器件(powerelectronicdevice);(2)电力电子(功率)交流技术(powerconversiontechnique),包括改变频率、电压、电流及变换相数等;(3)控制技术。电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生产的各个方面。典型的用途如电化学、直流传动、交流传动、电机励磁、

电力电子技术(powerelectronic technology)是以电力为对象的电子技术,是一门利用电力电子器件对电能进行转换与控制的新兴学科。电力电子技术包括如下三大部分:

(1)   电力电子器件(power electronic device);

(2)   电力电子(功率)交流技术(power conversion technique),包括改变频率、电压、电流及变换相数等;

(3)   控制技术。

电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生产的各个方面。典型的用途如电化学、直流传动、交流传动、电机励磁、电镀及电加工、中频感应加加热、交流不间断电源、稳定电源、电子开关、高压静电除尘、直流输电和无功补偿等。电力电子技术已成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源,并成为新能源(燃料电池太阳能和风力发电等)与电网的中间接口。

1948年普通晶体管的发明引起了电子工业革命。半导体器件首先应用于小功率领域,如通信、信息处理的计算机。1958年,从美国通用电气公司研制第一个工业用的普通晶闸管开始,大大扩展了半导体器件功率控制的范围。电能的变换和控制从旋转的变流机组、静止的离子变流器进入到以电力半导体器件组成的变流器时代,这标志着电力电子技术的诞生,晶闸管为电力电子学科的建立立下了汗马功劳。晶闸管是半控型器件,不能自关断,属于第一代电力电子器件。至今晶闸管及其派生器件仍广泛应用于各种变流器,并且还在发展中。由于包括晶闸管在内的电力电子器件具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、响应快等特点,用它构成的变流装置具有可靠性高、寿命长、容易维护等优点,特别是它可节约能源;所以得到飞速的发展。可以认为电力电子学就是应用在电力技术领域中的电子学,它是电气工程中电力、电子和控制三大主要领域之间的边缘学科。

30多年来,随着半导体制造技术和变流技术的发展,一代又一代的电力电子器件相继问世,使它的应用领域迅猛扩大,如交流电机变频调速技术的蓬勃发展和日益迫切需要可控制关断的(即自关断的)电力电子器件(全控型器件);因此相继出现了电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场效应晶体管(MOSFET)等,这些可称为第二代电力电子器件。

到20世纪80年代后期,出现了以绝缘栅极双极晶体管(IGBT)为代表的复合型器件。IGBT是MOSFET和GTR的复合,它是用MOSFET驱动双极型晶体管,兼有MOSFET

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