电力电子技术的重要作用
电力系统中的电力电子技术

电力系统中的电力电子技术电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分,它在电能的变换、控制和调节方面都发挥着至关重要的作用,为电力系统的安全稳定运行和高效能利用提供了重要支撑。
随着科技的不断发展和应用领域的不断扩大,电力电子技术也在不断创新和变革,在提高系统效率、减少能源浪费、改善电力质量、促进可再生能源的大规模接入等方面发挥着越来越大的作用。
电力电子技术主要是指利用半导体器件进行电能的控制和变换的技术。
通过使用晶闸管、场效应管、可控硅等器件,可以实现电能的调节、转换和控制,从而满足不同电力系统的需求。
在各种不同的应用场景中,电力电子技术均能发挥重要作用,包括变频调速技术、逆变技术、谐波抑制技术、无功补偿技术等等。
下面就让我们来详细了解一下电力系统中的电力电子技术。
一、变频调速技术变频调速技术是电力电子技术在电机控制方面的一种重要应用。
传统的电机调速一般通过调节电压、频率或机械传动来实现,但这种方法往往效率低、控制精度差。
而通过电力电子技术,可以实现对电机的高精度、高效率控制。
通过变频器,可以改变电机的供电频率,从而实现电机的调速。
这种调速方式不仅可以提高电机的效率,还可以实现对电机速度的精确控制,适用于各种类型的电机调速。
二、逆变技术逆变技术是电力电子技术在直流交流变换中的一种重要应用。
在很多情况下,需要将直流电能变换为交流电能或交流电能变换为直流电能,这就需要使用逆变器。
逆变器可以将直流电能转换为交流电能,并可以控制输出的频率、幅值和波形。
逆变技术广泛应用于交流传动系统、逆变式焊接设备、UPS系统等领域,为电能的高效利用提供了重要保障。
三、谐波抑制技术在电力系统中,因为非线性负载的存在,会产生各种谐波扰动。
谐波会影响系统的正常运行,降低电能的质量,甚至导致设备的损坏。
谐波抑制技术就显得尤为重要。
电力电子技术可以通过谐波滤波器、有源/无源滤波器等设备,对系统中的谐波进行有效抑制,保证系统的正常运行。
电力电子在电力系统电能利用中的应用

电力电子在电力系统电能利用中的应用电力电子技术是指利用电子技术对电能进行调控、控制和变换的一种技术,广泛应用于电力系统中,对于电力的传输、变换和利用起到了至关重要的作用。
本文将重点探讨电力电子在电力系统电能利用中的应用。
一、电力电子的概述电力电子作为一门交叉学科,涵盖了电力、电气、电子和控制等多个领域的知识,主要研究将电能进行控制和变换的技术。
电力电子设备可以实现对电能的调节、控制和变换,使得电能在系统中能够以满足要求的形式进行传输、变换和利用。
二、电力电子在电力系统中的应用1. 电力电子在输电系统中的应用在高压输电线路中,为了降低输电损耗和提高电力质量,常常采用高压直流输电(HVDC)技术。
HVDC技术利用电力电子设备,将交流电转换成直流电,通过输电线路进行远距离传输,再将直流电转换为交流电供电使用。
这种方式不仅能够减少输电损耗,还能够提高电力系统的稳定性和控制性能。
2. 电力电子在配电系统中的应用在配电系统中,电力电子变流器常被用于功率因数校正和无功功率补偿。
通过控制电力电子设备的导电角和导电时间,可以实现对电流波形的调整,从而实现功率因数的校正和无功功率的补偿。
这样可以避免电力系统出现过大的无功功率损耗,提高电能的利用率。
3. 电力电子在电力负载中的应用电力电子设备可广泛应用于各种电力负载中,如电动机、发电机和照明设备等。
通过使用电力电子变换器,可以实现对电力负载的控制和调节,提高其效率和性能。
例如,采用变频器控制的电动机,可以根据实际的负载需求进行转速和功率的调整,实现能耗的节约和运行的稳定性。
4. 电力电子在可再生能源中的应用随着可再生能源的快速发展,如太阳能和风能等,电力电子技术也得到了广泛应用。
通过电力电子设备,可以将太阳能光伏发电系统和风力发电系统的直流输出转换为交流电,并将其与电力系统进行连接。
这样可以实现对可再生能源的利用和调度,提高系统对不稳定能源的适应能力。
5. 电力电子在能量存储中的应用能量存储是现代电力系统中的重要组成部分,电力电子技术在能量存储中也扮演着重要角色。
浅谈电力电子技术在电气工程中的应用

浅谈电力电子技术在电气工程中的应用【摘要】电力电子技术在电气工程中扮演着重要角色。
本文首先介绍了电力电子技术在变换器、电能调节、电机控制、电网优化和新能源领域中的应用。
通过对这些领域的案例分析,可以看到电力电子技术在提高能源利用率、降低能耗、实现电力系统的安全稳定运行等方面发挥着关键作用。
总结了电力电子技术对电气工程领域的推动作用,强调了其在推动电气工程技术发展、提升能源利用效率和促进新能源发展等方面的重要性。
通过本文的讨论,可以清晰地看到电力电子技术在电气工程领域中的价值和意义。
【关键词】电力电子技术、电气工程、变换器、电能调节、电机控制、电网优化、新能源、推动作用1. 引言1.1 电力电子技术在电气工程中的重要性电力电子技术在电气工程中的重要性体现在多个方面。
电力电子技术在变换器中的应用可以实现电能的有效转换和控制,提高电气设备的效率和稳定性。
电力电子技术在电能调节中发挥着关键作用,可以实现对电能的精确控制和调节,满足不同场合的需求。
电力电子技术在电机控制中的应用可以提高电机的运行效率和精度,使得电动机在各种工况下都能稳定工作。
电力电子技术在电网优化中的应用可以提高电网的运行效率和稳定性,实现对电网的智能管理和调控。
电力电子技术在新能源领域中的应用可以促进清洁能源的发展和利用,推动能源转型和可持续发展。
电力电子技术在电气工程中的重要性不容忽视,它不仅可以改善电气设备的性能和效率,还可以推动电力系统的现代化和智能化发展。
2. 正文2.1 电力电子技术在变换器中的应用电力电子技术在变换器中的应用广泛而重要,变换器是电气工程中的核心设备之一,用于将不同电压、频率和相数的电力进行转换和控制。
电力电子技术在变换器中的应用可以提高电力传输效率,实现电力系统的稳定运行和智能控制。
电力电子技术可以应用于直流变换器和交流变换器中。
直流变换器通过控制晶闸管等器件的导通和断开,将交流电转换为直流电或直流电转换为交流电。
电力电子技术在电力系统中的应用

电力电子技术在电力系统中的应用随着科技的不断发展,电力电子技术在电力系统中的应用日益广泛。
电力电子技术作为一种能将电能转换、控制和调节的技术,对于电力系统的可靠性、稳定性和效率等方面起着至关重要的作用。
本文将探讨电力电子技术在电力系统中的应用,并介绍其在能源转换、变流器、智能电网和可再生能源等方面的具体应用。
能源转换是电力电子技术最重要的应用之一。
在传统的电力系统中,能源转换主要通过发电厂和变电站实现,存在能源的损耗和负载匹配的问题。
而采用电力电子技术,可以将不同形式的电能进行高效的转换。
比如,在直流输电(HVDC)系统中,将交流电转化为直流电进行传输,不仅大大降低了传输损耗,还能够更好地实现电网间的互联互通。
此外,电力电子技术还可以将直流电转化为交流电,用于逆变器的输入,更好地适应不同负载的需求。
变流器是电力电子技术的另一个重要应用领域。
变流器是一种将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电的装置,常用于风力发电和太阳能发电等可再生能源系统中。
比如,风力发电机通过变流器将交流电转换为直流电,并通过逆变器将直流电转换为交流电,以供电网使用。
这种方式不仅可以实现风能的高效利用,还可以通过逆变器将多余的电能注入电网。
同样地,太阳能发电系统也可以借助变流器实现对电能的转换和调节。
智能电网也是电力电子技术的一个重要应用领域。
智能电网,又称为智能输配电网,是一种通过高级通信与控制技术,实现对电网的智能集成和优化管理的电力系统。
在智能电网中,电力电子技术发挥着关键作用。
例如,智能电网中的储能系统,可以利用电力电子技术将多余的电能进行储存,以供高峰期使用,从而平衡电网的供需关系。
此外,智能电网还可以通过电力电子技术实现对电能的远程监控和在线检修,提高电网的可靠性和稳定性。
最后,电力电子技术在可再生能源领域也发挥着重要作用。
随着可再生能源如太阳能和风能的快速发展,如何将这些可再生能源有效地纳入电力系统,成为一个重要的问题。
电力系统中的电力电子技术

电力系统中的电力电子技术【摘要】电力系统中的电力电子技术在现代电力系统中扮演着至关重要的角色。
本文首先介绍了电力电子技术的定义和在电力系统中的作用。
接着详细讨论了电力电子器件及其特点,电力电子调节技术,电力电子在电力系统中的应用,以及电力电子技术的发展趋势和未来。
结论部分强调了电力电子技术在电力系统中的重要性和应用前景,总结了本文涵盖的内容。
通过本文的学习,读者可以更好地理解电力系统中的电力电子技术,认识到其在现代电力系统中的重要性和前景。
【关键词】电力系统、电力电子技术、电力电子器件、调节技术、发展趋势、未来、重要性、应用前景、总结。
1. 引言1.1 什么是电力系统中的电力电子技术电力系统中的电力电子技术是指利用半导体器件将电能进行控制、调节、转换和分配的技术。
通过电力电子技术,可以实现对电力系统中电能的精确控制,提高电能利用效率,降低能量损耗,实现系统的节能和环保。
电力电子技术在电力系统中的作用是非常重要的,它可以实现电力系统的智能化、数字化和网络化,提高系统的稳定性、可靠性和安全性,满足不同负载要求,提高系统的适应性和灵活性。
1.2 电力电子技术在电力系统中的作用电力电子技术可以有效地控制电力系统中的电压、电流和频率等参数,提高电力系统的稳定性和性能。
通过电力电子器件的精确控制,可以实现对电力的精准调节,满足不同场景下的电力需求。
电力电子技术还可以实现能量的高效转换和传输。
在电力系统中,能量的传输效率直接影响着系统的整体效率和运行成本。
通过电力电子技术的应用,可以实现能源的高效传输和有效利用,提高能源利用率和系统的整体效益。
电力电子技术还可以实现电力系统的智能化管理和监控。
通过电力电子技术与信息通信技术的结合,可以实现对电力系统的远程监控和智能控制,提高系统的运行效率和安全性。
电力电子技术在电力系统中的作用不可小觑,它不仅可以提高电力系统的供电质量和稳定性,还可以推动电力系统的智能化和高效化发展。
电力电子技术的重要作用

1电力电子技术的重要作用电力电子是公民经济和国家安全领域的重要支撑技术。
它是工业化和信息化交融的重要手段,它将各样能源高效率地变换成为高质量的电能,将电子信息技术和传统产业相交融的有效技术门路。
同时,仍是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段,在履行目前国家节能减排、发展新能源、实现低碳经济的基本国策中起侧重要的作用。
电力电子器件在电力电子技术领域的应用和市场中起着决定性的作用,是节能减排、可重生能源产业的“绿色的芯” 。
电力电子半导体器件是陪伴着以硅为基础的微电子技术一同发展的。
在上世纪五十到六十年月,微电子的基本技术获取了完美,而功率晶体管和晶闸管则主导了电能变换的应用。
从七十年月到八十年月,功率MOS 技术获取了快速发展并在很大程度上代替了功率晶体管。
鉴于 MOS 技术的IGBT 器件开始出现,并研发出 CoolMOS。
九十年月初此后,主要的研发力量集中在对 IGBT 器件性能的提高和完美。
到了本世纪初,经过了若干代的连续发展,以德国英飞凌、瑞士 ABB、美国国际整流器公司( IR)、日本东芝和富士等大公司为代表的电力电子器件产业已经拥有了趋于完满的 IGBT 技术,产品的电压覆盖 300V 到 6.5kV 范围。
电力电子器件与有关技术包含:(1)功率二极管;(2)晶闸管;(3)电力晶体管;(4)功率场效应晶体管( MOSFET);(5)绝缘栅双极型晶体管( IGBT);(6)复合型电力电子器件;(7)电力电子智能模块( IPM )和功率集成芯片( Power IC);(8)碳化硅和氮化镓功率器件;(9)功率无源元件;(10)功率模块的封装技术、热管技术;(11)串并联、驱动、保护技术。
2电力电子技术发显现状和趋向2.1 电力电子器件发显现状和趋向电力电子器件产业发展的主要方向:( 1)高频化、集成化、标准模块化、智能化、大功率化;( 2)新式电力电子器件构造: CoolMOS,新式 IGBT ;( 3)新式半导体资料的电力电子器件:碳化硅、氮化镓电力电子器件。
电子行业电力电子技术课后答案

电子行业电力电子技术课后答案第一题电力电子技术在电子行业中的地位非常重要。
它是将电能转换为其他形式的能量的技术,包括电压转换、频率转换和波形变换等。
电力电子技术在交流电能转换、直流电能转换和高频电能转换等方面发挥着重要作用。
第二题电能的转换过程中,会产生一定的损耗。
常见的电力电子设备有整流器、逆变器、变压器等。
这些设备在转换电能过程中都会产生一定的功率损耗。
合理设计电力电子设备的拓扑结构以及选用合适的电子元器件,可以减小功率损耗,提高能量转换效率。
第三题电力电子技术的应用十分广泛。
在电力系统中,电力电子技术被广泛应用于输电、配电和电力负载控制等领域。
在交通领域,电力电子技术也被广泛应用于电动汽车、高速列车等交通工具中。
此外,电力电子技术还应用于工业控制、电力传感和新能源等领域。
第四题传统的电力电子技术主要包括整流、逆变和变压等。
整流是将交流电转换为直流电的过程,逆变是将直流电转换为交流电的过程,变压是改变电压大小的过程。
随着科技的进步和社会的发展,电力电子技术也在不断创新和发展。
现代的电力电子技术主要包括多电平逆变、高频变压和功率因数校正等。
多电平逆变技术可以提高逆变器的输出波形质量,减少谐波内容,降低电网污染。
高频变压技术可以提高变压器的效率和稳定性。
功率因数校正技术可以使电力电子设备具备更好的功率因数,减小对电网的负荷影响。
第五题电力电子技术的发展离不开电子元器件的进步。
目前,电力电子技术所用到的电子元器件包括晶闸管、IGBT、MOSFET、电磁继电器等。
这些元器件具有不同的特性和应用范围,可以根据具体的需求选用合适的元器件。
晶闸管是一种受控开关元件,广泛应用于电力电子技术中的交流电控制和直流电控制等方面。
IGBT和MOSFET是一种受控开关元件,主要用于电力电子技术中的高频开关和功率电子转换等方面。
电磁继电器是一种电动机操纵开关元件,用于控制各种电力设备的启停和切换。
第六题电力电子技术的学习可以通过理论学习和实践探究相结合的方式进行。
电力电子技术在电力系统电能经济效益中的作用

电力电子技术在电力系统电能经济效益中的作用随着电力需求的不断增长以及环境保护意识的提高,电力系统的可靠性、效率和经济性变得越来越重要。
在这种背景下,电力电子技术作为一种高效、可靠、先进的技术应用,正发挥着越来越重要的作用。
本文将探讨电力电子技术在电力系统电能经济效益中的作用,从变频调节、无功补偿、电能质量和能源管理等方面进行论述。
1. 变频调节电力电子技术在电力系统中的一个重要应用是变频调节。
传统的电力系统中,大部分设备只能在固定的频率下运行,而变频器的应用可以实现电机的变频调速,使得电机的运行效率提高,同时也降低了能耗。
通过电力电子技术实现变频调节,可以将电机的输出与负荷实时匹配,避免了低效运行的情况,提高了整个电力系统的能效。
2. 无功补偿无功补偿是电力电子技术的另一个重要应用领域。
传统的电力系统中,由于电感器和电容器的存在,导致一部分功率在输电过程中消耗,从而造成能量的浪费。
而通过使用电力电子器件,可以实现对电力系统中无功功率的实时调节,达到无功补偿的目的。
无功补偿可以提高电力系统的功率因数,降低线路损耗,提高输电能力,从而提高电力系统的经济性。
3. 电能质量管理随着电力负荷的多样化和对电能质量要求的提高,电力电子技术在电能质量管理方面也发挥着重要作用。
电力电子设备可以实时监测和控制电能质量,并根据不同的负荷需求进行调节,以确保电能的稳定供应和电能质量的优化。
通过电力电子技术实现电能质量管理,可以避免电力系统中的谐波、闪变、电压波动等问题,提高供电质量,减少设备损坏,降低能源浪费,进而提高电力系统的经济效益。
4. 能源管理电力电子技术在能源管理方面也有重要应用。
通过电力电子设备对能源的实时监测和调控,可以实现对电力系统的高效管理。
例如,电力电子设备可以实时监测电力系统中的能耗情况,并根据需求对负荷进行调节,以减少能源浪费,提高能源利用率。
此外,电力电子设备还可以实现对电力系统中可再生能源的接入和管理,促进清洁能源的利用,降低对传统能源的依赖,推动能源的可持续发展。
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1 电力电子技术的重要作用电力电子是国民经济和国家安全领域的重要支撑技术。
它是工业化和信息化融合的重要手段,它将各种能源高效率地变换成为高质量的电能,将电子信息技术和传统产业相融合的有效技术途径。
同时,还是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段,在执行当前国家节能减排、发展新能源、实现低碳经济的基本国策中起着重要的作用。
电力电子器件在电力电子技术领域的应用和市场中起着决定性的作用,是节能减排、可再生能源产业的“绿色的芯”。
电力电子半导体器件是伴随着以硅为基础的微电子技术一起发展的。
在上世纪五十到六十年代,微电子的基本技术得到了完善,而功率晶体管和晶闸管则主导了电能变换的应用。
从七十年代到八十年代,功率MOS技术得到了迅速发展并在很大程度上取代了功率晶体管。
基于MOS技术的IGBT器件开始出现,并研发出CoolMOS。
九十年代初以后,主要的研发力量集中在对IGBT器件性能的提高和完善。
到了本世纪初,经过了若干代的连续发展,以德国英飞凌、瑞士ABB、美国国际整流器公司(IR)、日本东芝和富士等大公司为代表的电力电子器件产业已经拥有了趋于完美的IGBT技术,产品的电压覆盖300V到6.5kV范围。
电力电子器件与相关技术包括:(1)功率二极管;(2)晶闸管;(3)电力晶体管;(4)功率场效应晶体管(MOSFET);(5)绝缘栅双极型晶体管(IGBT);(6)复合型电力电子器件;(7)电力电子智能模块(IPM)和功率集成芯片(Power IC);(8)碳化硅和氮化镓功率器件;(9)功率无源元件;(10)功率模块的封装技术、热管技术;(11)串并联、驱动、保护技术。
2 电力电子技术发展现状和趋势2.1电力电子器件发展现状和趋势电力电子器件产业发展的主要方向:(1)高频化、集成化、标准模块化、智能化、大功率化;(2)新型电力电子器件结构:CoolMOS,新型IGBT ;(3)新型半导体材料的电力电子器件:碳化硅、氮化镓电力电子器件。
2.2 电力电子装置、应用的现状和趋势(1)在新能源和电力系统中的应用电力系统是电力电子技术应用中最重要和最有潜力的市场领域,电力电子技术在电能的发生、输送、分配和使用的全过程都得到了广泛而重要的应用。
从用电角度来说,要利用电力电子技术进行节能技术改造,提高用电效率;从发、输配电角度来说,必须利用电力电子技术提高发电效率和提高输配电质量。
(2)在轨道交通和电动汽车中的应用电力电子技术在轨道交通牵引系统中的应用主要分为三个方面:主传动系统、辅助传动系统、控制与辅助系统中的稳压电源。
在电力电子技术的带动下,电传动系统由直流传动走向现代交流传动。
电力电子器件容量和性能的提高、封装形式的改进,以及功能单元的模块化设计技术促进了传动系统装置的简约化,促进牵引电传动系统、辅助系统和控制与辅助电流稳压电源的发展。
(3)工业电机节能应用电动机作为电能最大的消费载体,具有很大的节电潜力。
我国“十五”和“十一五”计划都将电机系统节能列为节能的重点项目。
而随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,电气传动技术面临着一场历史革命,即交流调速取代直流调速、计算机数字控制技术取代模拟控制。
(4)在消费类电子中的应用电力电子技术在消费类电子中的应用主要集中于各类家电中电机的驱动、感应加热、照明驱动和各类个人电子用品电源管理,家用电器依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。
(5)在国防军工中的应用电力电子技术及电力电子装置已日益广泛地应用和渗透到能源、环境、制造业、交通运输业中,特别是与国家安全和国防有关的先进能源技术、激光技术、空天技术、高档数控机床与基础制造技术等许多重要领域,电力电子技术是关系到上述领域中的核心技术所在。
电力电子在现代化国防中得到越来越广泛的应用,所有现代国防装备的特种供电电源、电力驱动、推进、控制等均涉及到电力电子核心技术。
2.3电力电子技术发展趋势(1)下一代电力电子装置的变换效率将有极大的提高,采用碳化硅器件的装置的效率将从现有硅器件的85~90%提升到99%,体积减小到1/5~1/20。
(2)下一代电力电子器件的装置将开拓全新的应用领域,极大地拓展电力电子技术的影响,诸如进入输电系统、实现智能电网等。
3 我国电力电子行业发展现状与机遇3.1我国电力电子器件的市场现状和趋势(1)从2005~2008年我国电力电子市场的增长率平均为23%,到2008年电力电子器件的市场销售额达1016.2亿人民币。
(2)随着我国特高压直流输电、高压变频、交流传动机车/动车组、城市轨道交通、电动汽车等技术的发展和市场需求的增加,对超大功率晶闸管、IGCT、IGBT 的需求非常紧迫,而且需求量非常大。
(3)从2010年到2020年全球IGBT市场将继续保持年均20%左右的增长速度。
我国IGBT的市场规模,2010年是的55亿元人民币,预计2015年将增加到137亿元人民币,2020年将达到341亿元人民币。
3.2我国电力电子器件行业与国外的差距(1)高频场控电力电子器件的市场基本上被国外垄断。
(2)电力电子器件的生产受到国外竞争。
(3)电力电子器件的中、高端芯片的研发和生产的关键技术还有待突破。
(4)电力电子器件芯片的生产线有待完善和提高。
(5)新型电力电子器件生产的产业链还未形成。
3.3我国电力电子装置的发展现状与分析(1)变频器技术国内市场上的变频器厂家有300多家。
活跃在我国市场上的国产品牌占70%左右,但市场份额仅占25%。
目前,高压变频器的主要市场为内资企业占有,中低压变频器市场主要被外资占有。
(2)轨道交通中的应用目前我国高铁运营里程和运行速度均为世界第一,但核心的电力电子器件如IGBT均为进口产品。
(3)直流输电技术国内直流输电技术有了跨越式的进步,输送电能容量有了很大的提升。
高压直流输电是现今世界上先进的输变电技术,目前国内直流输电市场主要以±500kV 超高压直流输电工程和±800kV特高压直流输电工程为主,直流输电的核心设备—国产晶闸管换流阀已获得成功的应用。
(4)无功补偿技术无功补偿技术是电力电子大家族的重要成员,其中SVC(静止无功补偿器)是无功补偿装备的代表产品。
目前,我国已经完全掌握了SVC设计制造的核心技术,彻底实现了SVC的全面国产化,并已成为国际上最大的SVC设计制造国。
(5)新能源中的应用在当前国家启动的发展新能源的战略规划中,将太阳能、热泵、水电、风电、生物质能、交通可替代能源、绿色建筑、新能源装备制造业、对外投资新能源发电等列为我国新能源发展的重点领域。
我国将重点打造十大新能源工程。
(6)国家产业政策的扶持“十一五”期间,国家发改委启动了支持新型电力电子器件产业化项目,第一批完成了对国内众多电力电子(包括IGBT)芯片和模块企业的支持,培育了一大批功率电子的研发骨干企业。
在“十二五”即将到来之际,国家发改委和工信部又发布了支持电力电子器件研发和产业化的众多专项支持计划,对IGBT的支持也首次写进了国务院牵头、科技部组织的国家科技重大专项“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”,明确了国家对IGBT芯片研发、制造工艺、模块封装、制造装备和材料全面支持。
(7)全球功率半导体产业转移趋势全球功率半导体产业转移趋势促进了我国电力电子器件需求的增长和技术的进步。
目前,全球领先的制造商全力发展微电子半导体,而将大功率半导体器件产业向新兴市场国家特别是中国转移,主要表现为:制造转移、采购转移、技术转移。
(8)下一代宽禁带电力电子器件发展的机遇我国正面对着一个发展高功率碳化硅电力电子器件、实现跨越式发展并迅速赶上以致超越西方国家的绝好机遇。
在这样一个迅速发展的领域,我国的电力电子产学研机构急需进行大量的基础性研究工作,巩固和发展科研队伍,加强在国际上的影响,为发展高功率碳化硅电力电子器件奠定良好的基础。
高功率碳化硅电力电子器件的发展目标,旨在满足国家当前在节能减排、开发新能源、传统产业转型以及军事安全等领域的迫切需求,同时瞄准国际发展前沿,实现高功率碳化硅电力电子器件的基础理论创新、设计方法创新和系统分析创新。
4 我国电力电子行业发展战略规划4.1编制原则我国电力电子产业化,要以科学发展观为指导,围绕我国低碳经济发展的重大战略需求,瞄准节能减排、发展新能源和培育新兴战略产业的应用,充分发挥巨大的国内市场需求,坚持“政府推动、市场主导,自主创新、广泛合作,整合资源、重点突破,立足国情、跨越发展”的原则,抓住机遇推动电力电子器件产业化,优化我国电力电子产业结构,为国家低碳经济发展做出贡献。
4.2 发展目标(1)高频场控电力电子器件和装置产业(a)大力推进IGBT、MOSFET、FRD等高频场控电力电子芯片和模块的产业化,成具有自主知识产权的芯片设计、制造和封装技术,掌握沟糟型、电场中止型的NPT型IGBT的设计及制造技术,包括结构设计、可靠性设计,以及光刻、刻蚀、表面钝化、背面研磨、背面离子注入、背面金属化、测试等工艺技术,提高产品档次。
尽快形成芯片和器件的规模化生产。
(b)在芯片工作的基础上,加速并扩大采用上述国产芯片各类模块的产业化:为满足电机节能、冶金、新能源、输变电、汽车电子、轨道交通等领域对功率模块的实际需求,实现采用自主知识产权的芯片和功率模块产业化,确保国产芯片达30%。
除了大功率模块之外,还应该开发智能功率模块(IPM)和用户专用功率模块(ASPM)等,重点解决模块制造中的散热关键技术、电磁兼容(EMC)技术和智能功率模块的驱动及保护技术等。
(c)形成高端功率集成电路(PIC)产业,包括功率MOS智能开关,电源管理电路(20V到700V,功率达到1000W)、半桥或全桥逆变器、电机驱动器(三相全桥电路的集成,功率达到1000W,用于空调等应用中)、PWM专用SPIC、集成稳压器等产品和产业,力争在国内市场中占据20%以上的市场份额。
(d)形成高频场控电力电子器件生产的原材料及配套件的产业化:重点解决高阻区熔硅单晶(电阻率达到200cm以上、单晶直径达8英寸)、陶瓷复铜板、铝碳化硅基板、结构件等的制造技术和提高产品质量,满足规模生产的需求。
(e)建立国家级的高频场控电力电子器件的测试平台,制定和完善电力电子器件标准。
(f)鼓励和促进国产高频场控电力电子器件的应用,使器件的制造和应用相互促进推进我国的电力电子技术和产业的发展,确保国产高频场控器件的市场占有率20~30%。
(g)鼓励推广采用自主技术芯片、器件和功率模块的应用装置产业化,包括变频装置逆变装置、感应加热装置、无功补偿、有源滤波、通信(网络)电源等,使国产化的电力电子器件在国产装置中所占比重提高到20~30%。
(h)在各应用领域培育使用国产高频场控器件的重点企业,给予政策性支持,开展国产化的示范应用。