电力电子技术的重要作用

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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。

电力电子在军事防卫中的应用

电力电子在军事防卫中的应用

电力电子在军事防卫中的应用电力电子技术是指利用电子器件和控制技术来处理和转换电能的一门学科。

在当代军事防卫领域,电力电子技术发挥着重要的作用。

本文将从电力电子在电力系统、电力传输和电力储能方面的应用入手,探讨其在军事防卫中的重要性和前景。

一、电力系统应用电力系统是军事基地和战场的重要基础设施之一,稳定的电力供应是保障军事防卫任务顺利进行的基础。

电力电子技术在电力系统中的应用主要包括电力传输、电能质量控制和智能配电等方面。

首先,电力电子技术在电力传输中起到了至关重要的作用。

传统的交流输电系统存在输电损耗大和输电能力受限等问题,而直流输电系统利用电力电子器件实现高效率、大容量的电力传输,逐渐成为电力系统发展的新方向。

在军事防卫中,直流输电系统能够稳定地将电力从后方输送到战场,保障战场的电力供应,提高电力系统的可靠性和稳定性。

其次,在电能质量控制方面,电力电子技术可以实现对电能的精确控制和调节。

在军事防卫中,各种敏感设备对电能质量要求较高,需要稳定的电力供应以避免数据丢失或设备损坏。

电力电子技术可以通过电力质量控制器等装置,对电力进行滤波、调节和增强,确保电能质量的稳定和可靠,提供优质电力供应。

最后,在智能配电方面,电力电子技术可以实现对电力系统的智能控制和管理。

通过智能电力监测装置和集中控制系统,可以对电力系统进行实时监测和分析,及时处理故障和异常,提高电力系统的可靠性和响应能力。

在军事防卫中,智能配电系统可以为指挥中心提供准确的电力信息和状态,为军事作战决策提供支持,提高战场指挥的效率和精确性。

二、电力传输应用除了在电力系统中的应用,电力电子技术还在电力传输方面发挥着重要的作用。

电力传输是军事防卫中不可或缺的一部分,包括军用飞机、战舰和潜艇等作战装备的电力传输。

在军用飞机中,电力电子技术可以实现对电能的高效转换和传输。

通过变频器等电力电子装置,可以将直流电源转换为交流电源,满足飞机各个部位对电能的不同需求,提高电力能量的利用率和传输效率。

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

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。

电力电子在电力传输中的重要性是什么?

电力电子在电力传输中的重要性是什么?

电力电子在电力传输中的重要性是什么?在当今高度依赖能源的社会中,电力传输的高效性和稳定性至关重要。

而电力电子技术的出现和不断发展,为电力传输领域带来了革命性的变革。

那么,电力电子在电力传输中到底有着怎样的重要性呢?首先,电力电子技术显著提高了电力传输的效率。

传统的电力传输方式往往存在着能量损耗较大的问题。

例如,在电能的变换和传输过程中,由于变压器、输电线路等设备的电阻和电抗等因素,会导致部分电能转化为热能而浪费掉。

而电力电子器件,如晶闸管、IGBT 等,可以实现对电能的快速、精确控制,从而有效地减少能量在传输过程中的损耗。

通过电力电子变流器,能够实现电能的高效变换,例如将交流电转换为直流电,或者进行不同电压等级之间的转换,使得电能能够以更加优化的形式进行传输,大大提高了整个电力系统的效率。

其次,电力电子技术增强了电力传输的稳定性和可靠性。

在电力系统中,电压和频率的稳定性对于保障电力设备的正常运行和用户的用电质量至关重要。

电力电子装置可以快速响应电力系统中的各种变化,如负荷的突然增减、电网故障等,通过调节输出的电能参数,保持电压和频率的稳定。

例如,在无功补偿装置中,电力电子器件可以根据电网的无功需求,快速地提供或吸收无功功率,从而有效地维持电网电压的稳定。

此外,电力电子技术还可以用于电力系统的故障隔离和保护,快速切断故障部分,保障其他部分的正常运行,提高了电力传输的可靠性。

再者,电力电子技术使得电力传输更加灵活和可控。

随着新能源的不断发展和接入电网,如太阳能、风能等,其具有间歇性和波动性的特点,给电力系统的稳定运行带来了挑战。

而电力电子技术可以实现对新能源发电的高效控制和管理,使其能够更好地与电网兼容。

例如,通过电力电子逆变器,将新能源发出的直流电转换为交流电,并能够根据电网的需求调节输出的功率和频率,实现新能源的友好接入。

同时,在智能电网的发展中,电力电子技术也发挥着关键作用。

通过智能电力电子装置,可以实现对电力潮流的灵活控制,优化电力资源的分配,提高电网的运行效率和经济性。

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

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。

电力电子技术的重要作用

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。

电力电子技术在电力系统可持续发展中的应用

电力电子技术在电力系统可持续发展中的应用

电力电子技术在电力系统可持续发展中的应用电力电子技术是一种中转型能器件技术,通过控制电压和电流的变换,实现将电能转化为其他形式的能量或将其他形式的能量转换为电能。

随着电力需求的增加和对环境保护的要求,电力电子技术在电力系统可持续发展中扮演着至关重要的角色。

本文将从电力电子技术在可再生能源发电、电力传输和配电、节能和环保领域的应用等方面进行探讨。

一、电力电子技术在可再生能源发电中的应用随着对可再生能源的需求增加,如太阳能、风能等,电力电子技术在实现可再生能源发电中发挥着关键作用。

在太阳能发电系统中,电力电子技术可以将太阳能电池板输出的直流电转换为交流电,并通过逆变器等设备将电能输送到电力系统中。

在风能发电系统中,电力电子技术则可以将风能转化为电能,并通过电力电子装置实现风力发电机组的功率控制与系统稳定。

二、电力电子技术在电力传输和配电中的应用在电力传输和配电领域,电力电子技术可以提高电力系统的稳定性和效率。

通过使用柔性直流输电技术,可以减少传输损耗并提高输电容量,从而实现长距离电力传输。

在交流输电系统中,静止补偿装置和动态无功补偿装置等电力电子设备可以实现对电力系统的无功功率控制和电压调节,提高电力传输效率。

三、电力电子技术在节能和环保领域的应用电力电子技术在节能和环保方面的应用主要体现在调整和控制电能的使用过程中。

通过使用电能质量调节装置,可以实现对电能的质量优化,提高电力系统的效率和可靠性。

在工业领域,采用电力电子装置实现短时间的高稳态效能调节,可以提高生产线的运行效率。

此外,电力电子技术还可以实现能量回馈和无功功率控制等功能,降低供电网络中的无功功率消耗,从而减少对发电设备的负荷,提高整个电力系统的能源利用率。

总结起来,电力电子技术在电力系统的可持续发展中发挥着重要的作用。

通过应用电力电子技术,可以提高可再生能源的利用效率,优化电力传输和配电过程,实现节能和环保目标。

随着科技的进步和技术的创新,电力电子技术在未来的可持续发展中将继续发挥更为重要的作用,推动电力系统向高效、安全、可持续的方向发展。

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

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。

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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。

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