现代电力电子器件的发展与现状
电力电子器件及其应用的现状和发展
电力电子器件及其应用的现状和发展电力电子器件及其应用装置已日益广泛地应用和渗透到能源、交通运输、环境、先进装备制造、激光、航空航天及航母、舰船、坦克、第五代战机、激光炮、电磁炮等现代化国防武器装备诸多重要领域。
这与近30多年来电力电子器件与电力电子技术的飞速发展和电力电子的重要作用密切相关。
一、电力电子的重要作用二次大战后，特别是上世纪80年代以后，电子技术（包括：半导体、微电子技术；计算机、通信技术；电力电子技术等）的飞速发展，给世界科学技术、经济、文化、军事等各方面带来了革命性的影响。
概括地说，电子技术包含两大部分：信息电子技术（包括：微电子、计算机、通信等）是实施信息的传输、处理、存储和产生控制指令；电力电子技术是实施电能的传输、处理、存储和控制，它不但要保障电能安全、可靠、高效和经济的运行，而且还要将能源与信息高度地集成在一起。
如果用人体组成来比喻的话，信息电子相当于人的大脑和神经中枢，负责思考和指挥负责思考和指挥；而电力电子则相当于人体的心血管系统和四肢，负责为人体活动提供能量和承担执行的功能，两者缺一不可，不可能互相代替！事实表明，无论是电力、机械、矿冶、交通、石油、能源、化工、轻纺等传统产业，还是通信、激光、机器人、环保、原子能、航天等高技术产业，都迫切需要提供高质量、高效率的电能。
而电力电子正是将各种一次能源高效率地变为人们所需的电能。
它是实现节能环保和提高人民生活质量的重要手段，它已经成为弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间、传统产业实现自动化、智能化改造和兴建高科技产业之间不可或缺少的重要桥梁。
所以电力电子是我国国民经济的重要基础技术，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。
时至今日，无论高技术应用领域，还是传统产业，特别是我国一些重大工程（三峡、特高压、高铁、西气东输等），乃至照明、家电等量大面广的与人民日常生活密切相关的应用领域，电力电子产品已经无所不在，下表列出各主要应用领域必须用到的关键应用装置：众所周知，能量的合理利用，电气系统的微型化及电源智能管理促进了电力电子近50年的革命性发展。
新型电力电子技术的研究现状和应用
新型电力电子技术的研究现状和应用一、研究现状1.功率电子器件：传统功率电子器件如晶闸管、可控硅等在高频、高压应用场景下存在效率低、体积大、重量重的问题。
研究人员开展了一系列研究工作，提出了新型功率器件如SiC、GaN器件等，这些器件具有功率密度高、开关速度快、损耗低等优点，在新能源领域广泛应用。
2.拓扑结构：传统的逆变器、变频器拓扑结构复杂，自然开关损耗大，电磁干扰等问题，研究人员提出了一系列新型拓扑结构。
例如，多电平逆变器、谐振逆变器等能够有效降低开关损耗、提高效率，并且减少电磁干扰。
3.控制策略：新型电力电子技术需要控制策略的支持，为了提高功率电子设备的性能，研究人员提出了多种新的控制策略，如模型预测控制、直接功率控制等。
这些控制策略能够提高系统的响应速度、降低谐波失真并且减小电流、电压的波动。
二、应用1.电力变换装置：新型电力电子技术在电力变换装置中得到广泛应用，如光伏逆变器、风力发电机组、电动汽车充电桩等。
这些装置中需要将直流电源转换为交流电源，新型电力电子技术能够提高转换效率、降低谐波和电磁干扰，提高系统的可靠性和电能利用率。
2.电力质量控制：电力质量问题如电压波动、谐波、电流不平衡等不仅会对电力系统运行造成损害，还会对电力设备的寿命和性能产生影响。
新型电力电子技术能够通过改善电力质量问题，提高供电稳定性和可靠性。
3.新能源接入系统：随着新能源的大规模接入，新型电力电子技术在光伏发电、风力发电等新能源接入系统中发挥了重要作用。
它能够提高电能的利用效率、降低电网对新能源的影响，并且实现新能源与电网之间的无缝连接。
4.电力电子变压器：电力电子变压器是近年来新型电力电子技术的研究热点之一、它将传统的电力变压器中的铁芯变为功率电子器件，通过调整开关管的开通时间来实现电压变比的调整，降低了噪音和体积，提高了能效。
综上所述，新型电力电子技术在功率电子器件、拓扑结构、控制策略等方面的研究进展迅速，并且在电力变换装置、电力质量控制、新能源接入系统、电力电子变压器等领域得到了广泛应用。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状1. 引言1.1 电力电子技术在电力系统中的重要性电力电子技术在电力系统中的重要性体现在多个方面。
电力电子技术可以实现电力系统的高效能转换。
传统的电力系统中，能源的传输和转换过程存在能量损耗和效率低下的问题。
而通过应用先进的电力电子技术，可以实现电能的高效转换，提高系统的能源利用率。
电力电子技术还可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
在传统电力系统中，电网的运行容易受到外部因素的影响，导致电能供给不稳定，造成供电问题。
通过引入电力电子技术，可以实现电力系统的智能化控制和优化管理，提高系统的稳定性和可靠性。
电力电子技术在电力系统中的应用具有重要意义，不仅可以提高系统的效率和稳定性，还可以推动电力系统向智能化、可持续发展的方向迈进。
1.2 电力电子技术发展的背景电力电子技术是指利用电子器件和电子电路来控制和转换电力的技术。
在电力系统中，电力电子技术的应用越来越广泛，其发展已经成为电力系统发展的重要驱动力。
电力电子技术的背景可以追溯到20世纪60年代，当时电力系统开始面临一系列新的挑战，如电力负载的快速增长、电力系统的不稳定性、传统直流和交流系统的柔性度不足等问题。
为了应对这些挑战，研究者们开始积极探索新的电力转换技术，逐渐形成了现代电力电子技术。
现代电力电子技术主要包括功率半导体器件、PWM调制技术、微电网技术、智能电网技术等。
这些技术的发展为电力系统的稳定运行、高效能利用、智能化管理提供了重要支持。
随着可再生能源的快速发展和成熟，电力电子技术在可再生能源集成和智能电网建设中也扮演着至关重要的角色。
电力电子技术的背景是电力系统发展的需要，是科技进步和市场需求的结果，是实现清洁、可靠、高效能源供应的必然选择。
【字数：234】2. 正文2.1 传统电力系统存在的问题1. 能效低下：传统电力系统在能源传输和转换过程中存在能量损耗严重的问题，导致能效较低。
在电力系统中，直流到交流的转换、电压调节和功率转换都需要耗费大量能量。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是指利用半导体器件和电子电路技术来实现对电能的控制、调节和变换的一种技术。
随着电力系统的不断发展和变化，电力电子技术逐渐成为电力系统的关键技术之一。
它在电力系统中的应用已经成为提高电力系统效率、稳定性和可靠性的重要手段之一。
本文将对现代电力电子技术在电力系统中的发展现状进行综述，以期为相关领域的研究和发展提供参考。
现代电力电子技术在电力系统中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 柔性直流输电技术柔性直流输电技术利用了电力电子器件的优势，实现了电力系统的控制和灵活性，提高了系统的稳定性和可靠性。
通过柔性直流输电技术，可以实现电力系统的电能调度和电能优化，提高了电力系统的运行效率。
2. 智能电网技术智能电网技术是近年来电力系统中的热点研究领域之一。
电力电子技术在智能电网技术中发挥着重要作用，可以实现对电力系统的监测、控制和调节，提高了电网的稳定性和安全性。
智能电网技术还可以实现对分布式能源的集成和管理，促进新能源的大规模应用。
3. 高压直流输电技术高压直流输电技术是利用电力电子技术实现电能的长距离传输的一种技术。
由于高压直流输电技术具有输电损耗小、占地少、环保等优势，因此在远距离大容量输电方面具有得天独厚的优势。
4. 变频调速技术变频调速技术是利用电力电子技术实现对电机转速的调节和控制的一种技术。
变频调速技术在工业生产和交通运输等领域有着广泛的应用，可以提高设备的运行效率和节能减排的效果。
1. 电力电子器件的发展随着半导体器件技术的不断提高，各种电力电子器件的性能不断改善，功率密度不断提高，损耗不断降低。
目前，IGBT、GaN、SiC等新型器件已经在电力电子领域中得到广泛应用，为电力电子技术的发展提供了更为丰富和多样的选择。
2. 控制技术的发展电力电子技术的发展离不开控制技术的支撑。
随着数字信号处理技术、智能控制算法等方面的不断改进，电力电子技术的控制性能不断提高，控制精度不断提高，控制速度不断提高，控制可靠性不断提高。
现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述
课程报告现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述学院：电气工程学院姓名： *********学号: 14*********专业： *****************指导教师： *******老师0 引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。
随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。
毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。
1 电力电子技术的发展［1］电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。
1.1半控型器件（第一代电力电子器件）上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。
此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。
但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。
另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。
由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。
1.2全控型器件（第二代电力电气器件）随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。
全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状【摘要】现代电力电子技术在电力系统中扮演着重要的角色，其应用范围和深度不断扩大，对电力系统的稳定性、效率和可靠性产生了深远影响。
本文通过介绍现代电力电子技术的基本概念和电力系统的发展背景，探讨了电力电子技术在电力系统中的应用以及电力电子器件的发展现状。
分析了电力电子技术在电力系统中的优势和面临的挑战，展望了其未来的发展方向。
总结了电力电子技术对电力系统的影响和其发展前景。
随着科技的不断进步，电力电子技术将继续发挥着重要作用，推动电力系统的现代化和智能化发展。
【关键词】关键词：现代电力电子技术、电力系统、应用、器件、优势、挑战、发展方向、影响、发展前景1. 引言1.1 现代电力电子技术的基本概念现代电力电子技术是一种以电子器件和数字控制技术为基础，利用变流器、整流器、逆变器等设备实现电能转换和调节的技术。
在电力系统中，电力电子技术可以实现电能的高效转换、稳定控制和灵活调节，从而提高电力系统的运行效率和稳定性。
电力电子技术的基本概念包括以下几个方面：首先是功率器件，如晶闸管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管等，这些器件可以实现电能的无级调节和快速开关；其次是控制技术，如PWM调制技术、谐波抑制技术、闭环控制技术等，这些技术可以实现对电能转换过程的精确控制；此外还包括电力电子拓扑结构设计、热管理技术等方面。
现代电力电子技术的发展使得电力系统具备了更高的智能化、灵活性和稳定性，为电力系统的高效运行和接入可再生能源提供了重要支撑。
随着电力需求的不断增加和新能源的大规模接入，电力电子技术在电力系统中的应用前景十分广阔。
1.2 电力系统的发展背景随着工业化和城市化的进程，电力需求逐渐增长，传统的电力系统已经不能满足日益增长的电力需求。
为了提高电力系统的效率和可靠性，同时减少对环境的影响，人们开始寻求新的技术手段来改善电力系统。
电力系统的发展背景可以追溯到19世纪末的工业革命时期，当时人们开始使用电力来驱动工厂和机器。
电力电子器件的最新发展现状
静电感应晶体管 SIT是一种电压控制器件。在零栅压或很小旳负栅压 时，沟道区已全部耗尽，呈夹断状态，接近源极一侧旳沟道中出现呈马 鞍形分布旳势垒，由源极流向漏极旳电流完全受此势垒旳控制。在漏极 上加一定旳电压后，势垒下降，源漏电流开始流动。漏压越高,越大,亦即 SIT旳源漏极之间是靠漏电压旳静电感应保持其连接旳,所以称为静电感 应晶体管。
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和双极型晶体管相比,SIT具有下列旳优点：①线性好、噪声小。用 SIT制成旳功率放大器,在音质、音色等方面均优于双极型晶体管。②输 入阻抗高、输出阻抗低，可直接构成OTL电路。③SIT是一种无基区晶体 管，没有基区少数载流子存储效应，开关速度快。④它是一种多子器件， 在大电流下具有负温度系数，器件本身有温度自平衡作用，抗烧毁能力 强。⑤无二次击穿效应，可靠性高。⑥低温性能好，在-19℃下工作正常。 ⑦抗辐照能力比双极晶体管高50倍以上。
电子技术旳开端。今后，晶闸管(SCR)旳派生器件越来越多， 到了70年代
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已经派生了迅速晶ห้องสมุดไป่ตู้管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等半 控型器件，功率越来越大，性能日益完善。但是因为晶闸管本身工作频 率较低（一般低于400Hz），大大限制了它旳应用。另外，关断这些器 件，需要逼迫换相电路，使得整体重量和体积增大、效率和可靠性降低。 全控型器件——第二代电力电子器件
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器件中是最高旳。另外，MCT可承受极高旳di/dt和du/dt， 使得其保护电路能够简化。MCT旳开关速度超高GTR,开关 损耗也小。
MCT曾一度被以为是一种最有发展前途旳电力电子器件 。所以，20世纪80年代以来一度成为研究旳热点。但经过十 数年旳 研 究 ，其关键技术问题没有大旳突破，电压和电流容 量都远未到达预期旳数值，未能投入实际应用。而其竞争对 手IGBT却进展飞速，所以，目前从事MCT研究旳人不是诸 多。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是当今电力系统领域中的重要组成部分，它在电力系统中起着至关重要的作用。
随着科技的不断进步和电力需求的不断增长，电力电子技术在电力系统中的应用也得到了日益广泛的推广。
本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状，旨在全面了解电力电子技术的应用和发展趋势。
一、电力电子技术在电力系统中的应用概况随着电网建设的不断完善和电力需求的不断增长，电力系统对电力电子技术的需求也越来越大。
电力电子技术在电力系统中主要应用于功率变换、电能质量控制和电力传输等方面。
在功率变换领域，电力电子技术主要用于实现交、直流电能之间的相互转换，适应不同负载的功率要求。
在电能质量控制方面，电力电子技术可实现电能的稳定输出，提高电网的稳定性和可靠性。
在电力传输方面，电力电子技术可实现高效电能传输，减少能量损耗，提高电网的传输效率。
电力电子技术在电力系统中的应用范围非常广泛，对电力系统的运行和发展具有重要意义。
1. 变流器技术的发展变流器是电力电子技术的核心设备之一，其性能和效率直接影响到电力系统的运行质量。
近年来，随着功率半导体器件的不断进步和新型拓扑结构的不断涌现，变流器技术取得了显著的发展。
高压、高频、高效的变流器设备逐渐成为电力系统的主流，大大提高了电能转换的效率和质量。
2. 控制技术的创新随着数字电子技术的发展，控制技术在电力系统中的应用也得到了快速发展。
智能化控制系统、数字信号处理技术等先进控制技术的应用，使得电力电子设备的控制性能得到了显著提升，提高了电力系统的运行稳定性和可靠性。
3. 新能源技术的融合随着新能源技术的快速发展，新能源与电力电子技术的融合应用成为电力系统发展的重要趋势。
风能、光能等新能源技术的应用使得电力系统的结构发生了变革，电力电子技术成为了实现新能源并网的重要手段，为电力系统的清洁化和可持续发展提供了有力支持。
4. 智能电网技术的兴起智能电网技术是当今电力系统领域的热点之一，它以电力电子技术为核心，通过信息技术实现了电力系统的智能化管理和控制。
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现代电力电子器件的发展与现状解放军信息工程大学李现兵师宇杰王广州黄娟电力电子器件的回顾电力电子器件又称作开关器件，相当于信号电路中的A/D 采样，称之为功率采样，器件的工作过程就是能量过渡过程，其可靠性决定了系统的可靠性。
根据可控程度可以把电力电子器件分成两类：半控型器件——第一代电力电子器件上个世纪50 年代，美国通用电气公司发明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端。
此后，晶闸管(SCR) 的派生器件越来越多，到了70 年代，已经派生了快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等半控型器件，功率越来越大，性能日益完善。
但是由于晶闸管本身工作频率较低(一般低于400Hz )，大大限制了它的应用。
此外，关断这些器件，需要强迫换相电路，使得整体重量和体积增大、效率和可靠性降低。
目前，国内生产的电力电子器件仍以晶闸管为主。
全控型器件——第二代电力电子器件随着关键技术的突破以及需求的发展，早期的小功率、低频、半控型器件发展到了现在的超大功率、高频、全控型器件。
由于全控型器件可以控制开通和关断，大大提高了开关控制的灵活性。
自70 年代后期以来，可关断晶闸管(GTO) 、电力晶体管(GTR 或BJT) 及其模块相继实用化。
此后各种高频全控型器件不断问世，并得到迅速发展。
这些器件主要有电力场控晶体管(即功率MOSFET) 、绝缘栅极双极晶体管(IGT 或IGBT) 、静电感应晶体管(SIT) 和静电感应晶闸管(SITH) 等。
电力电子器件的最新发展现代电力电子器件仍然在向大功率、易驱动和高频化方向发展。
电力电子模块化是其向高功率密度发展的重要一步。
当前电力电子器件的主要发展成果如下：IGBT：绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 是一种N 沟道增强型场控(电压)复合器件，如图1 所示。
它属于少子器件类，兼有功率MOSFET 和双极性器件的优点：输入阻抗高、开关速度快、安全工作区宽、饱和压降低(甚至接近GTR 的饱和压降)、耐压高、电流大。
IGBT 有望用于直流电压为1500V 的高压变流系统中。
目前，已研制出的高功率沟槽栅结构IGBT(Trench IGBT) 是高耐压大电流IGBT 器件通常采用的结构，它避免了模块内部大量的电极引线，减小了引线电感，提高了可靠性。
其缺点是芯片面积利用率下降。
这种平板压接结构的高压大电流IGBT 模块将在高压、大功率变流器中获得广泛应用。
正式商用的高压大电流IGBT 器件至今尚未出现，其电压和电流容量还很有限，远远不能满足电力电子应用技术发展的需求，特别是在高压领域的许多应用中，要求器件的电压等级达到10KV 以上。
目前只能通过IGBT 高压串联等技术来实现高压应用。
国外的一些厂家如瑞士ABB 公司采用软穿通原则研制出了8KV 的IGBT 器件，德国的EUPEC 生产的6500V/600A 高压大功率IGBT 器件已经获得实际应用，日本东芝也已涉足该领域。
MCT：MOS 控制晶闸管MCT(MOS-Controlled Thyristor) 是一种新型MOS 与双极复合型器件，如图2 所示。
它采用集成电路工艺，在普通晶闸管结构中制作大量MOS 器件，通过MOS 器件的通断来控制晶闸管的导通与关断。
MCT 既具有晶闸管良好的关断和导通特性，又具备MOS 场效应管输入阻抗高、驱动功率低和开关速度快的优点，克服了晶闸管速度慢、不能自关断和高压MOS 场效应管导通压降大的不足。
所以MCT 被认为是很有发展前途的新型功率器件。
MCT 器件的最大可关断电流已达到300A ，最高阻断电压为3KV ，可关断电流密度为325A/cm2 ，且已试制出由12 个MCT 并联组成的模块。
在应用方面，美国西屋公司采用MCT 开发的10kW 高频串并联谐振DC-DC 变流器，功率密度已达到6.1W/cm3 。
美国正计划采用MCT 组成功率变流设备，建设高达500KV 的高压直流输电HVDC 设备。
国内的东南大学采用SDB 键合特殊工艺在实验室制成了100mA/100V MCT 样品;西安电力电子技术研究所利用国外进口厚外延硅片也试制出了9A/300V MCT 样品。
IGCT：集成门极换流晶闸管IGCT(Intergrated Gate Commutated Thyristors) 是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。
IGCT 使变流装置在功率、可靠性、开关速度、效率、成本、重量和体积等方面都取得了巨大进展，给电力电子成套装置带来了新的飞跃。
IGCT 是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点，在导通阶段发挥晶闸管的性能，关断阶段呈现晶体管的特性。
IGCT 具有电流大、电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、损耗低等特点，而且造成本低，成品率高，有很好的应用前景。
采用晶闸管技术的GTO 是常用的大功率开关器件，它相对于采用晶体管技术的IGBT 在截止电压上有更高的性能，但广泛应用的标准GTO 驱动技术造成不均匀的开通和关断过程，需要高成本的dv/dt 和di/dt 吸收电路和较大功率的门极驱动单元，因而造成可靠性下降，价格较高，也不利于串联。
但是，在大功率MCT 技术尚未成熟以前，IGCT 已经成为高压大功率低频交流器的优选方案。
在国外，瑞典的ABB 公司已经推出比较成熟的高压大容量IGCT 产品。
在国内，由于价格等因素，目前只有包括清华大学在内的少数几家科研机构在自己开发的电力电子装置中应用了IGCT 。
IEGT：电子注入增强栅晶体管IEGT(Injection Enhanced Gate Transistor) 是耐压达4KV 以上的IGBT 系列电力电子器件，通过采取增强注入的结构实现了低通态电压，使大容量电力电子器件取得了飞跃性的发展。
IEGT 具有作为MOS 系列电力电子器件的潜在发展前景，具有低损耗、高速动作、高耐压、有源栅驱动智能化等特点，以及采用沟槽结构和多芯片并联而自均流的特性，使其在进一步扩大电流容量方面颇具潜力。
另外，通过模块封装方式还可提供众多派生产品，在大、中容量变换器应用中被寄予厚望。
日本东芝开发的IECT 利用了“电子注入增强效应”，使之兼有IGBT 和GTO 两者的优点：低饱和压降，宽安全工作区(吸收回路容量仅为GTO 的1/10 左右)，低栅极驱动功率(比GTO 低两个数量级)和较高的工作频率，如图3 所示。
器件采用平板压接式电极引出结构，可靠性高，性能已经达到4.5KV/1500A 的水平。
IPEM：集成电力电子模块IPEM(Intergrated Power Elactronics Modules) 是将电力电子装置的诸多器件集成在一起的模块。
它首先将半导体器件MOSFET 、IGBT 或MCT 与二极管的芯片封装在一起组成一个积木单元，然后将这些积木单元迭装到开孔的高电导率的绝缘陶瓷衬底上，在它的下面依次是铜基板、氧化铍瓷片和散热片。
在积木单元的上部，则通过表面贴装将控制电路、门极驱动、电流和温度传感器以及保护电路集成在一个薄绝缘层上，如图4 所示。
IPEM 实现了电力电子技术的智能化和模块化，大大降低了电路接线电感、系统噪声和寄生振荡，提高了系统效率及可靠性。
PEBB ：电力电子积木PEBB(Power Electric Building Block) 是在IPEM 的基础上发展起来的可处理电能集成的器件或模块。
PEBB 并不是一种特定的半导体器件，它是依照最优的电路结构和系统结构设计的不同器件和技术的集成。
典型的PEBB 如图5 所示。
虽然它看起来很像功率半导体模块，但PEBB 除了包括功率半导体器件外，还包括门极驱动电路、电平转换、传感器、保护电路、电源和无源器件。
PEBB 有能量接口和通讯接口。
通过这两种接口，几个PEBB 可以组成电力电子系统，这些系统可以像小型的DC-DC 转换器一样简单，也可以像大型的分布式电力系统那样复杂。
一个系统中PEBB 的数量可以从一个到任何多个。
多个PEBB 模块一起工作可以完成电压转换、能量的储存和转换、阴抗匹配等系统级功能。
PEBB 最重要的特点就是其通用性。
基于新型材料的电力电子器件SiC(碳化硅)是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料，可制作出性能更加优异的高温(300℃～500℃ )、高频、高功率、高速度、抗辐射器件。
SiC 高功率、高压器件对于公电输运和电动汽车等设备的节能具有重要意义。
Silicon (硅)基器件在今后的发展空间已经相对窄小，目前研究的方向是SiC 等下一代半导体材料。
采用SiC 的新器件将在今后5～10 年内出现，并将对半导体材料产生革命性的影响。
用这种材料制成的功率器件，性能指标比砷化镓器件还要高一个数量级。
碳化硅与其他半导体材料相比，具有下列优异的物理特点: 高禁带宽度、高饱和电子漂移速度、高击穿强度、低介电常数和高热导率。
上述这些优异的物理特性,决定了碳化硅在高温、高频率、高功率的应用场合是极为理想的材料。
在同样的耐压和电流条件下，SiC 器件的漂移区电阻要比硅低200 倍，即使高耐压的SiC 场效应管的导通压降，也比单极型、双极型硅器件低得多。
而且，SiC 器件的开关时间可达10ns 级。
SiC 可以用来制造射频和微波功率器件、高频整流器、MESFET 、MOSFET 和JFET 等。
SiC 高频功率器件已在Motorola 公司研发成功，并应用于微波和射频装置;美国通用电气公司正在开发SiC 功率器件和高温器件; 西屋公司已经制造出了在26GHz 频率下工作的甚高频MESFET ;ABB 公司正在研制用于工业和电力系统的高压、大功率SiC 整流器和其他SiC 低频功率器件。
理论分析表明，SiC 功率器件非常接近于理想的功率器件。
SiC 器件的研发将成为未来的一个主要趋势。
但在SiC 材料和功率器件的机理、理论和制造工艺等方面，还有大量问题有待解决，SiC 要真正引领电力电子技术领域的又一次革命，估计至少还要十几年的时间。
小结电力电子器件正进入以新型器件为主的新时代，作为电力电子技术发展的决定性因素，电力电子器件的研发及关键技术突破，必然会促进电力电子技术的迅速发展，进而促进以电力电子技术为基础的传统工业和高新技术产业的迅速发展。
本文摘自《世界电子元器件》。