電力電子器件的應用原理

高頻化、集成化、標準模塊化和智能化是電力電子器件未來的主要發展方向。
 
(1)隨著電力電子技術應用的不斷發展，對電力電子器件性能指標和可靠性的要求也日益苛刻。具體而言，要求電力電子器件具有更大的電流密度、更高的工作溫度、更強的散熱能力、更高的工作電壓、更低的通態壓降、更快的開關時間，而對于航天和軍事應用，還要求有更強的抗輻射能力和抗振動沖擊能力。特別是航天、航空、艦船、輸變電、機車、裝甲車輛等使用條件惡劣的應用領域，以上要求更為迫切。

(2)未來幾年中，盡管以硅為半導體材料的雙極功率器件和場控功率器件已趨于成熟，但是各種新結構和新工藝的引入，仍可使其性能得到進一步提高和改善，Coolmos、各種改進型IGBT和IGCT均有相當的生命力和競爭力。

(3)電力電子器件的智能化應用也在不斷研究中取得了實質成果。一些國外制造企業已經開發出了相應的IPM智能化功率模塊，結構簡單、功能齊全、運行可靠性高，并具有自診斷和保護的功能。

(4)新型高頻器件碳化硅和氮化鎵器件正在迅速發展，一些器件有望在不遠的將來實現商品化，總部位于美國北卡羅來納的CREE公司已經實現商用的SiC二極管和MOSFET[2]  。但由于材料和制造工藝方面的問題，還需要大量的研究投入和時間才能逐步解決，位于北卡州立大學的FREEDM中心正在對此技術進行研究。

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