电力电子技术发展的新技术与新趋势

班级：10电51 学号：10285011 姓名：孙文杰

电力电子技术发展的新技术与新趋势

摘要：随着计算机应用技术在电力系统中不断发展和普及化，对于电力电子技术的重视程度也越发增加。面对我国电力系统的不断建设和庞大的用电量，电力电子技术为我国当代电力生产供应系统提供了良好的技术平台，为电力系统的发电、配电、输电功能给予了支持。

关键词：电力电子技术；电力系统；应用分析

电力电子技术是计算技术在电力系统中的具体实现，随着电力系统计算机化和信息化的水平不断提高，电力电子技术在电力系统中的作用也越发明显。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。笔者就电力电子技术在我国电力系统中的应用和发展进行了重点阐述，说明电力电子技术在电力系统中的重要性。

电力电子器件的发展：电力电子技术产生自以后在电力系统中有了十足的发展。第一代的电力电子器件主要以电力二极管和晶闸管为代表。第一代电力电子器件的特点是体积小、耗能低。在电力电子技术产生以后其迅速的取代了原有电力系统中的老式汞弧整流器，为电力电子技术的推广和发展奠定了良好的基础。同时，电力二极管对于电路系统中电路性能的改善作用十分明显，它在降低电路损耗和提高电源使用率方面也各有建树。

电力电子技术发展到现在，整流二极管的种类各式各样，功能也各不相同。随着电力系统的不断发展，第二代电力电子器件在上世纪79年代产生，第二代电子电力器件的特点是具有自动关断能力（例如可关断晶闸管和静电感应晶体管等）。第二代全自动可控型的电力电子器件较第一代晶闸管相比，开关速度有了明显的提升，可以用于开关频率较高的电路中。

第三代电力电子器件的产生是在上世纪末90年代，随着电力系统的不断建设和发展，电力电子装置的结构和体积得到了进一步的改良，第三代电力器件的体积更小，结构也更为紧凑。并且出现了将几种电力器件相结合的电子模块形式，为电力器的发展和使用创造了很大的方便。后来，又在集成模块的基础上，把应用于控制电力技术中的多中国电力器件相组合，构成了集成电路。功率集成电路的出现，标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。

电力电子技术的产生至现在，以电力电子器件的变革为历程，经历了以上三个阶段。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W 以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。电力电子技术因其突出的节能效果和能够适应各种用途变换的功能，加上它使得电脑技术应用于强点领域的接口低位，已经强有力的渗透到电气设备的制造和应用领域由于IGBT和MOSFET等新器件的推广和以开关电源为代表的电路技术的发展，电力电子技术将在21世纪继续以强劲势头渗透进电气技术的各行各业，电力电子的发展已经引起相关机电行业技术人员的关注。

电力电子技术的主要任务为实现电能的转换，它的主要研究目标是节能，努力挖掘一切潜在的提高效率的途径，实现节能和保护人类生存环境。功率变换技术正是实现这一目标的重要手段。经过多年的发展这一技术已经成熟现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。

近年来的发展主要集中在软开关高压，大功率和低压，大电流变换技术方面。

1.高电压，大功率的逆变技术

当前电力电子技术的一个最新发展动向是中高压功率逆变技术。它们主要应用于大功率电机传动系统和电力系统各类电力电子应用装置。这方面的前沿课题有高功率开关容量，高耐压，高电流的新型大功率器件；新型多电平逆变器；大功率逆变器的串并联及动态投切；新型灵活交流输电系统等2．低电压，大电流DC/DC逆变技术

现代微处理器和一些超高速的超大规模继承电路芯片要求运行在低电压（2.4—3.3V），大电流状态（13A)，而它们的直流母线电压通常为5—12V。

这样就需要对直流母线进行DC/DC的变换，通常用VRM的电压调整模块来实现。显然，随着芯片继承密度，运行速度的提高对VRM的要求必然提高。

为了使VRM具有负载电流的动态响应，采用传统办法（并电容，串电感）存在体积较大的缺陷。为此一种交错叠加行标准方波抵消文波的变换拓扑结构被提出来。

3.电磁兼容和谐波抑制

随着各种电力电子装置和电力电子设备在家庭工厂交通国防等方面日益广泛的应用，电磁干扰，和谐波干扰已经成为电气工程设计和研究人员在设计过程中必须考虑的问题。谐波抑制技术：有两种之力谐波的方法及主动型和被动型。主动型是设法使接入电网的电子装置不产生谐波；被动型是采用补偿的方法使电子装置网侧入端电子为正弦波。电磁兼容技术由于某些特殊性和对功率电力电子装置进行EMC测量上的具体困难，为此专门针对店里电子系统电磁兼容的研究工作还处于发展阶段。

4. 分布式开关电源供电系统

分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。

八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并

联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。

分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电