现代电力电子论文

摘要：主要介绍现代电力电子技术兴起和发展过程，针对目前电力电子技术水平，介绍电力电子器件最新的发展情况，最后介绍电力电子技术未来的发展趋势及应用前景。以下是小编精心整理的《现代电力电子论文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

现代电力电子论文 篇1：

现代电力电子及电源技术的发展

摘要：　电力电子的发展实现从传统电力电子学到现代电力电子学的过渡。电源技术是电力电子技术内容的具体延伸，在电源中起到关键作用，为电源的质量、效率和可靠性提供良好的保障。现代电力电子技术经过不断的发展以后，已经实现多种功能，如节能、自动化和智能化、机电一体化等，电力电子正在朝更高端的技术、绿色化的性能方向发展。

关键词：　电力电子；电源技术；发展

现代电力电子技术经过不断的发展以后，已经实现了多种功能，如节能、自动化和智能化、机电一体化等，电力电子正在朝更高端的技术、绿色化的性能方向发展。电源技术则是充分利用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。电源技术是电力电子技术内容的具体延伸，在电源中起到了关键作用，为电源的质量、效率和可靠性提供了良好的保障。

1　电力电子技术的发展

电力电子技术起始于上个世纪50年代末，80年代末则逐步向现代电力电子技术发展。电力电子的发展是从低频技术处理到高频技术处理问题的逐步转变，实现了从传统电力电子学到现代电力电子学的过渡。无论是最初的硅整流器件，还是如今的大功率半导体复合器件，都充分表明了现代电力电子技术正在以蓬勃向上的姿态发展。

1.1　整流器时代

20世纪60年代至70年代，电解、牵引、直流传动是整流器时代衍生的领域。大功率硅整流器把工频电流转为直流电，这三大领域就是通过直流电进行消费的。大功率硅整流管和晶闸管在当时非常流行，备受重视，电力电子技术已经开始受到人们的关注。

1.2　逆变器时代

由于能源危机，整流器时代逐渐不再适合20世纪70年代的发展现状，此时变频调速技术开始进入人们的视线，人们利用此技术来进一步缓解当年的能源危机。80年代以后，变频调速装置开始普及，各种电力电子器件成为当时非常普遍的器件，如大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管等。此时的电力电子技术还并没有达到先进的状态，可以实现整流和逆变。

1.3　变频器时代

80年代以后，大规模和超大规模集成电路技术闪亮登场，这些技术与高压大电流技术经过有效的融合后，就诞生了各种全控型功率器件，从功率M0SFET到绝缘门极双极晶体管的相继问世，颠覆了传统电力电子技术的领域，为现代电力电子技术的发展奠定了良好的基础，实现并推动了高频化的发展。

2　现代电力电子的应用领域

2.1　计算机高效率绿色电源

计算机技术的发展促进了电源技术的发展，也促使这个时代转变为信息化时代。计算机完成电源换代以后，对于开关电源又有了新的要求。绿色电脑和绿色开关是针对保护环境而提出的，绿色电源与绿色电脑搭配，成为一种高效节能、对环境无污染的绿色产品。绿色电源可以有效减少电能损耗，提高工作效率。

2.2　通信用高频开关电源

目前，高频小型化的开关电源技术正在不断的发展，高频开关电源广泛地应用在通讯领域中，其代替了相控式稳压电源，通过开关的控制和高频化工作，体现了高频小型化开关电源的优势。由于通讯设备的电源电压不同，通常采取高频高密度的隔离电源模块经母线电压转化成直流电压，这种方式操作方便、灵活，还可以减少能源的损耗。

2.3　直流-直流（DC/DC）变换器

直流-直流（DC/DC）变换器主要应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，其工作原理就是将直流电压从固定变为可以变换的电压，起到节省电能的作用。直流斩波器具备调压和抑制噪声的作用，而且同样能起到节省电能的效果。

2.4　不间断电源（UPS）

不间断电源（UPS）是计算机和通信系统中的一种重要的电源，这种可靠性极强、性能极高的电源普遍采用了脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件，大大减少了电源的噪声，并提高了其可靠性和安全性。不间断电源的容量最大可以达到600kVA，并通过微处理器软硬件技术的管理，实现UPS智能化管理和维护。UPS也正在朝小型和超小型发展，功能更加强大。

2.5　变频器电源

这种电源主要应用于交流电机的变频调速，并具备超强的节能效果。变频器电源已经受到国际的关注，如日本将变频调速技术应用到空调中，这种空调不仅舒适，而且还充分节能。

2.6　高频逆变式整流焊机电源

这种电源有着非常广阔的应用前景，焊机电源通常处于极其恶劣的环境中开展工作，因此对于高频逆变式整流焊机电源的工作是否能够可靠也是人们最为关心的问题。利用微处理器来处理信息，这样就可以提前知晓系统工作状态，根据状态及时调整，提高了高频逆变式整流焊机电源的可靠性和安全性。

除此之外，还有大功率开关型高压直流电源、电力有源滤波器、分布式开关电源供电系统等相关电源，这些电源不断推动着现代电力电子技术的发展，在不同的领域中具备广泛的应用前景。

3　高频开关电源的发展趋势

高频开关电源与传统电源相比，更加精致，还可以提高电源的利用率。

3.1　高频化

高频可以用于减少电气设备的体积和重量，调快频率进行工作对于用电设备而言均可以利用这一原理进行自身的改造，从而达到节省材料和节省电能的目的。对电镀、电解、电加工等各种直流电源也可以改造成类似这样的电源，会受到良好的效果。

3.2　模块化

模块化分为功率器件和电源单元的模块化。一些智能化的功率模块应运而生，节省了许多制作材料。模块化可以进一步提高系统的可靠性，利用多个模块并联工作，可以有效分担电流，提高器件容量。这样即使模块发生故障，也不会影响整个系统的正常运行，保持了系统的可靠性。

3.3　数字化

随着现代电力电子技术的不断发展，数字化成为这个时代的标志之一。在计算机的处理过程中，数字信号处理技术主要可以增强抗干扰性、避免信号失真等功效。

3.4　绿色化

绿色化主要体现在节电和节能上。环境污染日益严重，尤其是各大发电站对环境的影响危害极大，绿色化电源系统可以减少发电对环境造成的影响。而一些节电设备却很容易污染电网，使电网不能正常运行。

4　结束语

综上所述，现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础，而现代电源技术更需要与时俱进，按照技术的发展和社会的需要不断更新换代，并应用到更多的领域当中。

随着开关电源技术的不断更新，这一技术已经充分体现了高效率和高性能，其高频化、模块化、数字化、绿色化等特征，是对现代电力电子技术最好的证明。在国内通信行业中，开关电源技术吸引了大批人士的目光，并对其进行深入开发和研究，开关电源技术存在着巨大的市场潜力和需求，因此只有不断的发展和研究，才能摸索出更多、更先进的技术。

参考文献：

[1]张新文、张杰飞，论现代电子技术在汽车智能管理系统中的应用研究[J].才智，2010年，03期.

[2]柳超、白志中、李广志，军用车载通信电源关键技术及发展趋势[J].四川兵工学报，2010年，02期.

[3]吴洁雯，现代电子技术在汽车智能管理系统中的应用研究[J].硅谷，2008年，05期.

[4]梁斌，关于现代电力电子技术应用的探讨[J].科技风，2011年，12期.

作者：覃丽柏

现代电力电子论文 篇2：

现代电力电子技术发展现状综述

摘要：主要介绍现代电力电子技术兴起和发展过程，针对目前电力电子技术水平，介绍电力电子器件最新的发展情况，最后介绍电力电子技术未来的发展趋势及应用前景。

关键词：电力电子技术;电力电子器件;电力电子集成;电力系统

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，新型电力电子技术已渗透到科研交通、能源、环保及军工等领域，成为提升各种大功率现代装备综合能力的关键技术，受到各国政府、研究机构、行业和企业的高度重视[1]。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

自本世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术的舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，这标志着电力电子技术的诞生。现代电力电子技术经历了整流器时代，逆变器时代和变频器时代。进入21世纪，随着新的理论、新的器件、新的技术的不断涌现，特别是与微电子（计算机与信息）技术的日益融合，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，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代[2]。

2电力电子技术的应用

2.1一般工业领域

现代工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千千瓦的各种轧钢机，小到几百瓦的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都已广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源，电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合[3]。

2.2交通运输领域

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。尤其是近年来高铁的发展带动电力电子技术的蓬勃发展，电气机车中的直流机车采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。近年来磁悬浮列车开始投入运营，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术[4]。

2.3电力系统领域

电力电子技术在电力系统中的应用表现在发电、输电、配电、用电的各个环节。（1）发电环节。电力电子技术在发电环节中的应用，一方面表现在改善传统发电设备的运行特性上，比如大型发电机的静止励磁采用晶闸管整流并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点;另一方面表现在风能、太阳能并网发电等新能源利用上，比如太阳能电池阵列直流电转换为交流电的系统核心是具有最大功率跟踪功能的逆变器。（2）输电环节。高压直流输电技术在远距离输电时优越性很多。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年来，柔性交流输电技术（FACTS）已在美国、日本、瑞典、巴西等国获得实际应用，国内也有深入研究和发展;（3）配电及用电环节。用户电力（Custom Power，简写为CP）技术是电力电子技术和现代控制技术在配用电系统中的应用，它和FACTS技术原理相同，主要用于加强供电可靠性和提高供电质量[5]。

2.4集成技术领域

现代计算机已深人千家万户，将其取得的辉煌成就总结为两条经验，可为电力电子技术的未来发展所借鉴：其一，设计与制造阶段追求模块化、小型化、标准化和专业化;其二，应用与维护阶段向往智能化、通用化、鲁棒化和普及化。现代新型电力电子集成技术涉及众多的学科和技术，相关度较高的技术，比如封装技术，嵌入式技术，计算机技术，通信技术，分布式技术[6]。

2.5家用照明领域

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术[7]。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

3现代电力电子技术发展趋势及应用前景

当前，电力电子技术已进入高频化，标准模块化，集成化和智能时代。理论和实验证明电气产品的体积与质量反比于供电频率的平方根，频率提高对其设备的制造省材，运行节能和系统性能改善（尤其对航天工业）意义十分深远。电力电子器件高频化是其创新的主导方向，硬件结构的标准模块是器件发展的必然趋势。目前先进模块已和包括开关元件和与其反向并联的续流二极管及驱动保护电路多个单元且均以器件标准化和产品系列化，其一致性与可靠性达到极高水平。现日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的IPM智能化功率模块产品推出。电力电子技术随着新元器件的研发及现代计算机、控制技术的迅速发展而应用领域更加广泛，应用性能更加完善可靠，并引起了电力系统的重大变革，新的大功率电力电子器件的研发和应用将成为21世纪电力研究的前沿[8]。

参考文献

[1] 赵争鸣，施博辰，朱义诚.对电力电子学的再认识——历史、现状及发展[J].电工技术学报，2017，32（12）：5-15.

[2] 王鹏飞. 中国集成电路产业发展研究[D].武汉大学，2014.

[3] 王艳亮. 简析现代电力电子技术的应用[C]. 中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.“决策论坛——区域发展与公共政策研究學术研讨会”论文集（上）.中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院：《科技与企业》编辑部，2016：356.

[4] 梁斌.关于现代电力电子技术应用的探讨[J].科技风，2011（12）：55.

[5] 袁建华. 分布式光伏发电微电网供能系统研究[D].山东大学，2011.

[6] 自动化技术、计算机技术[J].中国无线电电子学文摘，2010，26（05）：165-245.

[7] 易强.电力电子技术发展及应用研究[J].产业与科技论坛，2013，12（19）：130-131.

[8] 董新伟. 电力电子系统集成中控制技术相关问题研究[D].浙江大学，2006.

作者：张雪松 李治

现代电力电子论文 篇3：

现代电力电子集成技术综述

摘 要：现在我国社会在不断进步，经济水平也在不断提高，现在我国已经在多个领域的建设开始向国际靠拢。在经济建设活动中，我国的自然资源起到的作用非常重要，现在电能的社会需求量越来越大，可以说直接关系到人们的日常生活和工作生产正是由于电力得到充分开发利用的缘故，我们的社会也在不断走上现代化。现在无论是电能的传输还是应用，都已经得到了社会各界的认可，但是如何提高其應用效率，这也已经成为社会各界更加关注的问题，也是未来我国电力电子科学技术的努力方向。

关键词：电力电子；电子集成；技术现状

电力电子技术的不断改革，也在推动各项技术的发展。现在电子行业发展进步的前提是电子电力继承技术的发展，这也是电能的应用范围进一步提高的基础。现在电子电力技术还在不断改进的过程中，电子应用系统得以实现的同时，在系统运行过程中所耗费的各项资源也大幅减少，不仅提高了电力系统的经济效益和社会效益，也实现了生产自动化。所以总结起来，电子电力继承技术是一项高技术、高质量的新产物他，也有较好的应用效果。

1 集成技术的类型

电力电子集成技术的应用至今已经有十几年，其最早仍然以单片集成为主，为了进一步让功率范围提高，所以混合集成方式应运而生。总结起，发展经过了三个时期。

1.1 单片集成技术

使用半导体集成电路的方式来进行加工，让电路当中的器件和控制、和保护电路都在同一个硅片上集成，这就是单片集成系统。这种方式的特点在于其具有最高的集成度，适合于大规模生产和制造，并且大大降低了制造成本，设备的体积和重量也得到了控制。但是从另一方面来看，是其工艺差别较大，电压隔离也是一项重要问题，所以现在这项技术的应用范围还较为狭窄，这仅能在小功率设备中应用。

1.2 混合集成

采用封装操作的方式的来进行混合集成，就是混合集成技术。其特点是通过一系列功率器件和保护来对电路进行有效控制。这种集成方法是将功率器件和保护电路安装在一个模板上，之后通过不同功能的独立工作从而形成一个独立单元。这种集成方法可以实现高压隔离，并且能够实现高密集集成。这种集成设备体积小、重量轻，所以应用较为广泛，但是也由于其内部存在一系列兼容问题，仍然需要进一步改进来提高可靠性。

1.3 系统集成技术

现在很多设备的产生已经可以实现设备的组装，经过一系列搭配就可以形成一个较为完整的器械系统。现在电力电子技术发展水平越来越高，所以在集成过程中，可以选用某个单独的电路设备和装备来实现系统集成，进一步提高系统的整体性。其实集成主要体现在功能上，而技术集成的要求并不高，经过将这些系统的组合，就会发现，组合而成的设备虽然功能较为完善，但是其重量较大，体积庞大，所以应用范围也受到了限制。

2 主要研究内容及现状

2.1 电力电子集成模块的电路技术和磁技术电力电子集成模块研究的主要内容涉及的集成模块是具有一定通用性能的主电路，控制电路以及驱动电路等相关的技术性元件。在研究目标的选择以及提高方面具有显著的性能，并能够在使用过程中有效的降低耗损，是一种单一可靠的技术方案。在进行主电路的研究中可以应用交流/直流变换开关电路等相关的元件，保证电子集成模块能够有效使用。

2.2 新型电力电子器件。在新型电力电子器件研制中，主要针对的是对SiC器件和Si器件进行改进与工艺研究，研究成果主要是降低器件的耗损性，并且减小发热量，改善模块的散热装置。

2.3 电力电子集成模块的封装技术。我国在电力电子集成方面主要采用的是混合集成，因此对于电力电子集成模块的封装技术就要重点进行研究。目前集成方面主要使用的是铝丝键合技术，不仅使用简单，还会降低投入的成本；然而缺点也是显而易见的：（1）键合点面积过小、热感传递速度差；热点比较集中，容易造成芯片局部过热形成破坏。（2）电流集中不容易扩散，使开关等绝缘的地方容易形成过电现象。电流在铝丝之间分布不均，形成局部电流过于集中。因为在进行键合技术的同时，可能会出现很多不同的问题，所以主要研究的是多芯片模块技术。这项技术的研究，不仅需要借鉴集成电路的加工及组装方法，同时还要把不同的裸片集中在一起进行安装，进行多层的互连工作，制作成完整功能的模块。

2.4 电力电子集成模块的计算机仿真、辅助设计理论和方法

IPEM集成度高、结构和工艺复杂，其设计涉及到电力电子器件、电路、控制、电磁、材料、传热等不同领域的技术问题，必须借助计算机仿真和辅助设计（CAD）工具，但现有的软件都不能胜任这一工作，要将电路、电磁场、传热等多种不同的仿真和CAD方法集成起来才行，这对仿真和CAD理论提出了新的挑战。

基于应用，优选半桥拓扑的智能功率组件也在陆续研究和样机研制阶段，压接、铜工艺、超声焊接等新型封装与互连技术正逐步开展技术攻关与示范应用。未来，在国家战略产业扶持与庞大的多样化市场需求引领下，国内的电力电子集成技术将进一步缩小与国外的差距，甚至倒逼形成更为新型的解决方案。

3 电力电子集成技术发展方向

现在科学技术发展水平还在进一步提高，近年来在半导体行业我国也已经取得了突破性的进展，工艺正在不断改善的同时，其应用范围也将越来越广泛。单片继承应用范围较为广泛，其未来的发展方向是功率将会越来越大；混合集成技术难度较高，但未来也会随着技术的发展和进步而获得更为广阔的发展前景。面对在电力电子集成模块中电路技术等相关提升电路性能技术的推广，必然能够有效的提升技术的使用性能，降低损耗的产生。未来智能电力电子标准化模块的使用也将成为新的发展方向。未来5～10年或更长时间，集成式智能功率构件技术将呈现有序发展态势，在更多实用产品陆续推出后，技术标准化工作也将取得推进。

4 结束语

经过对电力电子技术的长时间开发，现在电力电子技术也已经有了了更为确切的发展方向。电力电子技术应用越来越广泛，但是其装置越来越复杂，这也在逐渐形成一对矛盾。就设备分类来说，电力电子设备形态各异，尺寸也有明显区别，所以设备的维护和生产都需要大量的投入，这也给技术的推广带来了不便。所以就现阶段的工作重点而言，我们应采取有针对性的对策，进一步推广技术的适用范围，这样才能保证相关工作的顺利开展。

参考文献

[1]潘元忠.电力电子集成技术的现状及发展方向[J].电子技术与软件工程，2016（3）：245.

[2]徐洋.谈电力电子集成技术的现状及发展[J].工程技术：引文版，2017（1）：329.

[3]邓玉甜.浅析电力电子集成技术的现状及发展方向[J].工程技术：文摘版，2016（8）：250.

[4]李明昆.基于集成分类的电力电子变流电路故障诊断方法研究[D].西华大学，2016.

作者：杨俭