上海磐动电气科技有限公司 201812
摘要：本篇文章将会针对电子电力技术的发展演变历程进行论述，并描述电子电力技术在今后的发展方向，结合中国的电子电力技术在实际当中的应用情况，进而能够探讨出电子电力技术在我国的经济发展当中，所具备哪些重要的作用，并有哪些良好的发展前景。
关键词：电力电子技术；发展演变历程；发展方向；应用
一、电力电子技术的论述
对于电力电子技术来说，它主要依靠电力电子元器件来进行组装，并利用这些器件，实现对于电能的控制与转换。通过电力电子技术，能够实现对于”电力”的转换和变换，并突出其变换的能力，既可以实现小到几瓦，大到上亿瓦的电力转换；也可以实现从直流到交流，从交流到直流的转换；还可以实现“电力”的变频控制。电力电子技术广泛地应用于我国的各个技术领域当中，这将会使得电力电子技术在国民经济未来的发展中，起着更加重要的作用。
二、电力电子技术的发展历程
从1948年开始，第一只晶体管的诞生，同一时期的电子技术也开始蓬勃发展起来。1957年晶闸管的研发成功，电力电子技术也随之诞生，并在之后的时期内，不断更新迭代，逐步向现代电力电子技术时代进步。
1、20世纪60年代至70年代，可以称之为电力电子技术的初期阶段。电力电子技术的功率器件，主要采用大功率硅整流管和晶闸管，通过将交流发电机提供的工频交流电，高效的转化的直流电，以适用于当时工业生产对于直流电力消费的需求，满足直流电解，电机牵引，直流传动等行业对于稳定直流电源的迫切需求。
2、20世纪70年代到90年代，电力电子技术逐渐地步入到了逆变器的时代。由于交流电机可以进行变频调速，在不同功率下，能够实现具有针对性的输出，其节能效益明显。电力电子技术能够实现直流电源与交流电源的双向变换，其由直流电源变化为交流电源的作用（逆变作用），在变频调速装置当中，成为了电力电子技术的主角。这一时期，电力电子器件主要是具有大功率逆变能力的晶闸管，巨型功率晶体管（GTR），还有门极可关断晶闸管（GTO）。
3、20世纪90年代开始，由于科学技术发展的不断提升，电子电力技术逐渐地进入了一个崭新的快速发展时代，这对电力电子技术也提出了更高的要求。由于现代电力电子技术中各种大型和超大型集成电路的快速发展，集成电路中的精细加工技术也得到了外延扩展与应用，其与高压大电流技术的有机集合，创新出一批全新的功率器件，功率MOSFET，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）功率模块都是这一时期逐步出现发展起来。而更新更好的功率器件的问世，也使得电力电子技术具有了向现代电力电子技术转化的基础。新型功率器件使得电力电子技术从低频技术到高频技术迈进，更可靠，更稳定。
三、我国电力电子技术的发展道路
随着中国技术在不断发展与进步，无论是对于传统产业的升级与改造，还是对于新兴产业的促进与发展，电力的需求不断激增，进而促进电力电子技术不断向前发展。通过电力电子技术在越来越广泛领域中的深入应用，必然能够将人们的生活水平带入到更高的层次。在科技作为第一生产力、强调科学技术复兴的时代，电力电子技术作为各个领域的联系发挥着越来越重要的作用。
电力电子技术在节能减排当中所起到不可或缺的作用。在最近的几年里，由于环境问题已成为目前最为关注一门课题，为了实现2035年碳达峰，2050年碳中和，优秀的清洁能源及其相关技术，都处于一个良好发展的长期机遇中。而对于电力电子技术来说，他们也以其清洁、高效、稳定性等优点被越来越多的人关注，并且不断的应用到各个技术领域当中。以目前发展最快的汽车领域为例，无论是在其燃油（化石能源）效率转化上，还是在汽车尾气排放上，都不是新世纪最优选择，所以国家大力推进并推广电动自行车和电动汽车技术，以实现化石能源消耗的降低，并减少汽车尾气的大量排放。这就促使中国在汽车工业方面，也已经逐渐地开始利用电力电子技术（电流的变换与管理）来进行发展了。
对于电力电子技术来说，他们不但能够在汽车上使用，也能够在整个交通运输行业中得到广泛的应用。
我国是个人口大国，在人力资源的运输和物质资源运输两个方面，都会面临着很多不同类型的考验。由于电力电子技术不断发展与推广，使得变频调速这一技术也在不断地被予以采用，进而促进中国磁悬浮列车技术、高速列车技术等的发展，其在开发和应用方面，也能够取得可喜的效果；中国，已经成为了世界上高速列车运营里程最长的国家，其总里程已经达到3.5万公里。
随着社会的逐步发展，集中化，规模化的生产需求，都不是简单的人力能够解决的，这就对机械工业提出了更高的要求。而电力电子技术在其中的应用，使得大型机械、智能机械均得到了长远发展。其中包括了数控机床、风机泵和矿用提升机等应用，在很大的程度上，都能够解决了人力限制和高工业要求的矛盾；转运设备，工业机器人的应用，对于人力的解放也有重要意义。对于电力电子技术来说，他们能够成为机械工业技术的一个非常重要的组成部分，也是为其发展奠定了很好的基础。
四、电力电子技术的未来发展趋势
1、由于中国在科学技术的发展以及加工业的不断提升，致使多种多样的电子设备在容量方面，需要不断地有所增加，所以对于电力电子技术来说，就需要将其向高功率进行发展。例如交通系统，其中包括了：电动出租车、电动公交车和磁悬浮列车的推广，而这些也正好能够验证了未来电力电子技术利用高功率所进行发展的方向。例如新能源纯电动汽车，在微型汽车方面，其功率需求在30-40KW左右即可满足需求。在家用轿车方面，其功率需求在60KW左右。蔚来ES8纯电动汽车，其额定功率就是60KW。而在客车、物流车方面，其功率需求则在100KW左右。新能源燃料电池汽车技术，其发展方向也是从前期30KW左右应用于7.5吨物流车的系统。
2、由于功率率效与频率负相关，电力电子技术也逐步由低频、中频向高频进行发展。而汽车、移动电源等应用场景，也要求电力电子技术向更小体积，更轻重量方向发展。在功率模块选型上，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）功率模块、Si-IGBT功率模块，全SiC功率模块的发展，也为电力电子技术高频，小型化及轻重量的发展趋式提供了器件基础。
3、所谓的模块化，其实就是根据人们在对科技产品方面，所推荐的一种具备多功能、轻质、便携性的要求，最具有代表性的就是计算机的更新和开发。电力电子技术在未来的发展方向中，模块化的需求也是其重点需求。需要将各种部件连接成多个单元，并完成相关功能，这样每个单元的功能相对独立且成熟，他们能够方便的进行组合与集成起来，能够让产品变得更加易于使用、变更，质轻、结构紧凑等优点，进而能够满足更多人们的需求。
4、电力电子技术在未来的发展中，也需要结合整个工业产业的发展方向，方向的正确性也是非常重要。在工业当中，其远程控制、计算机操作和自动化的发展，都是依靠了智能化的具体体现。随着电力电子技术的不断提升，其智能化应用，以及其领域中的应用，将成为一个不可逆转的螺旋上升发展。
5、电力电子行业集成度的提升，以新能源汽车为例，目前电力电子技术在其上的应用方向，已经向高集成度发展。其主要有两个方向，一个是以电驱动系统为核心的，将电力电子技术中的逆变器单元与驱动电机、减速器集成，以形成高集成度的电驱动系统。另一个是以电力电子系统为核心的，将电力电子系统中的逆变器单元、直流变换器单元、电力分配单元等多个单元集成，以形成高度集成电源管理系统。对于单位体积功率密度，质量功率密度的提升需求将进一步促进电力电子技术向高集成度发展。在大功率电源行业，在机械行业，集成化开发，都是迫切的需求。
五、结论与启示
中国在电力电子技术方面，还处于初级阶段，目前核心电力电子器件、主流电力电子集成厂家，国内行业的发展，都还落后于国际同行业水平。综上所述，看好中国的电力电子技术发展前景。在国家政策的支持下，电力电子技术将向着更加高功率性、高频性、模块化、智能化和集成化的发展方向快速发展。希望电力电子技术能够步入到一个更加辉煌的发展时期。
参考文献
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