电力电子器件及其应用的现状和发展(5)
1)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。
2)传统的硅基电力电子器件已经逼近了由于寄生二极管制约而能达到的硅材料极限,为突破目前的器件极限,有两大技术发展方向:一是采用各种新的器件结构;二是采用宽能带间隙材料的半导体器件,如SiC或GaN器件。
3)以硅晶闸管为代表的半控型器件已达到70.MW/9.000.V的水平,虽然它受到了全控器件应用的冲击,但由于它技术的成熟性和价格优势,今后仍旧有较好的市场前景,特别在高电压、大电流应用场合还会得到继续发展。
4)硅基全控型电力电子器件本身的技术、制造工艺虽然发展空间已经不太大了,可是它们的待开发的应用空间仍旧十分广阔,应用市场前景无限好。
5)SiC和GaN宽禁带电力电子器件代表着电力电子器件领域发展方向,材料和工艺都存在许多问题有待解决,即使这些问题都得到解决,其价格还是比硅基的贵。由于它们的优异特性,可能主要用于中高端应用。从长远看,将来有可能形成如下一种格局:SiC电力电子器件将主要用于1.200.V以上的高压工业应用领域;预计到2019年,硅基GaN的价格可能下降到可与硅材料相比拟的水平,GaN电力电子器件将主要用于900.V以下的消费电子、计算机/服务器电源应用领域。
6)对于当前电力电子应用装置/系统的诸多热点问题(绿色能源应用、电动汽车、LED照明),我们应当理性思考,抓住发展机遇,挑战电力电子技术应用的明天。
参考文献:
[1]钱照明等:电力电子器件及其应用的现状和发展
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