0.5 电力电子技术的发展

电力电子技术的发展是以电力电子器件的发展为核心的，电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性作用。

电力电子技术的诞生是以美国通用电气公司1955年研制出的第一只功率整流管（5A）和1957年研制出的第一只晶闸管为标志的。由于其功率处理能力的突破，为此以整流管和晶闸管为核心的、对电能处理的庞大分支从信息电子技术中分离出来，形成了电力电子技术。在这一阶段中，除整流管和晶闸管的性能、容量不断提高外，还发展了一些派生器件，如快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管以及光控晶闸管等。这些器件通过对门极的控制能够使其导通，但不能使其关断，因而属于半控型器件，其主要应用于电化学电源、电气传动、感应加热、直流输电及无功补偿等领域。

20世纪70年代后期，以GTO、GTR和P-MOSFET为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的出现，使得半控型器件难以实现某些功能的问题得到了良好的解决，并且推动了脉冲宽度调制（PWM）技术的迅速发展和应用。PWM技术在电力电子技术中占有十分重要的位置，它在逆变、斩波、整流、变频和交流电动机控制等各个方面均有应用，并且使电路的性能大为改善。因此全控型器件的出现，使电力电子技术的面貌焕然一新，推进到了一个新的发展阶段。在这一阶段中，最具有代表性的产品是交流电动机的变频调速装置，其调速性能、功率范围、价格等都可与直流传动相媲美，这促使交流调速被大量应用并占据了主导地位。除此之外，不间断电源（UPS）、变频电源和开关电源等也是这一时期的热门产品。

20世纪80年代，以IGBT为代表的复合型器件异军突起。IGBT是P-MOSFET和GTR的复合器件，它把P-MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和GTR的通态压降小、载流能力大的优点集于一身，具有十分优越的性能，使之成为现代电力电子技术中应用广泛的主导器件之一。

20世纪80年代后期，电力半导体器件的模块化、智能化和功率集成电路的发展，进一步优化了电力电子器件及其装置的结构，使其体积减小、结构紧凑、可靠性提高，给应用带来了很大方便。功率集成电路是把驱动、控制及保护等电路与功率器件集成在一起的芯片，在家电、汽车等领域已得到广泛应用。虽然功率还比较小，但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。

时至今日，晶闸管应用领域的绝大部分已经或即将被新型电力电子器件所取代，只是在大功率、特大功率的电化、电冶电源以及与电力系统有关的高压直流输电（HVDC）、静止式动态无功功率补偿装置（SVC）和串联可控电容补偿装置（SCC）等应用领域，晶闸管暂时还不能被取代。