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第五章 电子技术教学

转变为直流电已经不再适应企业的用电需求，以交流电为主的逆变器时代自然就
出现了。随着可控制关断型电力电子器件（即自关断的全控型器件）的出现，如
巨型功率晶体管（GTR）、门极可关断晶闸管（GTO）等，变频调速技术因为节
能的效果明显而迅速发展，而这些自关断的全控型器件也得到了普及。然而由于

技术的限制，变频调速技术还处在低频阶段，因此使用中效率偏低。
3. 现代电力电子的变频器时代
20 世纪 80 年代，在大规模和超大规模集成电路技术的不断发展下，将集成
电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批新型的全控型

器件，其中以 MOSFET（金属—氧化物半导体场效应晶体管）和 IGBT（绝缘栅
双极晶体管）为代表，直接导致了电力电子技术由低频向高频转变，标志着现代
电力电子技术的变频器时代的到来。这些新型器件的出现和发展，不仅在使用中
提升了变频调速的使用频率，还使设备逐步向轻、小方面发展。

为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及
必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动、控制、保护电路和功率器件集
成在一起，构成电力电子集成电路（PIC）。目前 PIC 的功率都还较小但这代表
了电力电子技术发展的一个重要方向。

20 世纪 90 年代以后各种全控型器件有了极大的发展，各种结构的全控型器
件大量涌现，种类繁多，如场控晶体管、集成门极换流晶闸管等代表了新一代全
控型器件的复合型器件，它们综合了其他器件的优点，在电压、电流容量上有了
较大的突破。

4. 现代电力电子技术的发展趋势
现代电力电子技术已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。理论
与实践证明：电器产品体积与重量与供电频率的二次方根成反比，也就是说，当
我们把 50Hz 的标准工频进行大幅度提高以后，使用这一工频的电子仪器的体积

与重量将会大幅度缩小，这将使用于制造电子设备的材料大幅度缩减，运行过程
中的电能节约也会日趋明显，电气设备系统的各项性能将会大幅度改善。因此，
电力电子器件的高频化已经成为未来电力电子技术发展的主导方向，硬件结构的
标准模块是器件发展的必然趋势。功率集成电路和智能模块（IPM），集电力电

子器件、驱动电路、传感器和诊断、保护、控制电路于一身，奠定了电力电子装
置结构小型化的基础。智能化功率集成电路的应用预示着电力电子技术与计算机

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