集成化视野对电力电子技术发展趋势的探讨

    摘 要：文章基于集成电子技术系统的含义进行分析的基础上，阐述了集成技术对电力电
子技术的重要意义，总结了当前国际上电力电子集成技术的研究内容和研究方向，并对集
成技术的发展方向进行了分析。
　　电力电子技术作为一门交叉学科，建立在信息学科、电工学科、材料学科基础之上、实现
对电力机械装置进行有效控制的技术，在现代科技发展过程中占有极为重要的一席之地。电
力电子技术最大的特点在于实现强电与弱点相结合，强电与弱电相结合，以弱电控制强电
用以实现电能的转换、控制、分配和应用的最优化、高效率、智能化。研究电力电子未来发展趋
势，对于全面推动以电力电子为基础的新学科的增长、推动与电力电子相关领域自动化、提
升经济社会效益具有至关重要的作用。
　　一、集成化电力电子技术系统的相关理论分析
　　第一，集成化电力电子技术系统的含义。所谓电力电子子系统的集成，

“就是将功率器

件、电路元件、控制器、传感器及动作开关等集成为一个完整的智能的电力电子子系统。电力
电子子系统级的集成目标是建立系列电力电子集成标准模块，它是一个高度集成的、能完成
特定功能的、标准的电能处理单位。

”

　　第二，集成化电力电子技术系统的主要内容。一般来讲，集成化电力电子技术系统包含
两方面的内容，一是电力电子集成系统的集成，也就是组成集成化电力电子技术系统的模
块集成；二是电力电子技术实际应用系统的集成，也就是电力电子技术系统级别的集成，
是相对于电力电子技术模块级别更高级别的集成。
　　二、集成化电力电子技术系统的主要分类
　　集成化电力电子技术系统，根据其功能及组成原理不同，可以分为单片集成电力电子
技术系统、混合封装集成电力电子技术系统、系统集成电力电子技术系统三个类别。
　　一是单片集成电力电子技术系统
　　

“单片集成是将主电路、驱动、控制电路及其他附属电路都集成在一个芯片上，这实际上

是微电子领域的集成电路技术在电力电子领域的延伸。

”单片集成电力电子技术系统广泛应

用于类型的小功率电子设备中，不适用于功率较大、电压较高的环境中。单片集成电力电子
技术系统成本低、工艺技术简单；伴随着科学技术的不断进步，单片集成电力电子技术系统
其功率范围也不断扩大，是电力电子集成技术的主要发展方向和发展趋势，应用前景比较
广泛。单片集成电力电子技术系统主要应用于手机、移动电子设备中。
　　二是混合封装集成电力电子技术系
　　统。该系统把多个主电路芯片、驱动芯片和控制芯片集成在一起，适用范围主要集中在
几百瓦以及千瓦级功率范围之内。
　　混合封装集成电力电子技术系统的实质是在保障变换器整体性功能的前提下，减少功
能部件和封装部件的数量，提高系统的可操作性和灵活性。从当前整个电力电子集成系统研
究来看，主要集中在该系统层次，也是当前开展电力电子集成研究的关键和核心。该系统的
主要缺点在于成本较高体型较大。
　　三是系统集成的电力电子集成系统
　　该系统的实质在于将各种电力电子元器件、部件进行集成，使之成为一个系统化的功能
体系。当前对于系统集成的电力电力集成系统仍然没有统一的概念，是一种比较高级意义上
的电力电子集成系统，是当前电力电子研究主要方向和重要领域。