节能降耗

电子成套装置的体积与效率都获得了很大的提高。

２、电力电子成套装置（俗称为整机或配电柜）：是指应用电力半导体器件及一定的控制理论，

按生产机械要求，获得的在电气性能上的一个整体装置。因此，我们在大谈电力半导体器件对电

力电子技术的作用时，千万不能忘记了电力电子成套装置技术对电力电子技术发展的贡献，可以

说，如果没有电力电子成套装置，对电力半导体器件不断提出新的、更高的要求，就不可能有电力

半导体器件不断的进步和发展。比如说，要是没有电力电子成套装置希望缩小汞弧整流器体积过

大、污染环境等缺陷，就不可能有硅整流二极管的发明；要是没有电力电子成套装置对二极管的希

望在正弦波的正半周内以导通时刻进行控制的要求，就不可能有晶闸管的突破，要是没有希望导

通后的晶闸管在阳、阴极承受正向电压时可控制其关断，就不可能有六极可关断（３ＴＯ晶闸管的出

现。

３、控制理论：控制理论在电力电子技术的发展中起着重要的作用。电力电子技术可以看成是

弱电控制强电的技术，是弱电和强电之间的接口，控制理论是实现这一接口的强有力的纽带。电

力电子成套装置是为了满足生产机械的工况而设计的，各种生产机械对电力电子成套装置的要求

千差万别，如何让装置的输出尽可能地跟随输入变化，并与负载要求的曲线完全吻合，控制理论在

其中起着关键的作用。比如对闭环控制系统，一般用比例——积分控制，双闭环及多环调速系统，

常以多环比例积分控制。在进行调节器参数设计时，要用到自动控制原理中的许多方法（如对高

阶系统在一定的条件下进行降价处理、小惯性环节近似处理、大惯性环节近似处理等等）来对系统

进行校正和综合，在交流调速系统中，为了提高性能和扩大调速范围，应用矢量控制解耦，从而使

交流电机的调速性能几乎可与直流电机相媲美。近年来，诸如模糊控制、最优控制、滑模变结构控

制、鲁棒控制等先进的控制手段越来越多地在电力电子设备中获得应用，并不断提高电力电子设

备的性能。

综上可见：电力电子技术由电力半导体器件、电力电子成套装置及控制理论三部分组成，电力

半导体器件和电力电子成套装置两者相互促进，共同提高，不断完善。控制理论对电力半导体器

件的成品率提高及电力电子成套装置性能的提高，起到了关键作用。

三、电力电子技术的发展及其应用领域

随着电子技术的不断发展，多种电力半导体器件品质不断提高，生产半导体工艺与设备不断

完善。半导体材料的利用更加丰富合理，开发的器件更加成熟，开关频率越来越高，体积越来越

小，重量越来越轻。例如：为满足电力电子成套装置对半导体电力电子器件提出的耐压尽可能高、

开关速度尽可能快、工作效率尽可能高等要求，从２０世纪５０年代开始到迄今为止，人类一直致力

于对管芯、管壳、散热器等半导体电力电子器件的制造技术进行研究和开发。在管芯制造中，为获

得平坦、均匀的大面积ＰＮ结，先后采用了扩散一合多法、全合金法、扩散一外延法等。为提高电流

和电压耐量，除采用高电阻率、低位错密度、高寿命、均匀的大直径硅单晶片和以完整扩散技术制

造体雪崩击穿的ＰＮ结外；另一关键技术是表面造型（表面形成单斜角、正负双斜角、双正斜角）及

降低表面电场。为保证不击穿，研究表面状态采用有效的表面保护材料，形成表面保护膜；为提高

ｄｉ／ｄｖ能力，采用阴极短路发射极结构；为缩短关断时间，采用扩金等重金属杂质或电子辐照控制

复合中心，以降低长基区的少子寿命等等。

在管壳制造上，为提高管壳的机械强度、绝缘性能和气密性，其结构经历了金属一玻璃封装、

金属一塑料封装、金属～陶瓷封装等阶段。为了提高电流容量，管壳外形已从单面冷却螺栓型、平

底型发展到双面冷却的平板型。同时，管壳与管芯的连接方式发展了软焊和硬焊、内接与外压接，

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