电力电子器件及其应用的现状和发展的分析论文_杨茂通,康文健,李楼,闫爽,宋扬

电力电子器件及其应用的现状和发展的分析论文_杨茂通,康文健,李楼,闫爽,宋扬

(哈尔滨理工大学 264300)

摘要:随着时代的发展,我国电力电子器件在各行业中得到了广泛的应用。但相较于国外,我国电力电子器件的发展仍存在许多不足。本文针对电力电子器件行业目前的应用现状做简要分析,再通过对高素质人才的培养,碳化硅、太阳能光伏发电、氮化镓等材料的应用来对电力电子器件行业的发展前景做简要分析。

关键词:电子器件;电子器件原材料;碳化硅

引言:近年来,我国经济得到快速的推动,电力电子器件的广泛应用为人们的生活提供的极大的便利。但在原材料的选择性、产品的创新能力上,迟迟没有得到突破。电力电子行业需要在目前的基础上寻求更进一步的突破,才能跟上该行业在国际上发展的水平。

一、电力电子器件的应用现状

(一)电子器件的原材料难求

电力电子器件被广泛应用于个领域的设备中,在我国当下生产制造行业中占据了重要的位置。但用于生产电力电子器件的原材料较为难找,而要想研究出符合要求的制造材料,则需要一定的资金投入,大量的人力投入,经过专业的技术实验,才能得以实现。而在制造出器件之后,还需要投入制作,在经过较长的一段时间测试后,针对可能存在的问题进行修正,确保没有问题之后,才能正式投入市场。这无疑大大限制了电力电子技术的发展速度。

电力电子器件制造材料的研究过程极为繁琐,是一个周期长、收益慢的研究项目。大量的财力、物力投入到无法立即投放到市场的项目中,在短期内无法收获效益,这无疑需要研究项目组有雄厚的资金做支持。因此,若要推动电力电子技术的高效发展,首先要在电子器件的原材料研发上有所收获。

(二)产品创新力较低

在现代不断进步的当下,各行各业的高速发展,不同设备、仪器的升级速度也越来越快。而电力电子器件的升级工作却变得渐渐难以跟上时代的发展,除了受到生产原材料的限制外,国内针对电力电子技术的研发创新能力也有待提升。由于受项目资金限制,电力电子器件的研究迟迟难以有所进展。而从研究、到生产、再到试用,这一过程周期较长的原因,也大大拖慢了研究人员对后续技术的研发。

同时,缺少高素质的研究型人才也是限制研究进程的重要原因。电力电子器件的研发需要大量的人力投入,技术研发的工作需要研究人员具备优质的专业素养和创新意识,对人才的高要求,也致使研发项目组在人力方面需要耗费大量的财力和时间寻找、培养具有潜力的研发人员。要使电力电子技术的研发有所突破,需要对创新意识有足够的重视,加大研究力度和资金投入。

二、电力电子器件行业的发展前景

(一)对科技研发人才大力培养

随着时代的进步,各行各业因寻求更进一步的可持续发展之路,都将对于高素质人才的招纳放在了极为重要的位置。电力电子器件行业若想跟上时代发展的速度,必须在技术上现今存在的缺陷上实现突破,研究项目的进程需要由高科技人才来带动。一方面在人才招募上加大投入,提高薪酬待遇,吸引更多的优质人加入技术研发团队。与此同时,可在团队内部建立科学合理的晋升、培养机制,鼓励员工针对提升专业性技能方面进行自主学习,组织员工参加技术论坛等专业性的讲座。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于学习能力上佳、有潜力并渴望寻求进步和发展的员工应着重培养,利用合理的晋升机制,对员工进行正面有效的激励,将更多的热情和精力投入到技术研发项目当中。

(二)对碳化硅的应用

碳化硅是一种宽带半导体材料,由于其具有出色的物理材质和电的特性,在电力电子器件的制造上具有很大的优势,在近年来越来越受到人们的重视。碳化硅电子器件因其高温、高压的特性,突破了一般原始材料在这方面存在的缺陷,在材料的运用上具有很大的优势。

例如,在《蓝皮书》中曾针电力电子部件的研究给出明确建议,以2020年为时间节点,现阶段的发展目标需要以碳化硅6英寸单晶和厚外延材料、形成硅基电力电子器件所需全部材料等为研究重心。

因此,电力电子器件行业需要加大对碳化硅材料探索的研究力度,通过多方面、多角度的研究,解决碳化硅材料产量、成本上的缺陷,尝试开发与其它材料相结合的可能性,使其在电力电子器件的研究发展中,起到更大的推动作用[1]。

(三)对太阳能光伏发电的应用

除了碳化硅之外,太阳能光伏发电是以控制器、逆变器为主要部件,以太阳能电池主见为载体,起到将太阳光能转换为电能的作用,因为其设备部件的稳定性和可靠性较高,且复杂程度较低,使用寿命相较于其它部件要高出许多。是在现阶段,运用电力电子器件比较常用的发电领域。

以“十三五”为例,为了推动光伏、风电等新能源调节能力得到提升,国家电网加快建设坚强智能电网,积极推动电能替代和两化融合建设,使电网投资再创新高。

因此,从诸多方面考虑,电力电子器件行业的应用可考虑从提高太阳能光伏发电的利用率这一研究方向入手,以便能最大限度地节省相关的资源,为技术研发带来更大的便利性,从而为电力电子器件的应用发展产生更好的推动作用[2]。

(四)对氮化镓的应用研究

氮化镓在特性上与碳化硅有很大的不同,也是一种优良的电力电子器件原材料之一。但是由于氮化镓在制作过程中,需要以蓝宝石或碳化硅初步的生产底料,这在一定程度上限制了它在电力电子器件制造上的应用。由于近年来在这一特性方面进行了改进,同时氮化镓在LED照明设施中的应用,也促使对氮化镓的研究技术有了更进一步的发展,也渐渐引起了人们对它研究上的重视。

由于氮化镓这种材料,在耐高温这一特性上存在一定的缺陷,当压力达到1000V时,会出现破裂情况。而碳化硅在应用上也存在着产量及成本上的限制,无法大范围应用到生产制造中,却刚好弥补氮化镓在耐高压性能上的不足。因此,研发团队可以考虑通过将二者进行有效的结合,生产出性能更加稳定的材料,

结束语:综上所述,目前我国电力电子部件研发的技术仍有很大的提升空间。为实现电力电子领域的高效发展,除了在材料上寻找更多的可能性外,也要着力组建高素质的研发团队,从多方面着手,解决现今电力电子器件应用发展中遇到的瓶颈,使电力电子领域得到健康的发展。

参考文献:

[1]雷菊芬.电力电子器件及其应用的问题和发展[J].现代工业经济和信息化,2016,6(19):31-32.

[2]于文.我国电力电子器件的发展现状及应用前景分析[J].产业创新研究,2018(05):110-112.

论文作者:杨茂通,康文健,李楼,闫爽,宋扬

论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期

论文发表时间:2019/5/17

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