電氣科學與工程學科的回顧與展望

1、v哈爾濱工業(yè)大學電氣工程及自動化學哈爾濱工業(yè)大學電氣工程及自動化學 院院 電之重要性電之重要性 u電是人類文明的基礎物質條件之一電是人類文明的基礎物質條件之一 u“電氣化電氣化”引發(fā)了第二次產業(yè)革命引發(fā)了第二次產業(yè)革命 u“電氣化電氣化”被美國工程院評為被美國工程院評為20世紀世紀20項最偉項最偉 大的工程技術成就之首大的工程技術成就之首 u“電氣化電氣化”被中國工程院評為被中國工程院評為20世紀我國世紀我國25項項 重大工程技術成就之六重大工程技術成就之六 u電氣科學與工程學科與國民經濟中具有特別重電氣科學與工程學科與國民經濟中具有特別重 要戰(zhàn)略地位的要戰(zhàn)略地位的能源能源領域息息相關領域息息

2、相關 電氣科學與工程學科的戰(zhàn)略地位和特點電氣科學與工程學科的戰(zhàn)略地位和特點 電是能量轉換的樞紐和信息的載體電是能量轉換的樞紐和信息的載體 電是一種最便于傳輸、分配和控制，最易于實現與其他能電是一種最便于傳輸、分配和控制，最易于實現與其他能 量相互轉換，最便于進行能量時空分布變換（量相互轉換，最便于進行能量時空分布變換（時間分布時間分布： 恒定、交變、脈沖；恒定、交變、脈沖；空間分布空間分布：集中、分散）的一種能量。：集中、分散）的一種能量。 歷史悠久而活力日增歷史悠久而活力日增由雷觀察到電由雷觀察到電電和磁相互依存相電和磁相互依存相 互作用互作用19世紀麥克斯韋爾方程組世紀麥克斯韋爾方程組 交

3、叉面廣、滲透性強交叉面廣、滲透性強電子、信息、計算機、激光、自動電子、信息、計算機、激光、自動 控制等控制等電磁與物質相互作用電磁與物質相互作用 研究對象涉及的時空跨度大研究對象涉及的時空跨度大微觀、介觀、宏觀；皮秒、微觀、介觀、宏觀；皮秒、 納秒納秒 國家中長期科學和技術規(guī)劃綱要國家中長期科學和技術規(guī)劃綱要引領未來前沿技術引領未來前沿技術 先進能源技術先進能源技術 u電氣工程學科是培養(yǎng)有關電能的生產直至使用的電氣工程學科是培養(yǎng)有關電能的生產直至使用的 全過程中，各種電氣設備和系統(tǒng)的設計、制造、全過程中，各種電氣設備和系統(tǒng)的設計、制造、 運行、測量和控制等方面的高層次科學研究及工運行、測量和控

4、制等方面的高層次科學研究及工 程技術專門人才和高等學校師資的學科；程技術專門人才和高等學校師資的學科； u它們共同的學科基礎是電工學它們共同的學科基礎是電工學研究電磁現象、研究電磁現象、 規(guī)律及應用的科學。規(guī)律及應用的科學。 v發(fā)電發(fā)電v輸電輸電 v測量與控制測量與控制 v用戶用戶v配電配電 v電氣工程學科的性質與作用電氣工程學科的性質與作用 v電氣工程一級學科簡介電氣工程一級學科簡介 v v電氣工程電氣工程 v電力電電力電 子與子與 v電力傳電力傳 動動 v電力系電力系 統(tǒng)及其統(tǒng)及其 v自動化自動化 v電電 機與機與 v電電 器器 v高電壓高電壓 v與與 v絕緣技絕緣技 術術 v電工理電工理

5、 論與新技論與新技 術術 v電電 機機 v電電 器器 v理理 論論 電電 工工 v超超 導技導技 術與術與 磁流磁流 體發(fā)體發(fā) 電電 電力系統(tǒng)及其自動化電力系統(tǒng)及其自動化 v電力系統(tǒng)及其自動電力系統(tǒng)及其自動 化化 v電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 及其自動化及其自動化 v鐵道牽引電氣鐵道牽引電氣 化與自動化化與自動化 v（部分）（部分） v船舶與海洋工船舶與海洋工 程特輔裝置與系程特輔裝置與系 統(tǒng)（部分）統(tǒng)（部分） v交通運輸工程學科交通運輸工程學科 v海洋工程學科海洋工程學科 電力電子與電力傳動電力電子與電力傳動 v 電力電子與電力傳電力電子與電力傳 動動 v電力電子電力電子 v技術技術 v電力傳動及其電

6、力傳動及其 v自動化自動化 v（部分）（部分） v電磁測量技術電磁測量技術 v及儀器及儀器 v（部分）（部分） v控制科學與工程學科控制科學與工程學科 v儀器科學與技術學科儀器科學與技術學科 高電壓與絕緣技術高電壓與絕緣技術 v高電壓與絕緣技術高電壓與絕緣技術 v高電壓高電壓 v技術技術 v電工材料及絕緣技術電工材料及絕緣技術 v（部分）（部分） v材料科學與工程學材料科學與工程學 科科 v電氣工程學科的相關學科電氣工程學科的相關學科 u 電子科學與技術電子科學與技術 u 計算機科學與技術計算機科學與技術 u 控制科學與工程控制科學與工程 u 信息與通信工程信息與通信工程 u 材料科學與工程材

7、料科學與工程 * 機械工程機械工程 * 儀器科學與技術儀器科學與技術 * 動力工程與工程熱物理動力工程與工程熱物理 * 交通運輸工程交通運輸工程 * 農業(yè)工程農業(yè)工程 * 環(huán)境科學與工程環(huán)境科學與工程 * 生物醫(yī)學工程生物醫(yī)學工程 電氣科學與工程學科的內涵與分支電氣科學與工程學科的內涵與分支 電能科學領域發(fā)展動力示意圖電能科學領域發(fā)展動力示意圖 電磁場與物質相互作用科學領域發(fā)展動力示意圖電磁場與物質相互作用科學領域發(fā)展動力示意圖 電能產生與利用環(huán)節(jié)示意圖電能產生與利用環(huán)節(jié)示意圖 v太陽能太陽能 v水力發(fā)水力發(fā) 電電 v生物發(fā)生物發(fā) 電電 v化石類能化石類能 源源 v潮汐發(fā)電潮汐發(fā)電 v地熱地熱

8、 v核核 能能 v風力發(fā)電風力發(fā)電 v v電動車、混合電動車、混合 v動力車、燃料動力車、燃料 v電池電池 車車 v航天：火箭、航天：火箭、 v航天飛機、小航天飛機、小 v衛(wèi)星衛(wèi)星 v軍用軍用: : 飛機、飛機、 v艦艇、坦克，艦艇、坦克， v導彈導彈 v備用電源備用電源UPSUPS v民用電器：筆民用電器：筆 v記本電腦、手記本電腦、手 v機、數碼相機機、數碼相機 v通信設通信設 備備 v海洋溫差發(fā)電海洋溫差發(fā)電 v氫能燃料電池氫能燃料電池 v電能存電能存 v儲設備儲設備 v：各種：各種 v電池、電池、 v超級電超級電 v容、機容、機 v械飛輪械飛輪 v等等 v電站、電站、 v大容量大容量

9、v電能存電能存 v儲設備儲設備 v電能存儲設備的電能存儲設備的 v監(jiān)控與管理技監(jiān)控與管理技 術術 最近二百年氣候變化的事實與預估最近二百年氣候變化的事實與預估 Facts ; 離散時域仿真模型及廣義狀態(tài)平均模型。離散時域仿真模型及廣義狀態(tài)平均模型。 電力電子與電力傳動學術活動電力電子與電力傳動學術活動 pInternational Power Electronics & Motion Control Conference(IPEMC94) , Beijing pInternational Power Electronics & Motion Control Conference(IPEMC97

10、) , Hangzhou pInternational Power Electronics & Motion Control Conference(IPEMC2000) , Beijing pInternational Power Electronics & Motion Control Conference(IPEMC2004) , Xian p國內各個國家學會也經常舉行全國性的電力電子、電氣國內各個國家學會也經常舉行全國性的電力電子、電氣 傳動和電子電源技術的學術研討會；傳動和電子電源技術的學術研討會； p相關期刊的發(fā)行促進了國內學術交流，在活躍學術研究相關期刊的發(fā)行促進了國內學術交流，在

11、活躍學術研究 氣氛、推廣應用研究成果方面起到了積極作用。氣氛、推廣應用研究成果方面起到了積極作用。 國家重大關鍵技術對電力電子技術的支持國家重大關鍵技術對電力電子技術的支持 C IGBTIGBT產業(yè)化技術及其應用；產業(yè)化技術及其應用； C 高頻開關電源系列；高頻開關電源系列； C 風力發(fā)電技術；風力發(fā)電技術； C 高溫地熱發(fā)電技術；高溫地熱發(fā)電技術； C FACTSFACTS的關鍵技術與設備；的關鍵技術與設備； C 高壓直流輸電技術及設備；高壓直流輸電技術及設備； C 電網控制關鍵技術；電網控制關鍵技術； C 鐵路提速關鍵技術；鐵路提速關鍵技術； C 高效節(jié)能電爐與裝備技術；高效節(jié)能電爐與裝備

12、技術； C 節(jié)能最佳化大型選礦技術裝備；節(jié)能最佳化大型選礦技術裝備； C 建筑節(jié)能技術及產品；建筑節(jié)能技術及產品； C 家用電器節(jié)能技術及船用設備關鍵技術。家用電器節(jié)能技術及船用設備關鍵技術。 掌握這些重大關鍵技術是掌握這些重大關鍵技術是20102010年前我國電力電子技術年前我國電力電子技術 的的 發(fā)展遠景目標。發(fā)展遠景目標。 國際電力電子技術的發(fā)展和進步國際電力電子技術的發(fā)展和進步 電力電子器件的發(fā)展過程，經歷了不控和半控器件、電力電子器件的發(fā)展過程，經歷了不控和半控器件、 電流全控器件、電壓全控器件和功率集成電路電流全控器件、電壓全控器件和功率集成電路 (Power IC)(Power

13、IC)等若干階段；等若干階段； 8080年代末期，不少國際電力電子專家認為：電力電年代末期，不少國際電力電子專家認為：電力電 子器件的發(fā)展方向是高頻化，大功率化和易于驅動子器件的發(fā)展方向是高頻化，大功率化和易于驅動 ( (使用使用) )； 到到20002000年，各種電力電子器件的使用頻率將提高一年，各種電力電子器件的使用頻率將提高一 個數量級，例如：功率個數量級，例如：功率MOSFETMOSFET的頻率的頻率( (以以kHzkHz計，下計，下 同同) )從從10102 2提高到提高到10103 3，IGBTIGBT則從則從l0l0提高到提高到100100； 器件功率也將有所提高，例如：器件功

14、率也將有所提高，例如：IGBTIGBT的功率的功率( (以以MVAMVA 計，下同計，下同) )從從0.10.1提高到提高到1 1，GTOGTO則從則從1010以下提高到以下提高到l0l0。 國際電力電子技術的發(fā)展和進步國際電力電子技術的發(fā)展和進步 10年前國際電力電子界專家們預測：年前國際電力電子界專家們預測：90年代電年代電 力電子裝置的發(fā)展方向是小型輕量化，高精度力電子裝置的發(fā)展方向是小型輕量化，高精度 快速響應，并進一步系統(tǒng)化；快速響應，并進一步系統(tǒng)化； 2000年，以下幾方面已由計劃變?yōu)楝F實；年，以下幾方面已由計劃變?yōu)楝F實； 新型電力補償器；新型電力補償器； 無直流環(huán)節(jié)的變頻器；無直

15、流環(huán)節(jié)的變頻器； 應用自關斷器件的高壓直流輸電裝置；應用自關斷器件的高壓直流輸電裝置； 磁懸浮運載工具；磁懸浮運載工具； 超導磁鐵儲能；超導磁鐵儲能； 卡片式開關電源；卡片式開關電源； 高頻鏈高頻鏈UPSUPS； 自動駕駛的電動汽車。自動駕駛的電動汽車。 電力電子技術與知識經濟電力電子技術與知識經濟 人們認為人們認為2121世紀的經濟將發(fā)生巨大變革，富有生命力的、世紀的經濟將發(fā)生巨大變革，富有生命力的、 新型的新型的“知識經濟知識經濟”促進和改造傳統(tǒng)的工業(yè)經濟，對世界促進和改造傳統(tǒng)的工業(yè)經濟，對世界 經濟的發(fā)展將有很大推動力；經濟的發(fā)展將有很大推動力； 知識經濟知識經濟(Knowledge b

16、ased economy)(Knowledge based economy)的主要特征表現為：的主要特征表現為： 高新技術推動產業(yè)結構的調整和信息技術的廣泛應用；高新技術推動產業(yè)結構的調整和信息技術的廣泛應用； 電力電子技術與微電子技術的結合已成為當今技術發(fā)展的電力電子技術與微電子技術的結合已成為當今技術發(fā)展的 主流；主流； 物質生產可歸結為把能源流作用到物料流，得到所需要的物質生產可歸結為把能源流作用到物料流，得到所需要的 形狀、尺寸或性質；形狀、尺寸或性質； 現代化的物質生產，將是信息流、能源流同物料流的匯合，現代化的物質生產，將是信息流、能源流同物料流的匯合， 電力電子位于這三流匯合處，

17、具體體現為電力電子位于這三流匯合處，具體體現為“信息控制、電信息控制、電 網供電和生產機械網供電和生產機械”的接口；的接口； 電力電子技術與知識經濟電力電子技術與知識經濟 這些數據表明，我們應當從全球經濟競爭來考這些數據表明，我們應當從全球經濟競爭來考 慮一個國家的電力電子技術的發(fā)展；慮一個國家的電力電子技術的發(fā)展； 3030多年前人們認為，電力電子學是從電氣工程多年前人們認為，電力電子學是從電氣工程 (EE)(EE)中中3 3大學科領域大學科領域( (電力、控制、電子電力、控制、電子) )發(fā)展起發(fā)展起 來的一門新型邊緣學科；來的一門新型邊緣學科； 隨著時間的推移和科學技術的進步，人們已意隨著

18、時間的推移和科學技術的進步，人們已意 識到，僅僅識到，僅僅3 3個學科領域已不能概括作為高新邊個學科領域已不能概括作為高新邊 緣學科緣學科電力電子學的全部相鄰學科；電力電子學的全部相鄰學科； 新型電力電子器件的制造已廣泛應用新型電力電子器件的制造已廣泛應用VLSIVLSI； 通過電力電子器件和系統(tǒng)的集中監(jiān)控可以實現通過電力電子器件和系統(tǒng)的集中監(jiān)控可以實現 “弱電弱電”控制控制“強電強電”； 電力電子技術與知識經濟電力電子技術與知識經濟 電力電子是一種知識密集型、以高新科技知識為基礎的電力電子是一種知識密集型、以高新科技知識為基礎的 技術，如果缺乏對電力電子國際科技前沿動態(tài)的了解，技術，如果缺乏

19、對電力電子國際科技前沿動態(tài)的了解， 將使國家失去國際市場的競爭力，失去知識經濟帶來的將使國家失去國際市場的競爭力，失去知識經濟帶來的 新機遇；新機遇； 據據19981998年日本電氣學會專家預測，到年日本電氣學會專家預測，到19991999年電力電子器年電力電子器 件的世界市場為件的世界市場為9595億美元，比億美元，比19951995年增加年增加2121億美元，平億美元，平 均年增長均年增長1515； Microtech1996Microtech1996年估計，電力電子設備的世界市場為年估計，電力電子設備的世界市場為300300 億美元。能源電子產品億美元。能源電子產品( (包括電力電子裝置

20、、電容器和電包括電力電子裝置、電容器和電 池池) )的日本市場規(guī)模約為的日本市場規(guī)模約為200200億美元；億美元； 據美國據美國VirginiaVirginia電力電子中心電力電子中心(VPEC)(VPEC)報道，電力電子市報道，電力電子市 場有場有300300億美元直接產品銷售，并支持億美元直接產品銷售，并支持57005700億美元電子工億美元電子工 業(yè)；業(yè)； 電力電子技術與知識經濟電力電子技術與知識經濟 與現代電力電子學相關的學科更加廣泛與現代電力電子學相關的學科更加廣泛, , 包括：基礎理包括：基礎理 論論( (固體物理、電磁學、電路理論固體物理、電磁學、電路理論) )、專業(yè)理論、專業(yè)

21、理論( (電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、 電子學、系統(tǒng)與控制、電機學及電傳動、通信理論、信電子學、系統(tǒng)與控制、電機學及電傳動、通信理論、信 號處理、微電子技術號處理、微電子技術) ) 以及專門技術以及專門技術( (電磁測量、計算機電磁測量、計算機 仿真、仿真、CAD)CAD)等，覆蓋了材料、器件、電路與控制、磁學、等，覆蓋了材料、器件、電路與控制、磁學、 熱設計、封裝、熱設計、封裝、CADCAD集成、制造、電力及電工應用等；集成、制造、電力及電工應用等； 知識經濟時代，迫切需要跨學科、應用多種專業(yè)技術進知識經濟時代，迫切需要跨學科、應用多種專業(yè)技術進 行聯(lián)合研究，才能推動電力電子學科的發(fā)展；行聯(lián)合研究，

22、才能推動電力電子學科的發(fā)展； 多學科合作研究的學術領域包括：節(jié)能技術，可再生能多學科合作研究的學術領域包括：節(jié)能技術，可再生能 源和新能源源和新能源( (風力發(fā)電、太陽能電池、燃料電池等風力發(fā)電、太陽能電池、燃料電池等) )的開的開 發(fā)利用，高質量的可靠能源研究，大氣環(huán)境保護，新材發(fā)利用，高質量的可靠能源研究，大氣環(huán)境保護，新材 料與新器件的開發(fā)與應用，微電子技術等；料與新器件的開發(fā)與應用，微電子技術等； 電力電子技術與知識經濟電力電子技術與知識經濟 跨學科聯(lián)合研究的另一個例子是：國際著名電跨學科聯(lián)合研究的另一個例子是：國際著名電 力電子界資深專家原田耕介，根據力電子界資深專家原田耕介，根據9

23、090年代能源年代能源 系統(tǒng)發(fā)展對電力電子技術的要求，將電力電子系統(tǒng)發(fā)展對電力電子技術的要求，將電力電子 學擴展為能源電子學，并在日本熊本工業(yè)大學學擴展為能源電子學，并在日本熊本工業(yè)大學 創(chuàng)立了國際獨一無二的能源電子研究所；創(chuàng)立了國際獨一無二的能源電子研究所； 面對新的世紀，我國若要加速從工業(yè)經濟轉變面對新的世紀，我國若要加速從工業(yè)經濟轉變 為知識經濟，大力發(fā)展電力電子學，開展跨學為知識經濟，大力發(fā)展電力電子學，開展跨學 科聯(lián)合研究是非常重要的?？坡?lián)合研究是非常重要的。 電力電子基本理論的新發(fā)展電力電子基本理論的新發(fā)展 電力電子的新進展給傳統(tǒng)的電工學科注入了新電力電子的新進展給傳統(tǒng)的電工學科注

24、入了新 的活力。的活力。 電力電子新技術將滲透到傳統(tǒng)電工學科的許多電力電子新技術將滲透到傳統(tǒng)電工學科的許多 分支，對傳統(tǒng)電工理論提出許多新的挑戰(zhàn)；分支，對傳統(tǒng)電工理論提出許多新的挑戰(zhàn)； 強電強電弱電融合的時代已經到來；弱電融合的時代已經到來； 電工理論正在并將進一步活躍起來，主要表現電工理論正在并將進一步活躍起來，主要表現 在以下幾方面；在以下幾方面； 電力電子器件是以開關方式運行的非線性元件，電力電子器件是以開關方式運行的非線性元件， 傳統(tǒng)的集中參數、線性電路理論遠遠滿足不了傳統(tǒng)的集中參數、線性電路理論遠遠滿足不了 分析電力電子線路行為的需要。電力電子學的分析電力電子線路行為的需要。電力電子

25、學的 發(fā)展迫切要求建立非線性電路理論，并解決分發(fā)展迫切要求建立非線性電路理論，并解決分 布參數問題。布參數問題。 電力電子基本理論的新發(fā)展電力電子基本理論的新發(fā)展 電力電子產品多數都是諧波源，給電網和電機帶來大電力電子產品多數都是諧波源，給電網和電機帶來大 量嚴重的諧波問題，除產生大家熟知的相移無功之外，量嚴重的諧波問題，除產生大家熟知的相移無功之外， 又大量增添了畸變無功。另一方面，電力電子同微電又大量增添了畸變無功。另一方面，電力電子同微電 子相結合又提供了有源子相結合又提供了有源( (無功無功) )補償和有源補償和有源( (諧波諧波) )濾波濾波 的新技術手段，成為治理電網污染、改善電力

26、品質的的新技術手段，成為治理電網污染、改善電力品質的 得力措施。得力措施。 過去電工理論中過去電工理論中“場路分家場路分家”研究是普遍的，電力電子研究是普遍的，電力電子 技術向高頻、大功率方向的發(fā)展，分布參數問題日顯技術向高頻、大功率方向的發(fā)展，分布參數問題日顯 重要，這給重要，這給“場路結合場路結合”的新理論提出了許多新課題。的新理論提出了許多新課題。 例如，工作頻率在例如，工作頻率在20kHz20kHz時，電力電子裝置中的全部引時，電力電子裝置中的全部引 線寄生電感應小于線寄生電感應小于30nH30nH，否則將對裝置或電機帶來很，否則將對裝置或電機帶來很 強的電應力，危及它們的工作壽命。而

27、任何直圓導線強的電應力，危及它們的工作壽命。而任何直圓導線 的電感約為的電感約為7 75nH/dm5nH/dm，由此提出了功率無感母線的新，由此提出了功率無感母線的新 概念與新產品，在此基礎上才能對這種高頻化大功率概念與新產品，在此基礎上才能對這種高頻化大功率 變換裝置進行優(yōu)化設計。變換裝置進行優(yōu)化設計。 電力電子基本理論的新發(fā)展電力電子基本理論的新發(fā)展 交流電機調速系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強耦交流電機調速系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強耦 合的機電系統(tǒng)，為了對它進行分析和設計，需要合的機電系統(tǒng)，為了對它進行分析和設計，需要 進一步應用和發(fā)展已有的非線性控制理論。進一步應用和發(fā)展已有的非線性控制

28、理論。 電力電子開關電路中常常發(fā)生重復性的瞬態(tài)過程，電力電子開關電路中常常發(fā)生重復性的瞬態(tài)過程， 它不同于常規(guī)電路中的過渡過程分析，需要做精它不同于常規(guī)電路中的過渡過程分析，需要做精 細的計算分析，并借助計算機仿真和最優(yōu)設計方細的計算分析，并借助計算機仿真和最優(yōu)設計方 法。法。 未來，節(jié)能效果更好、使用更方便的變頻線路拓未來，節(jié)能效果更好、使用更方便的變頻線路拓 撲，可能是無直流環(huán)節(jié)交撲，可能是無直流環(huán)節(jié)交交矩陣式變頻器，它交矩陣式變頻器，它 有可能在很大程度上替代現在普遍采用的交有可能在很大程度上替代現在普遍采用的交 直直交變頻系統(tǒng)。這里也會提出許多新問題。交變頻系統(tǒng)。這里也會提出許多新問題

29、。 電力電子基本理論的新發(fā)展電力電子基本理論的新發(fā)展 電工學科傳統(tǒng)的研究內容是直流電以及工頻、三相、正電工學科傳統(tǒng)的研究內容是直流電以及工頻、三相、正 弦波交流電，主要是電流、電壓的變化規(guī)律，對頻率、弦波交流電，主要是電流、電壓的變化規(guī)律，對頻率、 相位、相數、波形等參數的研究常常是不充分的。目前相位、相數、波形等參數的研究常常是不充分的。目前 電工理論和實踐多集中在單相和三相系統(tǒng)，現代電力電電工理論和實踐多集中在單相和三相系統(tǒng)，現代電力電 子技術的崛起，將對電能的上述幾大參數進行綜合調控。子技術的崛起，將對電能的上述幾大參數進行綜合調控。 特別使超過三相的多相電機、多相變換系統(tǒng)的實現成為特別

30、使超過三相的多相電機、多相變換系統(tǒng)的實現成為 可能，相應的工作原理、設計理論及其帶來的效益將引可能，相應的工作原理、設計理論及其帶來的效益將引 起廣泛的興趣和注意。起廣泛的興趣和注意。 電力電子新技術還在呼喚一系列新的電工材料的出現，電力電子新技術還在呼喚一系列新的電工材料的出現， 諸如制作新器件的新型半導體材料諸如制作新器件的新型半導體材料 ( (如碳化硅等寬禁帶如碳化硅等寬禁帶 半導體材料半導體材料) )；高；高“磁能積磁能積”的永磁材料的永磁材料( (如釹鐵硼如釹鐵硼) )和和 低磁損耗、可以工作到幾十千赫的非晶態(tài)與超微晶磁材低磁損耗、可以工作到幾十千赫的非晶態(tài)與超微晶磁材 料；氮化鋁、

31、金剛石等具有高導熱、高絕緣性能的材料。料；氮化鋁、金剛石等具有高導熱、高絕緣性能的材料。 電力電子基本理論的新發(fā)展電力電子基本理論的新發(fā)展 在大量涉及非正弦量的條件下，一大批原來只適在大量涉及非正弦量的條件下，一大批原來只適 合測量正弦量的電工測試儀表需要更新?lián)Q代。合測量正弦量的電工測試儀表需要更新?lián)Q代。 電力電子控制的應用使電機設計制造發(fā)生了根本電力電子控制的應用使電機設計制造發(fā)生了根本 的變化，電機與電力電子電路緊密相關的新型集的變化，電機與電力電子電路緊密相關的新型集 成化、電子化、智能電機正在登上歷史舞臺，這成化、電子化、智能電機正在登上歷史舞臺，這 也提出了智能電機從原理、設計到應用

32、的眾多課也提出了智能電機從原理、設計到應用的眾多課 題。題。 電力電子與綠色能源電力電子與綠色能源 電力電子技術是高效節(jié)能技術，廣泛應用可以電力電子技術是高效節(jié)能技術，廣泛應用可以 減少社會對發(fā)電增長的需求；減少社會對發(fā)電增長的需求； 發(fā)展電動車逐步代替汽車，是電力電子的重大發(fā)展電動車逐步代替汽車，是電力電子的重大 課題之一；課題之一； 火力發(fā)電火力發(fā)電(燃煤或燃油和汽車尾氣是造成大氣環(huán)燃煤或燃油和汽車尾氣是造成大氣環(huán) 境破壞的兩大重要污染源）；境破壞的兩大重要污染源）； 大力發(fā)展和應用電力電子節(jié)能技術，對大氣環(huán)大力發(fā)展和應用電力電子節(jié)能技術，對大氣環(huán) 境保護有積極作用；境保護有積極作用； 作

33、為綠色技術的電力電子還涉及到電網環(huán)境保作為綠色技術的電力電子還涉及到電網環(huán)境保 護和電磁環(huán)境保護等問題。護和電磁環(huán)境保護等問題。 用電節(jié)能用電節(jié)能 我國發(fā)電總量的我國發(fā)電總量的63左右是通過電動機消耗的，左右是通過電動機消耗的，1012消消 耗在照明上；耗在照明上； 電動機調速節(jié)能和照明節(jié)能是國家經貿委、國家計委、國家科技電動機調速節(jié)能和照明節(jié)能是國家經貿委、國家計委、國家科技 部提出的兩大節(jié)能重點；部提出的兩大節(jié)能重點； 據統(tǒng)計，火力發(fā)電廠效率每提高據統(tǒng)計，火力發(fā)電廠效率每提高1，或者說，每節(jié)電，或者說，每節(jié)電1，都，都 可減少可減少25的二氧化碳排放量；我國若大面積開展用電力電的二氧化碳排

34、放量；我國若大面積開展用電力電 子技術節(jié)能，其效果可相當于三峽電站的年發(fā)電量子技術節(jié)能，其效果可相當于三峽電站的年發(fā)電量(840億億kWh)； 美國環(huán)境保護署美國環(huán)境保護署(EPA)1991年提出一項年提出一項“綠色照明綠色照明(Green Light)” 計劃，目的是使美國照明用電量計劃，目的是使美國照明用電量(占全美總發(fā)電量占全美總發(fā)電量2030)節(jié)節(jié) 約一半，達到這一目標后，可降低二氧化碳排放量，相當于約一半，達到這一目標后，可降低二氧化碳排放量，相當于 4300萬輛燃油汽車排出的廢氣總量，從而大大減少對空氣的污萬輛燃油汽車排出的廢氣總量，從而大大減少對空氣的污 染；染； 美國美國199

35、2年通過法案，要求到年通過法案，要求到2000年和年和2005年，照明能耗分別年，照明能耗分別 減少減少20和和30。綠色照明計劃的內容，除改革燈具。綠色照明計劃的內容，除改革燈具(如用高壓如用高壓 鈉燈，高頻稀土節(jié)能熒光燈等鈉燈，高頻稀土節(jié)能熒光燈等)外，主要是推廣高頻逆變器式電外，主要是推廣高頻逆變器式電 子鎮(zhèn)流器子鎮(zhèn)流器(約約3000萬臺年萬臺年)。 綠色汽車綠色汽車 受到世人矚目的電動汽車受到世人矚目的電動汽車EV(Electrical Vehicle)的推廣應的推廣應 用，也是改善大氣環(huán)境的重要措施，其中充電裝置、電動用，也是改善大氣環(huán)境的重要措施，其中充電裝置、電動 機傳動以及電子

36、控制電路的電源和開關等均大量使用電力機傳動以及電子控制電路的電源和開關等均大量使用電力 電子技術；電子技術； 1997年年10月日本豐田公司研制成混合電動汽車月日本豐田公司研制成混合電動汽車(Hybrid EV)，廢氣排放減少，廢氣排放減少90，節(jié)能，節(jié)能50； 美國美國PNGV已提出研制綠色汽車的已提出研制綠色汽車的“新一代新一代EV計劃計劃”，加州，加州 要求無公害要求無公害(零排放零排放)汽車汽車ZEV所占比例逐年增加：所占比例逐年增加： 1998年年 為為2，2001年為年為5，2003年為年為10； 德國希望在德國希望在2000年前開始生產節(jié)省燃料的高效率年前開始生產節(jié)省燃料的高效率

37、EV，以中，以中 型車型車(Middle Size)例如雪佛萊為目標，這種車的平均電負例如雪佛萊為目標，這種車的平均電負 荷約荷約850W輛；輛； 我國已將我國已將EV的發(fā)展列入的發(fā)展列入“十五十五”和和“十一五十一五” 863計劃重大專計劃重大專 項，計劃建成經濟實用型項，計劃建成經濟實用型EV的生產基地和的生產基地和23個個EV運行運行 示范區(qū)，并研制出幾種新型示范區(qū)，并研制出幾種新型EV,趕上國際先進水平。趕上國際先進水平。 開發(fā)新能源開發(fā)新能源無污染綠色能無污染綠色能 源源 u綠色能源包括風能、太陽能、潮汐能、地熱能等，利用這類能源發(fā)電，綠色能源包括風能、太陽能、潮汐能、地熱能等，利用

38、這類能源發(fā)電， 可減少國家總發(fā)電量中火電的比重；可減少國家總發(fā)電量中火電的比重； u可再生可再生(renewable)的能源以及燃料電池，受到世界各國重視的原因的能源以及燃料電池，受到世界各國重視的原因 主要是：全球氣候變化和石油資源緊缺，不能滿足需求；主要是：全球氣候變化和石油資源緊缺，不能滿足需求； u全球風力發(fā)電全球風力發(fā)電(wind power)19951997年年3年的年增長率依次為年的年增長率依次為35 、24和和22，是發(fā)展速度最快的一種再生能源，到，是發(fā)展速度最快的一種再生能源，到1997年底，年底， 全世界風力發(fā)電裝機容量全世界風力發(fā)電裝機容量7669MW，1998年全球風力

39、發(fā)電容量又增年全球風力發(fā)電容量又增 加了加了1400MW； u90年代全世界光伏電池年代全世界光伏電池PV(Photo Voltaic cell)模塊產量年增長模塊產量年增長20 (1990年產量為年產量為30MW，到，到1997年產量增長為年產量增長為100MW, 其中美國占其中美國占40 )，全世界，全世界PV發(fā)電總容量發(fā)電總容量1997年為年為600MW，1998年估計可能達到年估計可能達到 750MW； u德國德國PV模塊產量將達到模塊產量將達到50MW/年；年； u日本聯(lián)合太陽能公司日本聯(lián)合太陽能公司PV模塊模塊1998年產量為年產量為5MW，計劃達到，計劃達到25MW/年；年； u

40、英國殼牌石油公司為開發(fā)英國殼牌石油公司為開發(fā)PV模塊，以獲取太陽能，投資模塊，以獲取太陽能，投資5億美元億美元/年，年， 計劃計劃50年內達到下述目標：石油和再生能源產量各占年內達到下述目標：石油和再生能源產量各占50(1EEE Spectrum，1999 Jan)； u要使這些新能源產生的電能實用化，離不開各種電力電子設備要使這些新能源產生的電能實用化，離不開各種電力電子設備逆變逆變 器、充電器、起動器、穩(wěn)壓器等。器、充電器、起動器、穩(wěn)壓器等。 儲儲 能能 電網的交流電是無法儲存的；電網的交流電是無法儲存的； 晝夜用電量不同，如果把夜間的發(fā)電能力用足，儲存到次日白天來用，全社會晝夜用電量不同

41、，如果把夜間的發(fā)電能力用足，儲存到次日白天來用，全社會 可少建可少建30304040的電廠，這是極大的節(jié)約；的電廠，這是極大的節(jié)約； 目前主要儲能方式是建立抽水蓄能電站，水電廠白天發(fā)電，晚上發(fā)電機作為電目前主要儲能方式是建立抽水蓄能電站，水電廠白天發(fā)電，晚上發(fā)電機作為電 動機把水抽回水庫，以供次日白天再發(fā)電，但總體效率是不高的；動機把水抽回水庫，以供次日白天再發(fā)電，但總體效率是不高的； 在電廠地下室設置大電容器與多臺蓄電池來儲備夜晚多發(fā)的電能，這些嘗試都在電廠地下室設置大電容器與多臺蓄電池來儲備夜晚多發(fā)的電能，這些嘗試都 在實踐之中；在實踐之中； 把電網交流電變成直流電儲存和把直流電逆變成交流

42、電使用離不開電力電子；把電網交流電變成直流電儲存和把直流電逆變成交流電使用離不開電力電子； 國際上廣泛重視的超導電磁鐵線圈儲能國際上廣泛重視的超導電磁鐵線圈儲能(SMES)(SMES)，是效率最高的儲能措施，但必，是效率最高的儲能措施，但必 須依靠大功率電力電子技術來完成儲能和用電；須依靠大功率電力電子技術來完成儲能和用電； 電力電子技術又是破壞電網品質和電磁環(huán)境的污染源，開關、移相、諧波、電電力電子技術又是破壞電網品質和電磁環(huán)境的污染源，開關、移相、諧波、電 磁干擾磁干擾(EMI)(EMI)等，影響其他電子、電工設備的正常運行；利用電力電子技術，提等，影響其他電子、電工設備的正常運行；利用電

43、力電子技術，提 供各種有源功率因數校正和有源濾波裝置、動態(tài)無功補償裝置等，在電網環(huán)境供各種有源功率因數校正和有源濾波裝置、動態(tài)無功補償裝置等，在電網環(huán)境 和電磁環(huán)境保護方面和電磁環(huán)境保護方面( (如改善電網電壓質量、防止電網諧波污染、防止電磁場對如改善電網電壓質量、防止電網諧波污染、防止電磁場對 環(huán)境污染等環(huán)境污染等) )起了相當大的作用。起了相當大的作用。 電力電子器件與電力電子電路的關系電力電子器件與電力電子電路的關系 電力電子器件是電力電子裝置的基礎；電力電子器件是電力電子裝置的基礎； 為了對電力進行變換和控制，要采用各種電力電為了對電力進行變換和控制，要采用各種電力電 子裝置；子裝置；

44、 電力電子變流電路是各種裝置的主體，其中電力電力電子變流電路是各種裝置的主體，其中電力 電子器件則是千變萬化的電力電子電路的中心；電子器件則是千變萬化的電力電子電路的中心； 一代器件牽動著一代整機；一代器件牽動著一代整機； 器件的更新必然帶動電路和裝置的發(fā)展。器件的更新必然帶動電路和裝置的發(fā)展。 電力電子技術發(fā)展兩階段電力電子技術發(fā)展兩階段 19561956年第一個普通晶閘管（年第一個普通晶閘管（SCRSCRSilicon Silicon Controlled RectifierControlled Rectifier）的發(fā)明標志著電力電子）的發(fā)明標志著電力電子 技術誕生；技術誕生； 1957

45、1957年年19801980年為年為傳統(tǒng)電力電子技術傳統(tǒng)電力電子技術階段，電階段，電 力電子器件以半控型的晶閘管為主，變流電路以力電子器件以半控型的晶閘管為主，變流電路以 相控電路為主，控制電路以模擬電路為主；相控電路為主，控制電路以模擬電路為主； 19801980年至今為年至今為現代電力電子技術現代電力電子技術階段，目前全控階段，目前全控 型電力電子器件正大量使用，脈寬調制（型電力電子器件正大量使用，脈寬調制（PWMPWM Pulse Width ModulationPulse Width Modulation）的變流電路已普及，）的變流電路已普及， 數字控制已代替模擬控制。數字控制已代替模

46、擬控制。 傳統(tǒng)電力電子技術傳統(tǒng)電力電子技術以晶閘管為核心，以晶閘管為核心， 采用相控技術實現變流電路采用相控技術實現變流電路 1947年第一支晶體管誕生，產生半導體固態(tài)電子年第一支晶體管誕生，產生半導體固態(tài)電子 學。學。 1956年第一支晶閘管問世，產生電力電子技術。年第一支晶閘管問世，產生電力電子技術。 1971年第一臺微處理器問世，電子技術發(fā)生第一年第一臺微處理器問世，電子技術發(fā)生第一 次革次革 命。命。 以晶閘管為核心形成電力處理的電力電子技術。以晶閘管為核心形成電力處理的電力電子技術。 快速晶閘管快速晶閘管 逆導晶閘管逆導晶閘管(RCT) 雙向晶閘管雙向晶閘管(TRIAC) 不對稱晶閘

47、管不對稱晶閘管(ASCR) v晶閘管家族晶閘管家族 傳統(tǒng)電力電子技術傳統(tǒng)電力電子技術以晶閘管為核心，以晶閘管為核心， 采用相控技術實現變流電路采用相控技術實現變流電路 晶閘管及其組成變流電路的缺點：晶閘管及其組成變流電路的缺點： 控制功能欠缺，屬半控型器件；控制功能欠缺，屬半控型器件； 采用強迫換流電路使整機體積增大，重量增加，效采用強迫換流電路使整機體積增大，重量增加，效 率降低；率降低； 工作頻率難以提高（工作頻率難以提高（ 400HZ），限制其應用范圍。），限制其應用范圍。 功率因數低，網側及負載上諧波嚴重，因此阻礙功率因數低，網側及負載上諧波嚴重，因此阻礙 了它的繼續(xù)發(fā)展；了它的繼續(xù)發(fā)

48、展； 由晶閘管及其變流電路組成的傳統(tǒng)電力電子技術由晶閘管及其變流電路組成的傳統(tǒng)電力電子技術 經過幾十年的發(fā)展已處于停滯階段；經過幾十年的發(fā)展已處于停滯階段； 現代電力電子器件及其變流電路正取代傳統(tǒng)電力現代電力電子器件及其變流電路正取代傳統(tǒng)電力 電子技術。電子技術。 現代電力電子技術現代電力電子技術 70年代后期，可關斷晶閘管年代后期，可關斷晶閘管(GTO)、電力晶體、電力晶體 管管(GTR)及其模塊相繼實用化。在中大容量的及其模塊相繼實用化。在中大容量的 變流裝置中，傳統(tǒng)的晶閘管變流裝置中，傳統(tǒng)的晶閘管(SCR)逐漸被這些逐漸被這些 新型器件取代；新型器件取代； 80年代以來，微電子技術與電力

49、電子技術在各年代以來，微電子技術與電力電子技術在各 自發(fā)展的基礎上相結合而產生了新一代高頻化、自發(fā)展的基礎上相結合而產生了新一代高頻化、 全控型的功率集成器件，從而使電力電子技術全控型的功率集成器件，從而使電力電子技術 由傳統(tǒng)的電力電子技術跨入現代電力電子技術由傳統(tǒng)的電力電子技術跨入現代電力電子技術 的新時代。的新時代。 電力電子新型器件電力電子新型器件 可關斷晶閘管可關斷晶閘管(GTO) 電力晶體管電力晶體管(GTR) 功率場效應管（功率功率場效應管（功率MOSFET） 絕緣柵雙極晶體管（絕緣柵雙極晶體管（IGBT或或IGT） 靜電感應晶體管（靜電感應晶體管（SIT） 靜電感應晶閘管（靜電感

50、應晶閘管（SITH） MOSFET柵控晶閘管（柵控晶閘管（MCT） 集成化門極換流晶閘管（集成化門極換流晶閘管（IGCT） 電力電子技術最新成就電力電子技術最新成就 高頻化全控型電力電子器件在壽命周期曲線上正處于引入期或成長期，發(fā)展前高頻化全控型電力電子器件在壽命周期曲線上正處于引入期或成長期，發(fā)展前 景十分樂觀；景十分樂觀； 新一代器件的問世引起電力電子變流電路及其控制系統(tǒng)的深刻變革；新一代器件的問世引起電力電子變流電路及其控制系統(tǒng)的深刻變革； 脈寬調制（脈寬調制（PWM）技術；）技術； 準諧振軟開關技術（準諧振軟開關技術（ZVC/ZCS-PWM、 ZVT/ZCT-PWM）。）。 電力電子技

51、術由傳統(tǒng)的整流時代進入今天的逆變時代（電力電子技術由傳統(tǒng)的整流時代進入今天的逆變時代（DC/AC）；）； 與新型電路相適應的新一代交流電動機變頻調速裝置（與新型電路相適應的新一代交流電動機變頻調速裝置（VVVF）、不間斷電源）、不間斷電源 （UPS）、逆變式焊機（）、逆變式焊機（IWM）、開關電源（）、開關電源（SPS）、新型電力補償器（）、新型電力補償器（SVC、 APF、STATCOM、UPFC、FACTS等）、應用自關斷器件的高壓直流輸電裝等）、應用自關斷器件的高壓直流輸電裝 置（置（HVDC）、磁懸浮運載工具、超導磁鐵儲能、自動駕駛電動汽車（）、磁懸浮運載工具、超導磁鐵儲能、自動駕駛電

52、動汽車（EV）、）、 綠色電光源、智能家電等電力電子裝置相繼出現；綠色電光源、智能家電等電力電子裝置相繼出現； 新一代電力電子裝置在機電一體化的載體上開始進入各個應用領域，電力電子新一代電力電子裝置在機電一體化的載體上開始進入各個應用領域，電力電子 設備已成為世界范圍內的一項重要產品；設備已成為世界范圍內的一項重要產品； 電力電子工業(yè)是二十世紀八十年代以來世界范圍內發(fā)展最快的產業(yè)之一。電力電子工業(yè)是二十世紀八十年代以來世界范圍內發(fā)展最快的產業(yè)之一。 現代電力電子技術的主要特征現代電力電子技術的主要特征 集成化集成化 傳統(tǒng)的電力電子器件基于分立的方式不同，幾乎所傳統(tǒng)的電力電子器件基于分立的方式不

53、同，幾乎所 有的全控型器件都是由許多子元胞器件并聯(lián)而成；有的全控型器件都是由許多子元胞器件并聯(lián)而成； 高頻化高頻化 從高壓大電流的從高壓大電流的GTO到高頻率多功能的到高頻率多功能的SIT，其工，其工 作頻率已從數千赫到兆赫，這標志著電力電子技術進入高作頻率已從數千赫到兆赫，這標志著電力電子技術進入高 頻化時代；頻化時代； 全控化全控化 電力電子器件實現全控化，即自關斷化，是現代電電力電子器件實現全控化，即自關斷化，是現代電 力電子器件在功能上的重大突破，是現代電力電子技術與力電子器件在功能上的重大突破，是現代電力電子技術與 傳統(tǒng)電力電子技術的分水嶺。無論是雙極型器件的傳統(tǒng)電力電子技術的分水嶺

54、。無論是雙極型器件的GTO、 GTR、SITH或單極型器件的功率或單極型器件的功率MOSFET、SIT以及混合以及混合 型器件型器件IGBT、MCT、IGCT等，都實現了全控化，從而避等，都實現了全控化，從而避 免了傳統(tǒng)電力電子器件關斷所需要的強迫換流電路；免了傳統(tǒng)電力電子器件關斷所需要的強迫換流電路； 多功能化多功能化 控制電路弱電化，控制技術數字化。隨著集成工控制電路弱電化，控制技術數字化。隨著集成工 藝的提高和突破，電力電子器件的功能擴大，品種增多，藝的提高和突破，電力電子器件的功能擴大，品種增多， 不但具有開關功能，還增加了保護、檢測、驅動等功能，不但具有開關功能，還增加了保護、檢測、

55、驅動等功能， 有的器件還具有放大、調制、振蕩及邏輯運算的功能，使有的器件還具有放大、調制、振蕩及邏輯運算的功能，使 用范圍拓寬，線路結構簡化。用范圍拓寬，線路結構簡化。 第三個電力電子器件發(fā)展平臺第三個電力電子器件發(fā)展平臺 IGBT 1010年前剛登上世界技術舞臺的年前剛登上世界技術舞臺的IGBTIGBT，盡管綜合性能很好，盡管綜合性能很好， 許多人仍難以相信它在大功率領域中的生命力；許多人仍難以相信它在大功率領域中的生命力； 減小通態(tài)壓降，提高工作頻率，二者最佳折衷，是減小通態(tài)壓降，提高工作頻率，二者最佳折衷，是IGBTIGBT向向 高頻大功率化挺進的基本追求；高頻大功率化挺進的基本追求；

56、溝槽形結構的實現是第四代溝槽形結構的實現是第四代IGBTIGBT的基本特征；的基本特征； 這種準三維組成工藝是大規(guī)模集成電路兩維集成的深化，它挖掉了位這種準三維組成工藝是大規(guī)模集成電路兩維集成的深化，它挖掉了位 于柵極下方、夾在于柵極下方、夾在P P型基區(qū)中間的結型場效應管型基區(qū)中間的結型場效應管(JFET)(JFET)的電阻，使元的電阻，使元 胞尺寸減小到胞尺寸減小到2020，提高硅片利用率，減小通態(tài)壓降，為改善其頻率，提高硅片利用率，減小通態(tài)壓降，為改善其頻率 特性創(chuàng)造了新的可能特性創(chuàng)造了新的可能 。 采用做在單晶片上的非穿通采用做在單晶片上的非穿通(NPT)(NPT)結構取代做在外延片上

57、結構取代做在外延片上 的穿通的穿通(PT)(PT)結構是結構是IGBTIGBT大功率化的關鍵改進措施，大功率化的關鍵改進措施，NPTNPT芯芯 片具有正電阻溫度系數，解決了多芯片并聯(lián)自動均流的難片具有正電阻溫度系數，解決了多芯片并聯(lián)自動均流的難 題；題； 第三個電力電子器件發(fā)展平臺第三個電力電子器件發(fā)展平臺 IGBT “單串多并單串多并”封裝在一個管殼里的結構是封裝在一個管殼里的結構是IGBTIGBT走向大功率化走向大功率化 的必由之路；的必由之路； 日本東公司生產的日本東公司生產的2500V2500V1000A1000A平板壓接式平板壓接式IGBTIGBT，即由，即由2424 個個2500V

58、2500V80A IGBT80A IGBT芯片并聯(lián)而成芯片并聯(lián)而成, , 還有還有1616個個2500V2500Vl00Al00A 續(xù)流用超快恢復二極管芯片與之反并聯(lián)，在日本新干線高續(xù)流用超快恢復二極管芯片與之反并聯(lián)，在日本新干線高 速列車上成功地經受了長時間運行的考驗；速列車上成功地經受了長時間運行的考驗； 類似的類似的4500V IGBT4500V IGBT已在實驗室開發(fā)出來；已在實驗室開發(fā)出來； 1010年前人們預測年前人們預測IGBTIGBT會取代電力晶體管會取代電力晶體管(GTR)(GTR)，現早已成為，現早已成為 事實；事實； IGBTIGBT成為在高電壓、大功率應用領域中成為在高

59、電壓、大功率應用領域中GTOGTO的潛在競爭者，的潛在競爭者， 卻是當年未曾預料的；美國卻是當年未曾預料的；美國IRIR公司開發(fā)了公司開發(fā)了WARPWARP系列、美國系列、美國 APTAPT公司開發(fā)了公司開發(fā)了GTGT系列系列“霹雷霹雷(Thunderbolt)(Thunderbolt)型型”IGBTIGBT。 MOSFETMOSFET柵控晶閘管柵控晶閘管MCTMCT MOSFETMOSFET柵控晶閘管柵控晶閘管(MCT)10(MCT)10年前曾被預言為新世年前曾被預言為新世 紀電力電子器件的主力；紀電力電子器件的主力； 結構、工藝復雜，合格率偏低，成本太高，沒能結構、工藝復雜，合格率偏低，成

60、本太高，沒能 達到當年期望的達到當年期望的4500V4500V2000A2000A水平；水平； 日本、歐洲日本、歐洲( (尤里卡計劃尤里卡計劃) )公司先后放棄公司先后放棄MCTMCT開發(fā)開發(fā) 計劃；計劃； 發(fā)明發(fā)明MCTMCT并堅持并堅持1818年研制、中試的美國哈里斯公年研制、中試的美國哈里斯公 司也宣布停止對司也宣布停止對MCTMCT進一步投資；進一步投資； MCTMCT的疲軟激發(fā)起一系列高電壓、大電流器件的的疲軟激發(fā)起一系列高電壓、大電流器件的 競爭。競爭。 高電壓、大電流器件高電壓、大電流器件SCR/GTOSCR/GTO 美國美國Silicon PowerSilicon Power公