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电力电子学
电力电子学（power electronics，PE）又稱功率電子學，主要是指應用於電力領域中的電子技術，即使用高功率之固態電子器件（功率半導體元件）針對電能進行轉換與控制，以提供負載所需形式之電壓或電流的电子技术[1][2]。 电力电子学在發展上，主要包含：電力電子元件製造技術、電力電子元件應用技術；後者即為變流技術。隨著應用的不同，變流技術可分為直流電轉換直流電（DC-DC）、交流電轉換直流電（AC-DC）、直流電轉換交流電（DC-AC）與交流電轉換交流電（AC-AC）四種類型。變流技術主要以電力電子元件與被動元件構成的轉換電路，並藉由對轉換電路上之電力電子元件的控制，完成所需之電能轉換的功能；因此變流技術涵蓋了電路架構設計、磁性元件設計、控制策略等多樣技術，並根據應用上的不同可能又同時包含電力系統、再生能源、馬達驅動、電池儲能等。 由上述得知，电力电子学廣泛涵蓋電路學、电子学、控制理論、電磁學、信號處理、電力系統、電機機械、半導體物理學等多科學門；但以美国威廉·尼威爾所提出：电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的观点，獲全世界普遍認同[3]。 電子電力技術的歷史 電力電子學的概念起源於1902年，美國彼得·庫柏·翰威特利用內含液態汞的陰極放電管，發明汞蒸氣型整流器，該發明可將電流高達數千安培的交流電轉換為直流電，而其容忍電壓也高達一萬伏特以上。 這個汞蒸氣型的整流器，1930年開始，這種原始的整流器開始匹配一個類似于通管技術的點陣式(或晶格結構)類比控制器，從而實現了直流電流的可控制性(引燃管,閘流管)。由於正向可通過的電壓約為20伏特，進而乘于正向可通過的電流就產生了可觀的電功率損失，由此而來的投資和運營成本等等也會相應的增加。因而這種整流器在現今的功率電子技術方面並不會得到廣泛的應用。 隨著半導體在整流方面的應用，第一個半導體整流器(硒和氧化亞銅整流器)被發明出來。 1957年，通用電氣研發出第一種可控式功率型半導體，後來命名為晶閘管。之後進一步地研發出多種類型的可控式功率型半導體。這些半導體如今也在驅動技術方面得到廣泛應用。 特徵與應用領域 功率電子技術 首先使電能轉換實現了可能。其中包括:電壓、電流與頻率。這些轉換設備被稱為電流變流器(整流器)。又根據其功能性的不同被分為直流轉換器,交流轉換器與互交換轉換器等。
在微電子技術發展帶領下,功率電子技術化的電子元件實現了更好的控制和調控性。並給予功率電子技術更好的發展前景。 應用
參考文獻
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