現(xiàn)代電源技術是應用高頻電力電子半導體器體，自動控制、高性能數(shù)字處理技術和電磁技術的多學科邊緣交叉技術。這些技術的成熟與應用在各種高質量、高效、高可靠性的直流電源中起著關鍵的作用，是現(xiàn)代高頻電力電子技術的整合應用。

當前，高頻電力電子開關器作為降耗、節(jié)能、環(huán)保、自動化、智能化、機電一體化的基礎，正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、控制方式軟件化、產品性能綠色化的方向發(fā)展。相信在不遠的將來，高頻電力電子技術將使電源技術更加成熟、經(jīng)濟實用，實現(xiàn)高效率和高品質用電相結合。

一、電力電子技術的發(fā)展

電力電子技術的發(fā)展方向，是從以低頻技術為主的傳統(tǒng)電力電子學，向以高頻技術為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉變。電力電子技術始于上世紀的四十年代末五十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。

1.整流器時代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供，但是大約20%~40%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠以70~85%的效率把工頻交流電轉變?yōu)橹绷麟姡虼嗽诹甏推呤甏蠊β使枵鞴芎途чl管的開發(fā)與應用得以很大發(fā)展。

當時國內曾經(jīng)掀起了各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物，但是，整流器的高諧波干擾，低轉換效率，體積龐大，散熱量大成了實際應用的瓶頸。

2.逆變器時代

七十年代中期出現(xiàn)了世界范圍的能源危機，交流電機變頻調速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代，隨著變頻調速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管、大功率達林頓功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)取＿@時的電力電子技術已經(jīng)能夠實現(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較低，使得設備的體積依然龐大，功率器件的損耗較大，轉換效率不夠高，僅僅局限在中低頻范圍內。

3.變頻器時代

進入八十年代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展奠定了基礎。將集成電路的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合，與之配套出現(xiàn)的軟開關切換技術，PWM調制技術，諧振開關技術的應用，使得全控型功率器件，首先是金屬氧化物功率管(M0SFET)的應用，促使中小功率直流電源向高頻化發(fā)展，而絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉化的標志。

據(jù)統(tǒng)計，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領域已成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代電力電子技術不斷向高頻化發(fā)展，促使交流--直流變換、直流--直流變換、直流--交流逆變技術不斷提升，可靠性不斷提高，為用電設備提供高效、節(jié)能、降耗、環(huán)保、電源體積小型化、電源重量輕量化、控制技術智能化和機電一體化的發(fā)展方向提供了重要的技術基礎和技術保障。

二、現(xiàn)代電力電子的應用領域

1.為高性能計算機提供高效率綠色電源

移動通信高速發(fā)展的計算機技術帶領人類進入了信息社會，同時也促進了電源技術的迅速發(fā)展。八十年代，計算機全面采用了開關電源，率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。