电力电子技术早在1900年初就已出现，但当时很杂乱，不能称为真正的学科。1950后期～1960年，电力电子才真正成为一门学科，其催化剂是晶体管的发明，接着是大功率晶闸管和GTO（门极可关断晶体管）的出现。

      70年代，随着集成电路（IC）与微处理器（Microprocessor）为代表的微电子技术的突飞猛进，人类忽然领悟到：功率器件就象人的肌肉控制工程网版权所有，微处理器则是大脑。当“肌肉”与“大脑”有机地结合，就产生了自动化工业的革命。70年代初期出现了大功率晶体管，70年代末又有功率场效应晶体管（Power MOSFET），Power MOSFET很容易做开关动作CONTROL ENGINEERING China版权所有，非常好用。

        80年代～90年代，机械人已普遍使用。80年代则有了另一个功率器件——绝缘栅双极晶闸管（IGBT）。IGBT是将MOS

       今后的发展趋势是什么？从过去的经验可看出，电力电子学是由半导体、IC等带动起来的，今后这种带动也不例外。Silicon（硅）基器件在今后已没有什么可突破的空间了。目前研究的方向是SiC（碳化硅）等下一代半导体材料。这些新材料做成的器件导通损耗很小www.cechina.cn，而承受的电压会提高很多，承受的温度会达到150、250、300℃，估计这种新器件将在今后5～10年内出现www.cechina.cn，它的出现会产生革命性的影响。除此之外，还有个重要趋势是做成模块（IPEM, Intergrated power electronic module）。今后十年内，还会对变频调速普遍应用；电动汽车、航空航天等也一直是电力电子技术发展的推动力。

电力电子与能源利用的关系

        过去100年，能源消耗从几乎没有到增长很快，能源的消耗增长对环境造成了严重的污染，如果让这个趋势继续下去，将来会造成很严重的后果，会出现能源匮乏、环保等问题。

       那么电力电子在这个方面起什么作用呢？目前所有的能源中，电力方面的能源约占40%，而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。其中55%以上是在马达和马达控制方面，20%是照明方面。在这两个主要项目里，电力电子能产生很大的作用，如果用很好的电力电子技术去转换，人类最少可节省约1/3的能源。目前，这1/3的能源相当于840个发电厂发出的电能。由此可以看出，电力电子与环保密切相关，是环保的重点之一。预计十年后，电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换，电力电子技术在二十一世纪将起到更大作用。

二十一世纪电力电子技术的研发重点

       二十一世纪电力电子有很多发展项目，其中有一项非常重要，即怎样做电路集成、系统集成及其封装工作。举例来说，现在用的逆变器（Inverter）是将200～300个零件装配在一起控制工程网版权所有，这样的做法要花很多设计时间和很多人工，成本也很高。最近几年在工业界有一个趋势：把这个复杂系统做成模块式。这种做法有几个问题：

       Wire bond可靠性差、热处理的方式不好，目前只限于低功率应用。

       我们提出的方案是去掉Wire bond以增加可靠性，用三维热处理的方法改善散热，如果解决了这两个问题就可以将功率提高，从低功率（几百千瓦～一千瓦）到高功率（几十个千瓦以上）。

       这是美国电力电子系统工程中心（Center of Power Electronics System，简称CPES）目前及未来很重要的研究项目。比如这是一个散热板，上面的功率半导体直接与铜箔连在一起，铜箔上有多层电路，像多层电路板，上面有驱动电路、控制电路、保护电路、智能电路，加在一起变成模块，我们做的主要工作是集成起来，使之可以自动化大批生产。

       现有的电力电子都不太自动化