功率变换技术的高速发展的基础是电力电子器件和控制技术的高速发展，在21世纪，电力电子器件将进入第四代-智能化时代，其基本的发展趋势是:

1.高性能化

高性能化主要包括高电压、大容量、降低导通电压低损耗、快速化和高可靠等四个方面。如IGBT在未来不久电流可达到2-3KA、电压达到4-6KV，降低损耗是所有复合器件的发展目标，预计在21世纪IGB、IPM等器件的导通电压可降到1V以下，而电力MOSFET、IBGT、MCT等器件的应用频率将达到千KHz。

2.智能化和集成化

智能化的发展是系统智能集成(ASIPM)，即将电源电路、各种保护以及PWM控制电路等都集成在一个芯片上制成一个完整的功率变换器IC产品。集成电力电子模块(IPEM)是将驱动、自动保护、自诊断功能的IC与电力电子器件集成在一个模块中。由于不同的元器件、电路、集成片的封装或相互连接产生的寄生参数已成为影响电力电子系统性能的关键问题，所以采用IPEM方法可减少设计工作量，便于生产自动化、提高了系统质量、可靠性和可维护性，使得设计周期缩短，产品成本下降。

IPEM与IPM或PIC不同之处在于后者是单层单片集成，一维封装，而前者是高电压、大电流、多层多片集成、三维封装，结构更复杂，多方向散热，其热设计也更加重要。IPEM研究课题中有待解决的基本问题有;结构的确定和通用性问题，新型的电力电子器件的评估是;开关单元、拓扑结构、高电压大电流功率器件单片集成并与检测控制电路集成在同一基片上的问题。

大功率无源器件集成、IPEM三维封装(控制寄生参数和使寄生影响控制在最小的范围)、热管理、IPEM设计软件、接口与系统的兼容性、IPEM性能预测、可靠性冗余和容错等这些都需要跨学科联合研究。因与现代电力电子学相关的学科十分广泛，包括基础理论学科如:固体物理、电磁学、电路理论，专业理论学科如:电力系统、电子学、系统与控制、电机学及电气传动、通信理论、信号处理、微电子技术，以及专门技术如:电磁测量、计算机仿真、CAD等，其覆盖了材料、器件、电路与控制、磁学、热设计、封装、CAD集成、制造、电力及电工应用等。

就目前我国电力电子技术发展的现状，迫切需要跨学科，应用多种专业技术进行联合研究，以跟上当今电力电子国际科技前沿技术的发展，在21世纪我们面临着机遇和挑战并存，加大电力电子技术这一领域的研究和开发力度，以增强我国在这一领域在国际市场的竞争力。

文章来源：《电子元件与材料》 网址: http://www.dzyjyclzz.cn/zonghexinwen/2021/0401/577.html