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智能化和集成化

  智能化的發(fā)展是系統(tǒng)智能集成(ASIPM)，即將電源電路、各種保護以及PWM控制電路等都集成在一個芯片上，制成一個完整的功率變換器IC。集成電力電子模塊(IPEM)是將驅(qū)動、自動保護、自診斷功能的IC與電力電子器件集成在一個模塊中。由于不同的元器件、電路、集成電路的封裝或相互連接產(chǎn)生的寄生參數(shù)已成為決定電力電子系統(tǒng)性能的關(guān)鍵，所以采用IPEM方法可減少設(shè)計工作量，便于生產(chǎn)自動化，提高系統(tǒng)質(zhì)量、可靠性和可維護性，縮短設(shè)計周期，降低產(chǎn)品成本。

  IPEM與IPM或PIC的不同之處在于后者是單層單片集成，一維封裝;而前者是高電壓、大電流、多層多片集成，三維封裝，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，多方向散熱，其熱設(shè)計也更加重要。IPEM研究課題中有待解決的基本問題是結(jié)構(gòu)的確定和通用性，新型電力電子器件評估的主要方面是開關(guān)單元、拓撲結(jié)構(gòu)、高電壓大電流功率器件的單片集成。大功率無源器件集成、IPEM三維封裝(控制寄生參數(shù)，將寄生影響控制在最小范圍)、熱管理、IPEM設(shè)計軟件、接口與系統(tǒng)的兼容性、IPEM性能預(yù)測、可靠性冗余和容錯等都需要跨學(xué)科研究。因為與現(xiàn)代電力電子學(xué)相關(guān)的學(xué)科十分廣泛，包括基礎(chǔ)理論學(xué)科，如固體物理、電磁學(xué)、電路理論;專業(yè)理論學(xué)科如電力系統(tǒng)、電子學(xué)、系統(tǒng)與控制、電機學(xué)及電氣傳動、通信理論、信號處理、微電子技術(shù);及電磁測量、計算機仿真、CAD等，覆蓋了材料、器件、電路與控制、磁學(xué)、熱設(shè)計、封裝、CAD集成、制造、電力電工應(yīng)用等專業(yè)技術(shù)。就目前我國電力電子技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀而言，迫切需要跨學(xué)科并運用多種專業(yè)技術(shù)進行聯(lián)合研究，以適應(yīng)當(dāng)今國際電力電子科技前沿技術(shù)的發(fā)展。