當前，電力電子作為節能、節才、自動(dòng)化、智能化、機電一體化的基礎，正朝著(zhù)應用技術(shù)高頻化、硬件結構模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠的將來(lái)，電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟、實(shí)用，實(shí)現高效率和高品質(zhì)用電相結合。

現代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現代電力電子學(xué)方向轉變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)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，表明傳統電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現代電力電子時(shí)代。

現代電力電子的應用領(lǐng)域：
1. 高效率綠色電源高速發(fā)展的計算機技術(shù)帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì )，同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代，計算機全面采用了開(kāi)關(guān)電源，率先完成計算機電源換代。接著(zhù)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設備領(lǐng)域。計算機技術(shù)的發(fā)展，提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。
2. 通信業(yè)的迅速發(fā)展，極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現代通信供電系統的主流。在通信領(lǐng)域中，通常將整流器稱(chēng)為一次電源，而將直流-直流（DC/DC）變換器稱(chēng)為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱(chēng)值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中，傳統的相控式穩壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代，高頻開(kāi)關(guān)電源（也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR）通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作，開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內，實(shí)現高效率和小型化。近幾年，開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴大。因通信設備中所用集成電路的種類(lèi)繁多，其電源電壓也各不相同，在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線(xiàn)電壓（一般為48V直流）變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護，且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上，對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。
3. 直流-直流（DC/DC）變換器，將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術(shù)被廣泛應用于無(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)級變速和控制，同時(shí)使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能，并同時(shí)收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能（20～30）%。直流斬波器不僅能起調壓的作用（開(kāi)關(guān)電源）， 同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化，模塊采用高頻PWM技術(shù)，隨著(zhù)大規模集成電路的發(fā)展，要求電源模塊實(shí)現小型化，因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓撲結構。
4. 不間斷電源（UPS）是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉換開(kāi)關(guān)送到負載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過(guò)電源轉換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件，電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入，可以實(shí)現對UPS的智能化管理，進(jìn)行遠程維護和遠程診斷。
5. 變頻器主要用于交流電機的變頻調速，其在電氣傳動(dòng)系統中占據的地位日趨重要，已獲得巨大的節能效果。變頻器主電路均采用交流-直流-交流方案；變頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器， 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波，用于驅動(dòng)交流異步電動(dòng)機實(shí)現無(wú)級調速。
八十年代初期，日本東芝公司最先將交流變頻調速技術(shù)應用于空調器中。至1997年，其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優(yōu)點(diǎn)。國內于90年代初期開(kāi)始研究變頻空調，96年引進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)變頻空調器，逐漸形成變頻空調開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。
6. 高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源，代表了當今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著(zhù)廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流（AC-DC-AC-DC）變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流，IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經(jīng)高頻變壓器耦合，整流濾波后成為穩定的直流，供電弧使用。由于焊機電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題，也是用戶(hù)最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調制（PWM）的相關(guān)控制器，通過(guò)對多參數、多信息的提取與分析，達到預知系統各種工作狀態(tài)的目的，進(jìn)而提前對系統做出調整和處理，解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
7. 大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50～l59kV，電流達到0.5A以上，功率可達100kW. 自從70年代開(kāi)始，日本的一些公司開(kāi)始采用逆變技術(shù)，將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻，然后升壓。進(jìn)入80年代，高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門(mén)子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件，將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱，使變壓器系統的體積進(jìn)一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?，采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓，最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下，輸出直流電壓達到55kV，電流達到15mA，工作頻率為25.6kHz.
8. 電力有源濾波器傳統的交流-直流（AC-DC）變換器在投運時(shí)，將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流，引起諧波損耗和干擾，同時(shí)還出現裝置網(wǎng)側功率因數惡化的現象，即所謂“電力公害”，例如，不可控整流加電容濾波時(shí)，網(wǎng)側三次諧波含量可達（70～80）%，網(wǎng)側功率因數僅有0.5～0.6。電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，能克服傳統LC濾波器的不足，是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開(kāi)關(guān)電源的區別是：
a. 不僅反饋輸出電壓，還反饋輸入平均電流
b. 電流環(huán)基準信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積
9. 分布式開(kāi)關(guān)電源供電系統采用小功率模塊和大規?？刂萍呻娐纷骰静考?，利用最新理論和技術(shù)成果，組成積木式、智能化的大功率供電電源，從而使強電與弱電緊密結合，降低大功率元器件、大功率裝置（集中式）的研制壓力，提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期，對分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期，隨著(zhù)高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓撲結構相繼出現，結合大規模集成電路和功率元器件技術(shù)，使中小功率裝置的集成成為可能，從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)始，這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn)，論文數量逐年增加，應用領(lǐng)域不斷擴大。
分布供電方式具有節能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業(yè)控制等系統逐漸采納，也是超高速型集成電路的低電壓電源（3.3V）的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合，如電鍍、電解電源、電力機車(chē)牽引電源、中頻感應加熱電源、電動(dòng)機驅動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應用前景。

高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢在電力電子技術(shù)的應用及各種電源系統中，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源，傳統的電路非常龐大而笨重，如果采用高頓開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，其體積和重量都會(huì )大幅度下降，而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車(chē)和變頻傳動(dòng)中，更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源改變用電頻率，從而達到近于理想的負載匹配和驅動(dòng)控制。高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，更是各種大功率開(kāi)關(guān)電源（逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等）的核心技術(shù)。

高頻化理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗表明，電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz，提高400倍的話(huà)，用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的 5～l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機，還是通訊電源用的開(kāi)關(guān)式整流器，都是基于這一原理。同樣，傳統“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合 閘用等各種直流電源也可以根據這一原理進(jìn)行改造， 成為“開(kāi)關(guān)變換類(lèi)電源”，其主要材料可以節約90%或更高，還可節電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來(lái)采用電子管的傳統高頻設備固態(tài)化，帶來(lái)顯著(zhù)節能、節水、節約材料的經(jīng)濟效益，更可體現技術(shù)含量的價(jià)值。

模塊化模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。我們常見(jiàn)的器件模塊，含有一單元、兩單元、六單元直至七單元，包括開(kāi)關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續流二極管，實(shí)質(zhì)上都屬于“標準”功率模塊（SPM）。近年，有些公司把開(kāi)關(guān)器件的驅動(dòng)保護電路也裝到功率模塊中去，構成了“智能化”功率模塊（IPM），不但縮小了整機的體積，更方便了整機的設計制造。實(shí)際上，由于頻率的不斷提高，致使引線(xiàn)寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重，對器件造成更大的電應力（表現為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺）。為了提高系統的可靠性，有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶(hù)專(zhuān)用”功率模塊（ASPM），它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中，使元器件之間不再有傳統的引線(xiàn)連接，這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴格、合理的熱、電、 機械方面的設計，達到優(yōu)化完美的境地。它類(lèi)似于微電子中的用戶(hù)專(zhuān)用集成電路（ASIC）。只要把控制軟件寫(xiě)入該模塊中的微處理器芯片，再把整個(gè)模塊固定在相應的散熱器上，就構成一臺新型的開(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn)，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機體積，更重要的是取消傳統連線(xiàn)，把寄生參數降到最小，從而把器件承受的電應力降至最低，提高系統的可靠性。另外，大功率的開(kāi)關(guān)電源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮，一般采用多個(gè)獨立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術(shù)，所有模塊共同分擔負載電流，一旦其中某個(gè)模塊失效，其它模塊再平均分擔負載電流。這樣，不但提高了功率容量， 在有限的器件容量的情況下滿(mǎn)足了大電流輸出的要求， 而且通過(guò)增加相對整個(gè)系統來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統可靠性，即使萬(wàn)一出現單模塊故障，也不會(huì )影響系統的正常工作，而且為修復提供充分的時(shí)間。

數字化在傳統功率電子技術(shù)中，控制部分是按模擬信號來(lái)設計和工作的。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎上的。但是，現在數字式信號、數字電路顯得越來(lái)越重要，數字信號處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn)：便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾（提高抗干擾能力）、便于軟件包調試和遙感遙測遙調，也便于自診斷、容錯等技術(shù)的植入。所以，在八、九十年代，對于各類(lèi)電路和系統的設計來(lái)說(shuō)，模擬技術(shù)還是有用的，特別是：諸如印制版的布圖、電磁兼容（EMC） 問(wèn)題以及功率因數修正（PFC）等問(wèn)題的解決，離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識，但是對于智能化的開(kāi)關(guān)電源，需要用計算機控制時(shí)，數字化技術(shù)就離不開(kāi)了。

綠色化電源系統的綠色化有兩層含義：首先是顯著(zhù)節電， 這意味著(zhù)發(fā)電容量的節約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節電就可以減少對環(huán)境的污染；其次這些電源不能（或少）對電網(wǎng)產(chǎn)生污染。事實(shí)上，許多功率電子節電設備，往往會(huì )變成對電網(wǎng)的污染源：向電網(wǎng)注入嚴重的高次諧波電流，使總功率因數下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現缺角和畸變。20世紀末，各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生，有了多種修正功率因數的方法。這些為2l世紀批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎。

現代電力電子技術(shù)是開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎。隨著(zhù)新型電力電子器件和適于更高開(kāi)關(guān)頻率的電路拓撲的不斷出現，現代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。在傳統的應用技術(shù)下，由于功率器件性能的限制而使開(kāi)關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性，使器件性能對開(kāi)關(guān)電源性能的影響減至最小，新型的電源電路拓撲和新型的控制技術(shù)，可使功率開(kāi)關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài)，從而可大大的提高工作頻率，提高開(kāi)關(guān)電源工作效率，設計出性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。

總而言之，電力電子及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)因應用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現又會(huì )使許多應用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì )開(kāi)拓更多更新的應用領(lǐng)域。開(kāi)關(guān)電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實(shí)現，將標志著(zhù)這些技術(shù)的成熟，實(shí)現高效率用電和高品質(zhì)用電相結合。隨著(zhù)通信行業(yè)的發(fā)展，以開(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開(kāi)關(guān)電源，吸引了國內外一大批科技人員對其進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。開(kāi)關(guān)電源代替線(xiàn)性電源和相控電源是大勢所趨，因此，電力操作電源系統的國內市場(chǎng)將很快發(fā)展起來(lái)。還有其它許多以開(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的專(zhuān)用電源、工業(yè)電源正在等待著(zhù)人們去開(kāi)發(fā)。