速到變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)變。雖然變頻電源消耗了約一體電感器打樣 10%的電能，但是利用變頻調(diào)速在運行過程中的變速、變扭矩功能，可使住宅空調(diào)電力消耗平均降低約30%。同時，在冬季熱泵運行模式下具備大幅度提高制熱量的能力，這也促進(jìn)了熱泵供熱技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
在變頻器和功率電感變壓器等裝置中起開關(guān)作用的電力半導(dǎo)體，如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET、絕緣柵極型雙極晶體管IGBT和二極管等的技術(shù)發(fā)展趨勢是，從目前主流的Si半導(dǎo)體材料向SiC和GaN等化合物半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變，在提高效率和減少體積方面取得重大進(jìn)步。
德國弗勞恩霍夫Fraunhofer應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會太陽能系統(tǒng)研究所ISE目前已經(jīng)將太陽能光伏發(fā)電裝置配套的逆變器效率提高到98.5%，新逆變器的功率損失比該機(jī)構(gòu)原有同類逆變器下降了50%左右。該機(jī)構(gòu)在額定功率為5kW的單相逆變器上采用SiC器件替代Si器件，成為效率顯著提高的關(guān)鍵。這些SiC器件由美國科銳Cree公司生產(chǎn)，該公司在2010年已經(jīng)解決了直徑6英寸SiC底板的制造工藝問題，并實現(xiàn)批量生產(chǎn)，為SiC器件制造成本的大幅下降創(chuàng)造了條件。
新型半導(dǎo)體器件的較高效率提升主要是因為器件內(nèi)部功耗較低。在相同的電路結(jié)構(gòu)下，將二極管從Si材料換成SiC材料，功耗可降低約30%;如果同時替換晶體管，功耗可降低約50%。功耗降低，發(fā)熱量也隨之下降，從而實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換器件的節(jié)能化。
除功耗低外，GaN和SiC還具備適于小型化的特性。首先，以上述兩種材料制成的器件能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)倍于Si元件的高速開關(guān)，使得電感器等外圍電路部件的尺寸大幅下降，從而實現(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置電路的小型化。其次，SiC和GaN元件還可在Si元件無法適應(yīng)的200℃以上的高溫環(huán)境下工作，在發(fā)熱量相同的情況下，能夠減小電力轉(zhuǎn)換器件冷卻裝置的外形尺寸。
隨插件電感器企業(yè)著GaN和SiC電力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化步伐的加快，開發(fā)充分利用其特性的新型外圍電路成為當(dāng)務(wù)之急，例如可實現(xiàn)高速工作的驅(qū)動電路設(shè)計、以高頻開關(guān)為前提的電磁噪聲對策等。要使這些電力半導(dǎo)體在超過200℃的高溫環(huán)境下工作，除了采用耐熱性高且低價位的焊錫材料，在芯片安裝方面，還需采用耐高溫的封裝材料。這些外圍電路技術(shù)的進(jìn)步，是發(fā)揮GaN和SiC器件效力的關(guān)鍵。
