الکترونیک قدرت، کاربرد الکترونیک حالت جامد در کنترل و تبدیل انرژی الکتریکی است.
در سیستم های مدرن، تبدیل با دستگاه های سوئیچینگ نیمه هادی مانند دیودها، تریستورها و ترانزیستورها انجام می شود که توسط میدل بروک (R.D. Middlebrook) و سایرین از ابتدای دهه ۱۹۵۰ آغاز شده است. برخلاف سیستم های الکترونیکی که مربوط به انتقال و پردازش سیگنال ها و داده ها هستند، در الکترونیک قدرت، مقادیر قابل توجهی از انرژی الکتریکی پردازش می شود. مبدل های AC و DC (یکسو کننده ها) معمولی ترین وسایل الکترونیکی قدرت است که در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مصرفی یافت می شود، به عنوان مثال در تلویزیون، رایانه های شخصی، شارژر های باتری و غیره. محدوده برق معمولاً از ده ها وات تا چند صد وات است. یک کاربرد رایج درایو سرعت متغیر (VSD) در صنعت است که برای کنترل موتور القایی استفاده می شود. محدوده توان VSD از چند صد وات شروع می شود و به ده ها مگاوات ختم می شود.
سیستم های تبدیل نیرو را می توان با توجه به نوع قدرت ورودی و خروجی طبقه بندی کرد:
الکترونیک قدرت با توسعه یکسو کننده قوس جیوه آغاز شد. این وسیله که در سال ۱۹۰۲ توسط پیتر کوپر هویت (Peter Cooper Hewitt) اختراع شد، برای تبدیل جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC) استفاده شد. از دهه ۱۹۲۰ به بعد، تحقیقات در مورد استفاده از تریترون ها و لامپ های قوس جیبی تحت کنترل شبکه برای انتقال نیرو ادامه یافت. اونو لام (Uno Lamm) با استفاده از الکترودهای درجه بندی شده، لامپ جیوه ایجاد کرده و آنها را برای انتقال قدرت جریان مستقیم ولتاژ بالا مناسب کرد. در سال ۱۹۳۳ یکسو کننده سلنیوم نیز اختراع شد.
در سال ۱۹۴۷، ترانزیستورهایی با نقطه تماس دو نقطه ای توسط والتر برتاین و جان باردین به سرپرستی ویلیام شوکلی در آزمایشگاه های بل اختراع شد. در سال ۱۹۴۸ اختراع شوکلی از ترانزیستور اتصال دو قطبی (BJT) باعث بهبود پایداری و عملکرد ترانزیستورها و کاهش هزینه ها شد. تا دهه ۱۹۵۰، دیودهای نیمه هادی قدرت بالاتر در دسترس قرار گرفتند و شروع به جایگزینی لوله های خلاء کردند. در سال ۱۹۵۶ یکسو کننده کنترل شده سیلیکون (SCR) توسط جنرال الکتریک معرفی شد و دامنه کاربردهای الکترونیک قدرت را تا حد زیادی افزایش داد.
دستیابی به موفقیت در الکترونیک قدرت با اختراع MOSFET (ترانزیستور تحت تأثیر میدان تولید شده توسط فلز – اکسید – نیمه هادی) توسط محمد آتلا و داون کنگ در آزمایشگاه های بل در سال ۱۹۵۹ انجام شد. تولید ترانزیستورهای MOSFET به طراحان الکترونیک قدرت کمک کرد تا عملکرد و سطح تراکمی که با ترانزیستورهای دو قطبی امکان پذیر نبود را بدست آورند.
در دهه ۱۹۶۰، سرعت تغییر یافته ترانزیستورهای اتصال دو قطبی برای مبدل های DC به DC با فرکانس بالا مجاز بود. در سال ۱۹۷۶، MOSFET های قدرت از نظر تجاری در دسترس قرار گرفتند. در سال ۱۹۸۲، ترانزیستور دو قطبی عایق گیت (IGBT) معرفی شد.
قابلیت ها و اقتصاد سیستم های الکترونیک قدرت توسط دستگاه های فعال که در دسترس می باشند تامین می شود. ویژگی ها و محدودیت های آنها یک عنصر اصلی در طراحی سیستم های الکترونیکی قدرت است. پیش از این، لامپ قوس جیوه، یکسو کننده ترمیونی با دیودهای پر خلاء و پر از گاز و دستگاه های برانگیخته شده مانند تایترون و ایگنیترون به طور گسترده ای در الکترونیک قدرت مورد استفاده قرار می گرفت. از آنجا که رتبه بندی دستگاه های حالت جامد در هر دو ولتاژ و ظرفیت انتقال جریان بهبود یافته است، دستگاه های خلاء تقریباً به طور کامل توسط دستگاه های حالت جامد جایگزین شده اند.
دستگاه های الکترونیکی قدرت ممکن است به عنوان سوئیچ یا به عنوان تقویت کننده استفاده شوند. سوئیچ ایده آل یا باز یا بسته است و بنابراین هیچ نیرویی را از بین نمی برد. ولتاژ اعمال شده را تحمل می کند و هیچ جریان را عبور نمی دهد، یا هر مقدار جریان را بدون افت ولتاژ عبور می دهد. دستگاه های نیمه هادی که به عنوان سوئیچ مورد استفاده قرار می گیرند می توانند این خاصیت ایده آل را تا حد خوبی ایجاد کنند و بنابراین اکثر برنامه های الکترونیکی قدرت به روشن و خاموش کردن دستگاه ها متکی هستند که باعث می شود سیستم ها بسیار کارآمد باشند زیرا با استفاده از سوئیچ انرژی بسیار کمی اتلاف می شود.
ویژگی های مختلفی نحوه استفاده از دستگاه ها را اثبات می کند. دستگاه هایی مانند دیودها هنگامی که یک ولتاژ رو به جلو اعمال می شود شروع به کار می کنند و کنترل خارجی برای شروع هدایت ندارند. دستگاه های نیروگاهی مانند یکسو کننده ها و تریستورهای کنترل شده سیلیکون (و همچنین لامپ جیوه و تیرترون) اجازه کنترل شروع هدایت را می دهند اما برای خاموش کردن آنها به برعکس دوره ای جریان فعلی متکی هستند. دستگاه هایی مانند تریستورهای خاموش کننده، ترانزیستورهای BJT و MOSFET کنترل کامل سوئیچینگ را ارائه می دهند و بدون توجه به جریان فعلی از طریق آنها می توان آنها را روشن یا خاموش کرد.