Силовым электронным ключом называется устройство для размыкания или замыкания электрической цепи, содержащее, по крайней мере, один управляемый электронный прибор. По сравнению с электромеханическими ключами основным преимуществом электронных ключей является высокос быстродействие, что дает возможность осуществлять периодическое их переключение с высокой частотой. Быстродействие и величина коммутируемой мощности являются основными показателями, определяющими область применения приборов. Условно можно разделить коммутирующую мощность на три диапазона — низкую (до 100 кВт), среднюю (от 100 кВт до 10 МВт) и высокую (от 10 до 100 МВт и выше). Соответственно, но быстродействию можно выделить следующие диапазоны рабочих частот — низкочастотные (до 3 кГц), среднечастотные (до 20 кГц) и высокочастотные (до 1 МГц и выше). Основными характеристиками диодов, тиристоров и транзисторов, определяющими режимы их работы, являются вольт-амперные характеристики.
Областью безопасной работы (ОВР) называется область допустимых электрических параметров ключа, при которых он должен работать без повреждения. Наличие емкостей в коммутируемой цепи может приводить к существенному броску тока при включении, а индуктивности — к скачку напряжения при выключении. Совокупность элементов, введенных для изменения тока ключа и напряжения на ключе в процессе коммутации, т. е. с целью формирования динамической ВАХ, называют цепью формирования траектории переключения (ЦФТП). Общие потери в ключевом элементе при работе в периодическом импульсном режиме принято разделять на статические и динамические. Для защиты силового прибора от перегрева принимают меры по снижению потерь и используют различные способы отвода тепла. Обычно для охлаждения полупроводникового ключа используют металлические тенлоотводящие радиаторы различной формы. Приближенный расчет температуры кристалла прибора может быть выполнен на основе эквивалентной схемы замещения, составленной по аналогии с линейной электрической цепью: разность температур на элементе пропорциональна его тепловому сопротивлению и мощности потерь.
Для улучшения технико-экономических показателей силовых электронных устройств широко используется интеграция силовых ключей в виде модулей, выполненных, но наиболее распространенным схемам соединения ключей. Развитие высоких технологий в области силовой электроники привело в конце 1980;х гг. к созданию новой элементной базы, получившей название «разумные» или «интеллектуальные» силовые интегральные схемы (ИСИС). Пассивные компоненты (электромагнитные, конденсаторы) выполняют различные функции в силовых электронных устройствах. Часто они подвержены воздействию напряжений и токов несинусоидальной формы, а высокие частоты приводят к увеличению потерь.
