חדשות: מיקרואלקטרוניקה
24 מאי 2023
נוסדה בשנת 2020, Quantum Power Transformation (QPT) מקיימברידג', בריטניה טוענת שהיא החברה הראשונה שיצרה את הטכנולוגיות הדרושות כדי לאפשר ל-GaN לפעול בהרבה מעבר למגבלות הקיימות של 100kHz עד 20MHz בהספק גבוה ובמתח גבוה יישומים שמשתמשים במיתוג קשיח כמו מערכות הנעה מנוע ל-HVAC, רובוטיקה וכו'. הטכנולוגיה פותחת את החלק החשוב הזה של שוק ה-Gan, שלאף אחד אחר אין כרגע פתרונות לטפל בו, מוסיפה החברה.
איור 1: מייסד ומנכ"ל QPT Rob Gwynne עם מודול qGaN.
ביישומי מתח גבוה ועוצמתיים קיימת מגבלה מעשית של 100kHz עבור GaN שמעבר לה הבעיות של התחממות יתר והפרעות RF הופכות לגדולות מדי. הפתרון הקיים הוא להחזיר את GaN מתחת ל-100kHz, מה שאומר שהביצועים דומים לסיליקון קרביד ואין יתרונות לשימוש ב-GaN מכיוון שהוא אינו פועל במהירויות מיתוג גבוהות או בתדרים שבהם הוא למעשה מספק חיסכון בחשמל.
"מהנדסי כוח מתמקדים בלהיות מומחה בתחום אחד ופיתחו מיומנויות וגישות עיצוב הפועלות במיתוג 10-100kHz, וזה המקום שבו פועלים טרנזיסטורי סיליקון ו-SiC", מציין המייסד והמנכ"ל רוב גווין. "הצלחתי להסתכל על הבעיה כמהנדס RF וליצור פתרון המאפשר לטרנזיסטורי GaN לפעול במלוא הפוטנציאל שלהם של עד 20MHz עם מיתוג ננו-שניות כדי לספק דיוק תפעולי טוב יותר ללא בעיות הפרעות RF או התחממות יתר, וכך, בפעם הראשונה, לספק את היעילות המובטחת שלהם", הוא מוסיף.
איור 2: השוואה של GaN בשליטה של SiC, GaN ו-QPT.
QPT שילבה את הטכנולוגיה שלה בשני מודולים כך שניתן ליישם אותה בקלות על ידי לקוחות במינימום מאמץ ושינויים בעיצובים קיימים. מודול qGaN מכיל טרנזיסטור 650V GaN עם qDrive של החברה, הנטען כי הוא כונן שער הטרנזיסטור GaN המהיר, המדויק ביותר, ברזולוציה הגבוהה ביותר, מבודד בריצוד נמוך. המודול השני הוא qSensor, המשלב את טכנולוגיות ה-ZEST ו-qSense של החברה, ומספק את החישה והבקרה המאפשרים להניע את GaN בתדרים סופר גבוהים בפעם הראשונה.
בנוסף, QPT פיתחה את מערכת הבנייה WisperGaN שלה, הכוללת תכנון ייחוס לאופן שבו ניתן להרכיב את המודולים והאלקטרוניקה הנלווית יחד בכלוב Faraday כך שלא יהיו בעיות חימום או RF. הפתרון המתקבל פותח את היכולת של GaN לפעול כעת בתדרים גבוהים במיוחד ומספק עד 80% הפחתה בצריכת החשמל בהשוואה לפתרונות קיימים שצריכים לפעול בתדרים נמוכים בהרבה, כך מעריכים.
מודול ה-qGaN הראשון (Q650V15A-M01) יטפל בזרם 15A RMS המניע מנועים תלת פאזיים של 380V. במפת הדרכים יהיו מודולי qGaN להתמודדות עם עומסי הספק שונים כדי להתאים לדרישות שונות של אזורי יישומים. יחד עם מודולי הטכנולוגיה האחרים של QPT, ניתן להרכיב בקלות פתרונות סוהר על פי תכנון הייחוס, אומרים במשרד. תכנון ההתייחסות הוא תחליף נפל לשלב הכוח של כוננים קיימים בתדר משתנה (VFD) ללא צורך במומחיות מומחית כלשהי ב-EMC או בקירור תרמי.
"שאר המערכת הקיימת כמו המיקרו-מעבד וערימת התוכנה נשארות זהות. זה הופך את השדרוג לפתרון plug-and-play אמיתי עם היתרונות של צורך בפחות חשמל, כך שהוא מחזיר את עצמו ביעילות תוך שבועות", אומר גווין. "בנוסף, יש חיסכון נוסף שכן כתב החומרים החדש (BOM) קטן מהפתרונות הקיימים מכיוון שהוא אינו דורש מסננים חיצוניים", הוא מוסיף. "חברות שרוצות לשדרג מפתרונות הסיליקון הנוכחיים שלהן כדי להיות חסכוניות יותר בצריכת החשמל יכולות לזנק מעל הטרחה של פיתוח פתרון SiC בתוך הבית ופשוט להשתמש בפתרון ה-GaN המשוחרר שלנו. שילוב של חיסכון בחשמל VFD של כ-80% עם השימוש במנוע נותן ירידה של כ-10% בצריכת החשמל הכוללת, מה שעולה ביישומים שבהם המנוע נמצא לעתים קרובות במהירויות נמוכות, שבהם הפתרונות הנוכחיים אינם יעילים."
QPT מעריכה כי לשוקי היישומים במתח גבוה ובעלי הספק גבוה, שבהם הטכנולוגיה החדשה שלה יכולה לספק חיסכון משמעותי בצריכת החשמל, יש שוק כתובה כולל (TAM) של 365 מיליארד דולר. חלק מרכזי של זה הוא HVAC ובמיוחד משאבות חום שנפרסות באופן אקספוננציאלי ברחבי העולם, כך שה-TAM ימשיך לגדול. "מנועים חשמליים מהווים 45% מצריכת החשמל העולמית, והטכנולוגיה שלנו יכולה להפוך אותם ליעילים יותר וזה אומר פחות פליטת פחמן דו חמצני מה שעוזר להילחם בשינויי האקלים", אומר גווין.
כוננים בתדר משתנה
תחום היישום העיקרי הוא בתחום האלקטרוניקה הבקרה עבור כונני מנועים, כאשר רמת היעילות הגבוהה שלהם יכולה למלא תפקיד מפתח בחיסכון באנרגיה. חוקרי שוק מעריכים ש-11 מיליארד מנועים חשמליים מתווספים מדי שנה, המהווים 45% מכלל השימוש באנרגיה חשמלית, כך שבקרה יעילה יותר של מנועים יכולה לספק חיסכון עולמי משמעותי באנרגיה והפחתת CO2 דוֹר.
איור 3: כיצד יעילות VFD טיפוסית יורדת באופן דרמטי ומבזבזת אנרגיה כאשר מהירות המנוע יורדת, בניגוד לטכנולוגיית QPT.
VFDs פועלים על ידי קיצוץ הכוח הנכנס כדי ליצור תדר שניתן לשנות כדי להתאים את מהירות המנוע. אנרגיה אובדת בכל פעם שמתרחשת חיתוך וכיום, היצרנים מאמינים שזה מינימלי, ומכאן נתון היעילות שלהם של 97%. עם זאת, נתון זה הוא במלוא המהירות, אך, במציאות, המהירות משתנה והיעילות יורדת באופן משמעותי ככל שהמהירות יורדת, וזה מה שקורה במחזור תפעולי בעולם האמיתי ומתעלמים ממנו בשקט על ידי היצרנים (בדומה ליצרני רכב שמצטטים רק צריכת דלק במהירות האופטימלית, מבלי להזכיר את נתוני העולם האמיתי של מחזור עירוני).
כדי להפחית את בזבוז האנרגיה ולפיכך להיות יעיל יותר, הקיצוץ צריך להיות מהיר, לעבור מ-off ל-on או on to off, במהירות האפשרית. הסיבה לכך היא שבמשך זמן המיתוג שבו הטרנזיסטור לא מופעל ולא כבוי, הוא מפזר כמויות עצומות של כוח, וזה אחראי לרוב הפסדי האנרגיה.
איור 4: עיצוב הייחוס של QPT עבור VFD באמצעות המודולים שלו עם מודול qGaN בחזית.
טרנזיסטורי GaN עם טכנולוגיית QPT מסוגלים כעת לפעול בתדרים של עד 20MHz כדי לספק מיתוג מהיר במיוחד ב-1–2ns, בניגוד ל-20–50ns עבור GaN כאשר הם מוגבלים מתחת ל-100kHz כדי למנוע בעיות חימום ו-EMC. לפיכך, הם נמצאים באזור זה עם אובדן אנרגיה גבוה למשך מעט מאוד זמן, וכתוצאה מכך, הם מבזבזים מעט מאוד אנרגיה בקצוץ ה-DC לתוך AC בתדר משתנה כדי להניע את המנוע על פני כל הטווח של המהירויות השונות.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- הטבעת העתיד עם אדריאן אשלי. גישה כאן.
- קנה ומכירה של מניות בחברות PRE-IPO עם PREIPO®. גישה כאן.
- מקור: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2023/may/qpt-240523.shtml
- :יש ל
- :הוא
- :לֹא
- :איפה
- $ למעלה
- 1
- 11
- 2020
- a
- יכולת
- יכול
- AC
- פי
- חֶשְׁבּוֹן
- חשבונאות
- חשבונות
- מדויק
- לרוחב
- למעשה
- הוסיף
- תוספת
- כתובת
- ניתן להתייחס אליו
- מוסיף
- כמויות
- an
- ו
- מדי שנה
- כל
- בקשה
- יישומים
- גישות
- ARE
- AREA
- סביב
- AS
- התאסף
- At
- לְהִמָנַע
- בחזרה
- BE
- כי
- להיות
- להיות
- תאמינו
- הטבות
- מוטב
- מעבר
- הצעת חוק
- B
- אבל
- by
- קיימברידג'
- CAN
- מסוגל
- מכונית
- פַּחמָן
- פחמן דו חמצני
- מנכ"ל
- השתנה
- שינויים
- קיצוץ
- נתבע
- טענות
- אַקלִים
- להילחם
- משלב
- שילוב
- חברה
- של החברה
- לעומת
- השוואה
- להשלים
- כתוצאה מכך
- בניה
- מכיל
- להמשיך
- לִשְׁלוֹט
- בקרות
- יכול
- לִיצוֹר
- נוֹכְחִי
- כיום
- לקוחות
- מחזור
- dc
- למסור
- מספק
- פרס
- עיצוב
- עיצובים
- מפותח
- מתפתח
- אחר
- עושה
- באופן דרמטי
- נהיגה
- מונע
- נהיגה
- טיפות
- בְּמַהֲלָך
- בקלות
- יעילות
- יעילות
- יְעִילוּת
- יעיל
- מאמץ
- חשמלי
- חשמל
- צריכת חשמל
- מכשירי חשמל
- אחר
- פליטות
- לאפשר
- מאפשר
- אנרגיה
- מהנדס
- מהנדסים
- במיוחד
- לְהַעֲרִיך
- הערכות
- וכו '
- Ether (ETH)
- כל
- קיימים
- המערכת הקיימת
- מומחה
- מומחיות
- אקספוננציאלית
- חיצוני
- מהר
- המהיר ביותר
- שדה
- תרשים
- דמויות
- מסננים
- פירמה
- ראשון
- firsttime
- מרוכז
- בעד
- מייסד
- תדר
- בתדירות גבוהה
- החל מ-
- לתדלק
- מלא
- נוסף
- דור
- אמיתי
- נותן
- גלוֹבָּלִי
- גדול
- לטפל
- קורה
- קשה
- יש
- he
- עוזר
- ומכאן
- גָבוֹהַ
- איך
- אולם
- http
- HTTPS
- עצום
- hvac
- יושם
- חשוב
- in
- כולל
- נכנס
- להגדיל
- עליות
- לֹא יָעִיל
- משולב
- אל תוך
- מְבוּדָד
- בעיות
- IT
- פריטים
- שֶׁלָה
- עצמו
- jpg
- מפתח
- השקות
- פחות
- רמה
- להגביל
- מגבלות
- קְצָת
- המון
- נראה
- אבדות
- אבוד
- נמוך
- לעשות
- עושה
- התעשיינים
- שוק
- שוקי
- חומרים
- מאי..
- אומר
- מינימלי
- מודול
- מודולים
- יותר
- יותר יעיל
- רוב
- מָנוֹעַ
- מוטורס
- הרבה
- צורך
- נחוץ
- צורך
- צרכי
- לא זה ולא זה
- חדש
- לא
- הערות
- עַכשָׁיו
- of
- כבוי
- on
- ONE
- רק
- נפתח
- להפעיל
- מבצעי
- מִתנַגֵד
- אופטימלי
- or
- אחר
- שלנו
- יותר
- מקיף
- מדינה
- ביצועים
- שלב
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- לְשַׂחֵק
- אפשרי
- פוטנציאל
- כּוֹחַ
- מעשי
- דיוק
- בעיה
- מוּבטָח
- לספק
- מספק
- מתן
- נעלי סירה
- קוונטית
- מהירות
- בשקט
- רכס
- עולם אמיתי
- מציאות
- להפחית
- הפחתה
- עיצוב הפניה
- באזור
- קָשׁוּר
- תַחֲלִיף
- לדרוש
- דרישות
- חוקרים
- REST
- וכתוצאה מכך
- תקין
- מפת דרכים
- לשדוד
- רובוטיקה
- תפקיד
- הפעלה
- ריצה
- אותו
- חסכת
- חיסכון
- אומר
- שְׁנִיָה
- סעיף
- קטע
- משמעותי
- באופן משמעותי
- סיליקון
- סיליקון קרביד
- דומה
- בפשטות
- מיומנויות
- So
- תוכנה
- פִּתָרוֹן
- פתרונות
- מומחה
- מְהִירוּת
- מהירויות
- לערום
- התמחות
- להשאר
- כזה
- כדלקמן
- מערכת
- מערכות
- TAM
- טכנולוגיות
- טכנולוגיה
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- העולם
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- שם.
- לכן
- תרמי
- הֵם
- זֶה
- שְׁלוֹשָׁה
- זמן
- ל
- יַחַד
- גַם
- סה"כ
- טרנספורמציה
- המעבר
- פתרונות סוהר
- שתיים
- טיפוסי
- Uk
- תחת
- בניגוד
- פותח
- שדרוג
- עירוני
- נוֹהָג
- להשתמש
- באמצעות
- שונים
- מאוד
- רוצה
- היה
- לבזבז
- שבועות
- טוֹב
- מה
- מתי
- אשר
- מי
- יצטרך
- עם
- לְלֹא
- תיק עבודות
- עוֹלָם
- של העולם
- זפירנט