Professor aan de Universiteit van Arkansas ontvangt een NSF-subsidie ​​van $300,000 voor onderzoek naar op galliumoxide gebaseerde EV-tractie-omvormers

Professor aan de Universiteit van Arkansas ontvangt een NSF-subsidie ​​van $300,000 voor onderzoek naar op galliumoxide gebaseerde EV-tractie-omvormers

Tijdstempel: 2 februari 2024 6:13 uur
Bronknooppunt: 3095498

Nieuws: Microelectronics

2 februari 2024

De National Science Foundation (NSF) heeft een subsidie ​​van $300,000 toegekend aan Xiaoqing Song, een assistent-professor aan de afdeling Elektrotechniek en Computerwetenschappen van de Universiteit van Arkansas, ter ondersteuning van zijn onderzoeksproject gericht op het bevorderen van tractie met hoge dichtheid en hoge bedrijfstemperaturen. omvormers. Zijn project onderzoekt de integratie van galliumoxide (Ga2O3) verpakte voedingsmodules om de vermogensdichtheid en het temperatuurbereik van elektrische voertuigen (EV's) te verbeteren.

In samenwerking met het National Renewable Energy Laboratory (NREL) heeft het project tot doel de verpakking van energiemodules te innoveren en betrouwbare strategieën voor Ga te ontwikkelen.2O3 stroomapparaten aan en demonstreer de mogelijkheden van een tractie-omvormer met hoge dichtheid en hoge temperaturen.

“Door het wegnemen van technische barrières voor de integratie van galliumoxide-apparaten, zal dit project de ontwikkeling bevorderen van stroomomvormers met hoge dichtheid en hoge bedrijfstemperaturen van de volgende generatie”, zegt Song.

Xiaoqing Song, assistent-professor elektrotechniek en computerwetenschappen aan de Universiteit van Arkansas

Foto: Xiaoqing Song, assistent-professor elektrotechniek en computerwetenschappen aan de Universiteit van Arkansas.

De tractie-omvormer is verantwoordelijk voor het omzetten van opgeslagen gelijkstroom (DC) in wisselstroom (AC) om elektromotoren aan te drijven en zal aanzienlijk profiteren van Ga2O3 technologie. “Galliumoxide kan de tractie-omvormer kleiner, lichter en efficiënter maken en in staat zijn om over een groter temperatuurbereik te werken”, merkt Song op. “Galliumoxide heeft een grotere bandafstand-energie vergeleken met conventionele silicium en halfgeleiders met een brede bandafstand. Het maakt een hoge elektrische doorslagsterkte, een lage intrinsieke dragerconcentratie en dienovereenkomstig hoge bedrijfstemperaturen mogelijk”, voegt hij eraan toe.

Eén uitdaging die in het project wordt aangepakt, is de lage thermische geleidbaarheid van Ga2O3, wat een efficiënte warmteafvoer belemmert. Song schetst het plan om geavanceerde verpakkingstechnieken voor voedingsmodules te ontwikkelen die een lage thermische weerstand, lage parasitaire inducties en werkingsmogelijkheden bij hoge temperaturen mogelijk maken.

"NREL heeft aanzienlijke ervaring op het gebied van simulatie, fabricage en karakterisering van vermogensmodules, evenals experimentele en laboratoriummogelijkheden van wereldklasse voor het evalueren en ontwerpen van efficiënte en betrouwbare vermogenselektronicasystemen", zegt Song. “De hoofdonderzoeker [PI] zal met hen samenwerken om een ​​Ga2O3gebaseerde tractie-omvormer met hoge dichtheid en bedrijfstemperatuur voor automobieltoepassingen”, voegt hij eraan toe. “Dit project zal helpen bij het opzetten van een langetermijnpartnerschap met NREL dat verder onderzoek en ontwikkeling van halfgeleiderapparaten met ultrabrede bandafstand kan katalyseren.”

De samenwerking met de NREL heeft tot doel het ontwerpen en ontwikkelen van een Ga2O3-gebaseerde tractie-omvormer met hoge dichtheid en hoge bedrijfstemperatuur voor automobieltoepassingen, waardoor een partnerschap op lange termijn wordt bevorderd dat verder onderzoek naar vermogenshalfgeleiderapparaten met ultrabrede bandafstand kan stimuleren. “Andere toepassingen zijn onder meer elektriciteitsnetwerken, datacenters, hernieuwbare energie, ruimtevaart en defensie, enz.”, zegt Song.

Hij gelooft dat het succes van het project waardevolle inzichten zal opleveren in Ga2O3 modellering van apparaten, verpakking, poortaansturing, bescherming en toepassing in stroomomvormers. Verwacht wordt dat dit de vooruitgang op het gebied van de elektrificatie van het transport en de inzet van Ga zal katalyseren2O3 technologie in uitdagende omgevingen.

"De onderzoeksresultaten en ervaringen die zijn opgedaan in de fellowship zullen de toekomstige multidisciplinaire onderzoeksactiviteiten van de PI op het gebied van halfgeleiderapparaten, multifysische analyse, verpakking van voedingsmodules en hoogwaardige vermogenselektronica ondersteunen en bevorderen", zegt Song.

“Andere bredere gevolgen omvatten ook de opleiding en ontwikkeling van de volgende generatie beroepsbevolking in STEM (wetenschap, technologie, techniek en wiskunde), de aanmoediging van meer vrouwen en ondervertegenwoordigde minderheden in de elektrotechniek, vooral op het gebied van brede en halfgeleiderapparaten met ultrabrede bandafstand, verpakking van voedingsmodules en vermogenselektronica met praktische laboratoriumervaringen.”

Tags: Universiteit van Arkansas Galliumoxide

Bezoek: research.uark.edu

Tijdstempel:

Meer van Halfgeleider vandaag