Profesor Uniwersytetu Arkansas otrzymuje grant NSF w wysokości 300,000 XNUMX dolarów na badania nad falownikami trakcyjnymi pojazdów elektrycznych na bazie tlenku galu

Profesor Uniwersytetu Arkansas otrzymuje grant NSF w wysokości 300,000 XNUMX dolarów na badania nad falownikami trakcyjnymi pojazdów elektrycznych na bazie tlenku galu

Znacznik czasu: 2 lutego 2024 r. 6:13
Węzeł źródłowy: 3095498

News: Microelectronics

2 lutego 2024

Narodowa Fundacja Nauki (NSF) przyznała grant w wysokości 300,000 XNUMX dolarów Xiaoqingowi Songowi, adiunktowi na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki Uniwersytetu Arkansas, w celu wsparcia jego projektu badawczego skupiającego się na udoskonalaniu przyczepności o dużej gęstości i wysokich temperaturach pracy falowniki. Jego projekt bada integrację tlenku galu ( Ga2O3) pakietowane moduły mocy w celu zwiększenia gęstości mocy i zakresu temperatur pojazdów elektrycznych (EV).

We współpracy z Krajowym Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) projekt ma na celu wprowadzenie innowacyjnych rozwiązań w zakresie opakowań modułów mocy, opracowanie niezawodnych strategii dla Ga2O3 urządzeń zasilających i zademonstrować możliwości wysokotemperaturowego falownika trakcyjnego o dużej gęstości i wysokiej temperaturze.

„Poprzez wyeliminowanie barier technicznych w integracji urządzeń z tlenkiem galu projekt ten będzie sprzyjał rozwojowi konwerterów mocy nowej generacji o dużej gęstości i wysokiej temperaturze roboczej” – mówi Song.

Xiaoqing Song, adiunkt elektrotechniki i informatyki na Uniwersytecie Arkansas

Zdjęcie: Xiaoqing Song, adiunkt elektrotechniki i informatyki na Uniwersytecie Arkansas.

Odpowiedzialny za przekształcanie zmagazynowanej energii prądu stałego (DC) na energię prądu przemiennego (AC) w celu napędzania silników elektrycznych, falownik trakcyjny może znacząco zyskać na Ga2O3 technologia. „Tlenek galu może sprawić, że falownik trakcyjny będzie mniejszy, lżejszy, wydajniejszy i zdolny do pracy w szerszym zakresie temperatur” – zauważa Song. „Tlenek galu ma większą energię pasma wzbronionego w porównaniu z konwencjonalnymi półprzewodnikami krzemowymi i o szerokim paśmie wzbronionym. Umożliwia wysoką wytrzymałość elektryczną na przebicie, niskie wewnętrzne stężenie nośnika i odpowiednio wysokie temperatury pracy” – dodaje.

Jednym z wyzwań poruszonych w projekcie jest niska przewodność cieplna Ga2O3, co utrudnia efektywne odprowadzanie ciepła. Song przedstawia plan opracowania zaawansowanych technik pakowania modułów mocy, które umożliwiają niski opór cieplny, niską indukcyjność pasożytniczą i zdolność do pracy w wysokiej temperaturze.

„NREL ma duże doświadczenie w symulacji, wytwarzaniu i charakteryzowaniu modułów mocy, a także światowej klasy możliwości eksperymentalne i laboratoryjne do oceny i projektowania wydajnych i niezawodnych systemów energoelektroniki” – mówi Song. „Główny badacz [PI] będzie z nimi współpracować przy projektowaniu i opracowywaniu Ga2O3falownik trakcyjny o dużej gęstości i temperaturze roboczej do zastosowań motoryzacyjnych” – dodaje. „Ten projekt pomoże nawiązać długoterminowe partnerstwo z NREL, które może katalizować dalsze badania i rozwój półprzewodnikowych urządzeń mocy o ultraszerokiej przerwie energetycznej”.

Współpraca z NREL ma na celu zaprojektowanie i rozwój Ga2O3falownik trakcyjny o dużej gęstości i wysokiej temperaturze roboczej do zastosowań motoryzacyjnych, co sprzyja długoterminowemu partnerstwu, które może pobudzić dalsze badania nad półprzewodnikowymi urządzeniami mocy o bardzo szerokiej przerwie energetycznej. „Inne zastosowania obejmują sieci energetyczne, centra danych, energię odnawialną, przestrzeń kosmiczną i obronność itp.” – mówi Song.

Jego zdaniem powodzenie projektu dostarczy cennych informacji na temat Ga2O3 modelowanie urządzeń, pakowanie, sterowanie bramkami, zabezpieczanie i zastosowanie w przetwornicach mocy. Oczekuje się, że przyspieszy to postęp w elektryfikacji transportu i wdrażaniu Ga2O3 technologii w trudnych warunkach.

„Osiągnięcia badawcze i doświadczenia zdobyte w ramach stypendium będą wspierać i promować przyszłe multidyscyplinarne działania badawcze PI w zakresie urządzeń półprzewodnikowych, analizy multifizycznej, pakowania modułów mocy i wysokowydajnej energoelektroniki” – mówi Song.

„Inne szersze skutki obejmują również edukację i rozwój nowej generacji siły roboczej w dziedzinach STEM (nauki ścisłe, technologia, inżynieria i matematyka), zachęcanie większej liczby kobiet i niedostatecznie reprezentowanych mniejszości do pracy w elektrotechnice, zwłaszcza w obszarze szeroko i urządzeń półprzewodnikowych o ultraszerokiej przerwie energetycznej, opakowań modułów mocy i elektroniki mocy z praktycznymi doświadczeniami laboratoryjnymi”.

tagi: Uniwersytet w Arkansas Tlenek galu

Odwiedź: Research.uark.edu

Znak czasu:

Więcej z Półprzewodniki dzisiaj