Технологии » Экоавто и экомото

APEI также разработала новый блок питания, способный преобразовывать электроэнергию, необходимую для зарядки электромашин

Компания Arkansas Power Electronics International сейчас работает над созданием электрического блока питания, способного обеспечить работоспособность автомобиля с подзарядкой от электросети. Электромобили представляют собой новое направление в области экологически чистого транспорта. К сожалению, на данном этапе они очень энергоемки и требуют больших затрат времени для подзарядки. Тем не менее, популярность таких автомобилей с каждым годом растет, что заставляет ученых серьезно задуматься над созданием технологий, позволяющих существенно экономить время и электроэнергию. Небольшая исследовательская и проектировочная американская компания Arkansas Power Electronics International (APEI) как раз работает над решением этой проблемы.

Усовершенствованный полупроводник

Последние 10 лет сотрудники компании APEI пытаются внедрить в электроприборы вместо стандартных кремниевых карбидокремниевые полупроводники, которые обычно применяются при высоких температурах и чрезвычайно неблагоприятных условиях, например, в крыльях летательных аппаратов и капотах гибридных автомобилей. Из-за экстремальных условий работы карбидокремниевые полупроводники должны выдерживать температуру до 600 градусов по Цельсию, в то время как кремниевые рассчитаны на температуру не выше 150 градусов.

Итак, теперь перед учеными стоит задача разработать компактный дизайн карбидокремниевого блока, так как вопрос температуростойкости уже решен. Блок питания, который создала компания APEI вместе с коллегами из Арканзаского университета, в 2009 году получил награду R&D 100 и попал в число 100 самых прогрессивных новинок техники во всем мире. По мнению Тая МакНатта, директора отдела по коммерческому развитию APEI, карбидокремний по сравнению с традиционным кремнием обеспечивает меньшее сопротивление в открытом состоянии для данного блокирующего напряжения, что несет в себе заметные преимущества. Благодаря этому можно создавать менее емкие и быстрые переключатели с меньшими диэлектрическими потерями и потерями переключения.

Блок питания

В ходе исследования карбидокремниевых полупроводников APEI также разработала новый блок питания, способный преобразовывать электроэнергию, необходимую для зарядки электромашин. Это позволит получить ряд преимуществ – от высокой эффективности до уменьшения размера и веса, получаемых за счет высокочастотного функционирования. Это мультичиповый блок питания. Он очень компактный, экономный и весит немного. Потребность в карбидокремниевых полупроводниках привела к потребности в блоках питания, которые будут снижать стоимость и увеличивать эффективность электроники. Мультичиповый блок питания APEI разработан на основе карбидокремниевых компонентов. Благодаря ультраскоростному переключению на более высокой производительности блок питания способен выдерживать температурные режимы, превышающие допустимую норму на 250 градусов по Цельсию.

Температуростойкость

Так как карбидокремниевые полупроводники оперируют в условиях высоких температур, система контроля температуры уже не играет такой важной роли в блоке питания. Благодаря этому система контроля температуры в мультичиповом блоке гораздо меньше по размеру и легче, что делает сам блок питания гораздо более компактным. Новые блочки компании APEI рассчитаны на эффективную работу на более, чем 96 процентов, в то время как большинство современных блоков справляются со своей задачей на менее, чем 92 процента. Новая технология также демонстрирует очень высокую плотность рассеиваемой мощности. Отдаваемая мощность на килограмм карбидокремниевого блока составляет 25 киловатт, в то время как самые современные блоки выдают всего 2.5 киловатт на килограмм.

Зарядные устройства будущего

По мнению Мак Натта, более высокая температуростойкость и частота переключения, достигаемые путем комбинирования этих двух технологий, позволит электронным системам достичь десятикратного уменьшения в размере и весе.

Блоки питания, разрабатываемые компанией APEI, - это технологии будущего, технологии, которые прокладывают путь для автомобилей, работающих за счет экологически чистой электроэнергии. Это направление вполне оправдает себя в области персонального транспорта, особенно, если удастся разработать быструю и экономную подзарядку. Так как подзарядные гибриды становятся все более и более доступными, вполне возможно, что совсем скоро топливные машины уже не будут в числе самых популярных персональных средств передвижения.

sci-lib.com