新型碳化硅電源模組為電網提供 5 倍能量

科學家們最近開發出一種低成本、緊湊的電源模組,名為超低電感智能(Ultra-Low Inductance Smart, ULIS)電源模組,該創新技術能在更小的包裝中實現比前代設計高出五倍的能量密度。這種模組由美國國家可再生能源實驗室(NREL)研發,旨在幫助製造商構建和驅動更高效、緊湊及輕便的技術,適用於數據中心、微反應堆以及重型車輛等多種應用。ULIS電源模組的設計使其在功率網絡和下一代航空器、軍用車輛等重型應用領域均具備良好的適用性,並能提供1200伏特、400安培的功率輸出。

ULIS電源模組的技術特點之一是其具有的寄生電感,這是電流變化時所遇到的主要阻力。與當前最先進的碳化硅電源模組相比,ULIS的寄生電感低七到九倍。這種超快速、超高效的電流切換能力使ULIS能夠從電力供應中「擠出」更多可用功率,從而成為解決全球能源需求問題的有效方案。NREL的首席電力電子研究員Faisal Khan表示,ULIS是一項真正的突破,這種未來可持續的超快速電源模組將使下一代電源轉換器變得更具成本效益、更高效且更緊湊。

ULIS電源模組特別適合高強度應用,如航空和軍事操作,因為這種強大且輕便的模組還能自我監控健康狀態,並能在故障發生之前預測組件失效。對於在三萬英尺高空飛行的飛機或在戰鬥區域行駛的軍用車輛來說,這樣的可靠性至關重要,甚至可能影響生命安全。Khan強調,ULIS的研發完全在NREL內部進行,這一點使得團隊對能在現實世界環境中展示其優勢感到非常興奮。

與典型的電源模組不同,ULIS並不是將半導體設備組裝在一個類磚塊的包裝內,而是將電路繞在一種扁平的八角形設計上。這種碟片狀的形狀能在更小的面積內容納更多設備,使整體包裝更小且更輕。同時,創新的電流路由設計可實現最大程度的磁通取消,這對於提高電源模組的清潔、低損耗電輸出至關重要,這意味著其具備超高效率。NREL的電力電子研究員Zhao Shuofeng表示,設計ULIS的磁通取消架構時,他們最大的考慮是如何在快速開關的情況下避免設計中的堵塞點。

此外,科學家們還透露,ULIS的一項突破性技術使其能以無線方式運行,作為一個獨立的單元,可以在沒有外部電纜的情況下進行控制和監控。這種模組化、類樂高的特性使其可以輕鬆嵌入到數據中心伺服器、高級航空器以及軍用車輛等不同機器中。由NREL電力電子部門的Sarwar Islam主導的低延遲無線通訊協議的專利申請正在進行中,這將進一步促進ULIS的應用範圍和潛力。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。