1 сентября 2022 г.
Transform Inc из Голета, недалеко от Санта-Барбары, Калифорния, США, которая разрабатывает и производит полевые транзисторы (FET) на основе нитрида галлия (GaN), соответствующие стандартам JEDEC и AEC-Q101, для преобразования энергии высокого напряжения, заключила контракт с Агентство перспективных исследовательских проектов-Энергия (ARPA-E). В рамках программы ARPA-E CIRCUITS и в рамках субконтракта с Иллинойским технологическим институтом проект охватывает поставку четырехквадрантных переключателей (FQS) на основе GaN для использования в различных приложениях преобразования энергии, включая новые, такие как инверторы источников тока. , циклопреобразователи для приводов и микроинверторы, матричная коммутация и полупроводниковые выключатели. Transform говорит, что эта инициатива является результатом ее инженерного опыта GaN (в частности, его двунаправленного GaN), а также заинтересованности промышленности и университетов в дальнейшем изучении возможностей боковых переключателей GaN.
Transform создаст прототип платформы FQS, используя свою технологию GaN 650 В, которая по-прежнему предлагает то, что считается самым высоким пороговым напряжением в отрасли (4 В) в 4-контактном корпусе TO-247. Ожидается, что проект будет завершен менее чем через год.
Инновационный двунаправленный GaN-переключатель
Стандартные GaN полевые транзисторы Transform с боковым расположением каналов по своей сути обеспечивают двунаправленный ток. Однако некоторые приложения, такие как инверторы источников тока для приводов двигателей, циклопреобразователи и матричные преобразователи, также требуют двунаправленного управления напряжением для эффективного управления потоком мощности. Эта возможность традиционно достигается путем последовательного размещения двух полевых транзисторов с использованием диода в корпусе устройства для направления и управления потоком тока или с помощью двух биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) и двух диодов, что требует четырех устройств.
Также называемый настоящим двунаправленным переключателем, FQS заменяет подходы с двумя полевыми транзисторами или двумя IGBT + двумя диодами одним устройством, способным реализовать двунаправленное управление напряжением и двунаправленный ток. FQS использует два затвора для блокировки напряжения любой полярности или пропускания тока в любом направлении. И, будучи единым устройством, он уменьшает количество деталей, необходимых для достижения желаемого результата, обеспечивая более высокую удельную мощность, повышенную надежность и общее снижение стоимости системы.
«Приятно видеть, что приближается день, когда двунаправленные переключатели на основе GaN будут готовы к коммерческому производству», — комментирует почетный профессор Том Янс, FIEEE, NAE, Университет Висконсина в Мэдисоне. «Инженеры силовой электроники с нетерпением ожидали того дня, когда станут доступны двунаправленные переключатели с МОП-транзисторами, потому что они являются ключом к реализации многообещающих топологий силовых преобразователей, которые предлагают захватывающие возможности для повышения эффективности, удельной мощности и отказоустойчивости во многих приложениях. Они обладают потенциалом для значительного повышения коммерческой жизнеспособности новых продуктов, включая полупроводниковые автоматические выключатели и встроенные приводы двигателей, делая их значительно более компактными и эффективными, чем то, что достижимо при использовании сегодняшних переключателей на основе кремния», — добавляет он.
«Внедрение GaN сегодня находится на том этапе, когда имеет смысл выводить на рынок двунаправленное устройство FQS», — говорит доктор Ракеш Лал, технический сотрудник Transform. «Боковая технология GaN позволяет изготавливать компактные кристаллы FQS, поскольку область блокировки напряжения может быть общей. Эта конфигурация не может быть реализована с технологиями вертикальных силовых устройств, такими как кремний или карбид кремния (SiC), что дает GaN FQS явное преимущество в производительности и стоимости», — добавляет он. «С нашим FQS можно получить настоящую двунаправленность в быстром коммутаторе с низкими потерями, который, как мы полагаем, вдохновит на продукты преобразования энергии следующего поколения благодаря партнерским отношениям, основанным на программе CIRCUITS».
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/SNDRH3F7JVLJBJX27PHCN3JAWA.jpg "США формируют свой собственный институт по безопасности искусственного интеллекта – Раймондо.")
