蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，日本神戶大學(xué)設(shè)計(jì)了一種新型電子大功率變流器，比之前的產(chǎn)品效率更高、成本及維護(hù)成本更低。該款直流升壓變流器可對(duì)電力和電子元件的進(jìn)一步發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)，惠及發(fā)電、醫(yī)療保健、移動(dòng)出行和信息技術(shù)行業(yè)。

直流電壓升壓變流器

從陽(yáng)光或振動(dòng)中獲取能量、亦或是為醫(yī)療設(shè)備或氫燃料汽車提供動(dòng)力的設(shè)備都有一個(gè)關(guān)鍵的組件，即所謂的“升壓變流器”，其輸入低壓直流電，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出高壓直流電。由于此種設(shè)備是一種到處可見(jiàn)的關(guān)鍵部件，因此都希望其可以使用盡可能少的部件，以降低維護(hù)成本和成本，同時(shí)還能在不產(chǎn)生電磁噪聲或熱量的情況下以盡可能高的效率運(yùn)行。

升壓變流器的主要工作原理是在電路的兩種狀態(tài)間快速變化，一種狀態(tài)是儲(chǔ)存能量，另一種狀態(tài)是釋放能量。切換速度越快，元件的尺寸就越小，因此整個(gè)設(shè)備的尺寸就可以縮小。不過(guò)，這也增加了電磁噪聲和產(chǎn)生的熱量，會(huì)削弱功率變流器的性能。

神戶大學(xué)電力電子系團(tuán)隊(duì)在研究員Mishima Tomokazu的領(lǐng)導(dǎo)下，在研發(fā)一種新型直流功率轉(zhuǎn)換電路方面取得了重大進(jìn)展。他們成功將高開(kāi)關(guān)頻率與一種可降低電磁噪聲和功率損失(因散熱造成)的技術(shù)(軟開(kāi)關(guān))結(jié)合起來(lái)，同時(shí)還減少了元件的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)了低成本和低復(fù)雜性。

Mishima博士解釋道:“當(dāng)電路在兩種狀態(tài)之間變換時(shí)，有一段短暫的時(shí)間內(nèi)開(kāi)關(guān)沒(méi)有完全閉合，這時(shí)開(kāi)關(guān)上同時(shí)存在電壓和電流。這意味著，在這段時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)的工作與電阻一樣，因此會(huì)散熱。開(kāi)關(guān)狀態(tài)改變得越頻繁，散熱就越多。軟開(kāi)關(guān)是一種保證開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換在零電壓下發(fā)生的技術(shù)，可以最大限度地減少熱損失?！?/p>

在一般情況下，這可通過(guò)“緩沖器”實(shí)現(xiàn)，即在轉(zhuǎn)換期間作為替代性能量吸收器的組件，隨后會(huì)發(fā)生能量損失。

神戶大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《IEEE Transactions on Power Electronics》期刊上介紹了其新型電路設(shè)計(jì)和評(píng)估結(jié)果，研究成果的關(guān)鍵在于使用“諧振槽”電路，此種電路可以在開(kāi)關(guān)期間存儲(chǔ)能量，因此損耗更低。

此外，研究人員采用了節(jié)省元件的設(shè)計(jì)，將平面元件印刷到電路板上，稱為“平面變壓器”，非常緊湊，而且具備良好的效率和熱性能。

Mishima博士與同事還打造了一個(gè)電路原型，并測(cè)量了其性能。

“我們證實(shí)，我們的無(wú)緩沖器設(shè)計(jì)大大降低了電磁噪聲，能效高達(dá)91.3%，對(duì)于具有高電壓轉(zhuǎn)換比的MHz驅(qū)動(dòng)器而言是前所未有的。這一比例也比現(xiàn)有設(shè)計(jì)的比例高出1.5倍以上?！辈贿^(guò)，該研究團(tuán)隊(duì)還想通過(guò)降低磁性元件的功耗來(lái)進(jìn)一步提高效率。

考慮到電子設(shè)備如今在社會(huì)中無(wú)處不在，具有高電壓倍率的直流電源效率高且能低噪聲運(yùn)行非常重要。

神戶大學(xué)的這一科學(xué)成就將對(duì)電力、可再生能源、交通、信息和電信以及醫(yī)療保健等應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。Mishima博士還解釋了其未來(lái)計(jì)劃:“目前研發(fā)的設(shè)備是一個(gè)100W級(jí)別的小容量原型設(shè)備，但我們的目標(biāo)是通過(guò)改進(jìn)電子電路板和其他元件，未來(lái)，將設(shè)備的功率容量擴(kuò)大到更大的kW級(jí)別。”

該項(xiàng)研究由神戶大學(xué)與中國(guó)臺(tái)灣中興大學(xué)合作開(kāi)展。

免責(zé)聲明：此文內(nèi)容為本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載企業(yè)宣傳資訊，僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與本網(wǎng)無(wú)關(guān)。僅供讀者參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。