Учёные разработали недорогой и компактный силовой модуль (устройство, преобразующее электрическую энергию для питания различных систем), который можно использовать в центрах обработки данных, микрореакторах и тяжёлой технике.
Эта эффективная инновация под названием ULIS (Ultra-Low Inductance Smart — «Умный модуль со сверхнизкой индуктивностью») способна достигать в 5 раз большей плотности энергии, чем предыдущие разработки, при меньших размерах.
Разработанный Национальной лабораторией возобновляемой энергетики США (NREL), модуль поможет производителям создавать и использовать более эффективные, компактные и лёгкие технологии.
Учёные сообщили, что силовой модуль на 1200 вольт и 400 ампер подходит для использования в электросетях и даже на тяжёлой технике, как самолёты нового поколения и военные машины.
Читайте: Реактор, работающий 15 лет без дозаправки – Начнёт ли Канада энергореволюцию
Преимущество ULIS — сверхнизкая паразитная индуктивность
Разработчики отметили, что ULIS обладает паразитной индуктивностью (нежелательное свойство, препятствующее быстрым изменениям тока и ведущее к потерям энергии) в 7–9 раз ниже, чем у любого современного силового модуля из карбида кремния.
Сверхбыстрое и сверхэффективное переключение электрического тока в полезные формы позволяет ULIS «выжимать» больше мощности из источника электроэнергии. Это делает его привлекательным решением проблемы мирового спроса на энергию.
«Мы считаем ULIS настоящим прорывом. Это перспективный, сверхбыстрый силовой модуль, который сделает новое поколение преобразователей энергии более доступным, эффективным и компактным», — заявил Фейсал Хан, главный исследователь силовой электроники NREL и руководитель проекта.
Идеально подходит для высокоинтенсивных применений
Кроме того, как пояснил Хан, ULIS идеально подходит для высокоинтенсивных применений, как авиация и военные операции, поскольку этот мощный и лёгкий модуль также отслеживает собственное состояние и может предсказать отказ компонента до того, как он произойдёт.
Для самолётов, летящих на высоте около 9 км, или военной техники в зонах боевых действий такой уровень надёжности может стать вопросом жизни и смерти.
В отличие от типичных силовых модулей, где полупроводниковые приборы собраны в корпусе в форме «кирпича», ULIS наматывает свои схемы вокруг плоской восьмиугольной конструкции. Дискообразная форма модуля позволяет разместить больше устройств на меньшей площади, делая корпус меньше и легче.
В то же время инновационная прокладка токоведущих путей обеспечивает максимальную компенсацию магнитного потока (техника для взаимного уничтожения магнитных полей, снижающая потери энергии и помехи), что способствует чистому электрическому выходу модуля с низкими потерями — другими словами, его сверхвысокой эффективности.
«Нашей главной задачей было обеспечить очень быстрое включение и выключение устройства, и нужна была компоновка, которая не создавала бы "узких мест" в конструкции», — сказал Шуофэн Чжао, исследователь силовой электроники NREL, разработавший архитектуру компенсации потока в ULIS.
Учёные также сообщили, что технологический прорыв позволяет ULIS функционировать без проводов, как изолированный блок, которым можно управлять и который можно контролировать без внешних кабелей.
Эта модульная природа, подобная конструктору Lego, означает, что его можно встраивать в такие разные машины, как серверы центров обработки данных, современные самолёты и военная техника.
Патент на этот протокол беспроводной связи с низкой задержкой (протокол, обеспечивающий почти мгновенную передачу управляющих сигналов) находится на рассмотрении.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU