Fraunhofer IZM规划立异晶体管 可经过家用电源插座快速为电动轿车充电

时间: 2025-04-17 19:41:56 |   作者: 南宫注册入口官网注册

  盖世轿车讯 据外国媒体报道，在EnerConnect项目中，弗劳恩霍夫可靠性和微集成研讨所（Fraunhofer IZM）的研讨人员正在测验双向阻断氮化镓（GaN）晶体管，以规划一个可与下一代有源转化器和整流器一同运用的体系。该立异硬件消除了对独自转化阶段的需求，并可完成创纪录的99%功率。

  在自家车库中为电动轿车充电理论上十分有或许。与商用快速充电器比较，这种挑选相对低效：当来自家用插座的交流电转化为电动轿车所需的直流电时，转化进程中会丢失很多电力。即便是许多电动轿车车主具有的现代壁挂式充电盒也无法彻底处理这一个根本问题。

  这些晶体管在功率密度和功率方面带来了巨大的优势，并有望使运用一般家用插座为电动轿车充电愈加高效。

  有源整流器（例如电动轿车中运用的整流器）运用氮化镓（GaN）或碳化硅（SiC）半导体的功用，能够在更小、更廉价的无源硬件中处理更高的开关频率。但是，与双向GaN晶体管不同，当时体系只能将电压锁定在一个方向上。它们具有两个栅极结构来处理负电压和正电压，这使得新的开关架构关于公共电网运用的转化器和整流器特别有吸引力。

  研讨人员现在研讨的特别电路拓扑结构在电力电子范畴从未发挥过太大效果，由于若运用传统元件，它会变得过于杂乱。该体系称为降压-升压转化器，可在更高或更低的输入电压下作业。其窍门在于双向阻断晶体管，能够充沛的运用这种规划的一切优势。

  电动轿车的现行做法是让有源整流器在高压下作业。Fraunhofer IZM现在正在研讨的新电路将答应电压更低，由此削减晶体管的开关损耗。

  该体系还答应包括转化阶段：一般，整流器需求两个独自的组件，以便首要添加输入电压，然后将其下降回方针电池电压。运用双向阻断GaN晶体管意味着这两个过程能够在单个转化阶段中简化，这又经过防止不必要的资料和下降体系成原本进步功率。

  这两种效应意味着晶体管的功率上升到挨近99%，而新架构还能大大的提高开关频率和功率密度。研讨人员正在努力完成300 kHz的方针开关频率，这将使功率密度进步到每升15 kW——比现在市场上的充电器高出整整800%。

  该技能似乎是为电动轿车量身定制的，由于转化器装置在车辆上，需求尽或许小。EnerConnect项目的一个方针是优化电路以用于公共电网，以便即便从一般家用插座也能快速为电动轿车充电。

  电路拓扑结构答应电流双向活动，这使得它们成为运用轿车电池作为电力存储和用于光伏体系的完美挑选。