好的開(kāi)關(guān)電源需要一塊好的印刷電路板。為了提高效率,PCB 設(shè)計(jì)人員應(yīng)該了解典型開(kāi)關(guān)電源運(yùn)行背后的現(xiàn)象。本應(yīng)用筆記提供了為嵌入式開(kāi)關(guān)電源制作優(yōu)質(zhì) PCB 的解決方案和指南。
Tokamak Energy 正在研究使用球形托卡馬克和高溫超導(dǎo) (HTS) 磁體的組合進(jìn)行聚變。據(jù)托卡馬克稱,新電力電子設(shè)備的測(cè)試顯示效率是之前系統(tǒng)的兩倍。 Tokamak Energy 宣布創(chuàng)建并全面測(cè)試低溫電力電子技術(shù),以實(shí)現(xiàn)其超導(dǎo)磁體的高效運(yùn)行。該公司正致力于結(jié)合使用球形托卡馬克和高溫超導(dǎo) (HTS) 磁體進(jìn)行聚變。據(jù) Tokamak Energy 稱,新電力電子設(shè)備的測(cè)試表明,其效率是之前系統(tǒng)的兩倍,從而大大降低了冷卻 HTS 磁體所需的功率,從而降低了未來(lái)聚變發(fā)電廠的成本——這對(duì)于商業(yè)化和規(guī)模化至關(guān)重要技術(shù)。
集中式太陽(yáng)能從太陽(yáng)獲取熱量并利用它來(lái)發(fā)電,并為熱驅(qū)動(dòng)過(guò)程提供動(dòng)力。在一個(gè)典型的系統(tǒng)中,太陽(yáng)加熱熔鹽,熔鹽產(chǎn)生蒸汽,蒸汽推動(dòng)電動(dòng)渦輪機(jī)。對(duì)于相對(duì)較少的額外成本和很少的效率損失,人們可以將已經(jīng)熱的鹽儲(chǔ)存在一個(gè)罐中,并在太陽(yáng)落山后用它來(lái)發(fā)電。存儲(chǔ)非常重要,因?yàn)樗馕吨掠渭庸ぴO(shè)備在太陽(yáng)落山后不會(huì)閑置,閑置設(shè)備會(huì)燒錢。此外,當(dāng)惡劣天氣耗盡存儲(chǔ)空間時(shí),人們可以在聚光太陽(yáng)能發(fā)電廠燃燒天然氣或煤炭,以加熱熔鹽或蒸汽,并繼續(xù)運(yùn)行。
對(duì)電力電子系統(tǒng)的測(cè)試是必不可少的,但它們不可能都在硬件中進(jìn)行。工程師可以使用電路運(yùn)行的虛擬仿真,尤其是缺陷、問(wèn)題和意外事件的仿真,獲得逆變器的精確運(yùn)行模型。為了幫助他們解決這個(gè)問(wèn)題,NI 宣布了新的解決方案和合作,以改進(jìn)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)逆變器開(kāi)發(fā)的測(cè)試環(huán)境和工作流程。
銅和鎳等基本原材料的高價(jià)格反過(guò)來(lái)又推高了電線和電纜組件的價(jià)格。這些組件的價(jià)格上漲——這對(duì)各種能源部門(mén)設(shè)備至關(guān)重要——可能會(huì)對(duì)能源部門(mén)產(chǎn)生重大影響。
全球二氧化碳 (CO2) 排放量正在增加。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們需要將綠色能源的成本降低到低于煤炭、石油和天然氣的水平。 在與政府官員討論氣候變化時(shí),他們有時(shí)會(huì)問(wèn)我,“我該如何解決這個(gè)問(wèn)題?” 我告訴他們我們需要像亨利·福特那樣思考。1900 年,汽車是手工制造的,一次制造一輛,福特通過(guò)自動(dòng)化流程來(lái)降低成本。今天,我們像 1900 年處理汽車一樣處理氣候變化:一次一輛。因此,全球范圍內(nèi)的二氧化碳 (CO 2 ) 排放量正在增加。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們需要將綠色能源的成本降低到低于煤炭、石油和天然氣的水平。世界各地的客戶隨后會(huì)轉(zhuǎn)而使用它來(lái)省錢。為了降低綠色能源成本,我們需要自動(dòng)化。
傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī) (ICE) 功能強(qiáng)大,但它們無(wú)法釋放有限的排放物。內(nèi)燃機(jī)只能將儲(chǔ)存在汽油/燃料中的能量的 17%-20% 轉(zhuǎn)化為車輪。與此同時(shí),電動(dòng)汽車 (EV) 因其對(duì)環(huán)境安全的特性而蓬勃發(fā)展。它們具有零排放,并且由于燃油價(jià)格上漲而更加可靠。它們可以在充電站以特定的充電速率充電,即根據(jù)要求進(jìn)行快速或慢速充電。
預(yù)計(jì) 2018 年至 2050 年間,世界能源消耗將增長(zhǎng)近 50%,原因是對(duì)可再生能源的需求增加、汽車工業(yè)系統(tǒng) 電氣化,以及對(duì)電源管理應(yīng)用中設(shè)備小型化和提高效率的需求不斷增長(zhǎng)。
可以通過(guò)更多的控制來(lái)減少 HVAC(暖通空調(diào))的能源消耗。在通過(guò)可靠通信聯(lián)網(wǎng)的物理設(shè)備中,人們可以通過(guò) 3 美元的微控制器 IC 獲得更多控制權(quán)。
SiC 器件正在取代現(xiàn)有 Si 器件的高影響力應(yīng)用機(jī)會(huì)已經(jīng)出現(xiàn),包括 xEV 和鐵路電力電子設(shè)備,具有更低的損耗和更低的冷卻要求;具有降低冷卻負(fù)荷和更高效率的新型數(shù)據(jù)中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);用于高效大功率電動(dòng)機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)器,可降低整體系統(tǒng)成本;更高效、靈活和可靠的網(wǎng)格應(yīng)用程序,減少系統(tǒng)占用空間;以及“更多電動(dòng)航空航天”,重量、體積和冷卻系統(tǒng)的減少有助于節(jié)能。就電動(dòng)汽車而言,目前大多數(shù)使用 400V 總線架構(gòu),因此 650V SiC 器件與成熟且堅(jiān)固的硅 IGBT 競(jìng)爭(zhēng),而 GaN 則在利潤(rùn)豐厚的牽引逆變器、DC/DC 轉(zhuǎn)換器和車載充電器中競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。
全球?qū)κ男枨笳陲j升,預(yù)計(jì)將持續(xù)數(shù)十年,這是由于石墨廣泛用于一系列產(chǎn)品,例如電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池、LED、太陽(yáng)能設(shè)備、高性能半導(dǎo)體和關(guān)鍵部件在高溫爐中。 具有諷刺意味的是,生產(chǎn)高純度石墨的熔爐還需要由石墨和纖維增強(qiáng)碳等相關(guān)材料制成的部件。石墨獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)使其能夠承受腐蝕性環(huán)境中的極端爐溫,使其成為工業(yè)爐中熱區(qū)關(guān)鍵材料的理想選擇。
GaN Systems 銷售和營(yíng)銷副總裁 Larry Spaziani 在接受 記者采訪時(shí) 談到了寬帶隙半導(dǎo)體背后的技術(shù)、市場(chǎng)前景和機(jī)遇。
電力電子在采用 GaN 和 SiC 器件方面發(fā)生了變化。硅仍然主導(dǎo)著市場(chǎng),但很快,這些設(shè)備的出現(xiàn)將引導(dǎo)技術(shù)走向新的、更高效的解決方案。Yole Développement 估計(jì),到 2025 年來(lái)自 SiC 器件的收入將占市場(chǎng)的 10% 以上,而來(lái)自 GaN 器件的收入到 2025 年將超過(guò) 2% 的市場(chǎng)。一些主導(dǎo)市場(chǎng)的公司是 STMicroelectronics、Cree/ Wolfspeed、ROHM、Infineon、Onsemi 和 Mitsubishi Electric 用于 SiC 功率器件。而在這個(gè)領(lǐng)域,GaN Yole Développement 擁有 Power Integrations 和 Infineon 作為參與者,以及 Navitas、EPC、GaN Systems 和 Transphorm 等創(chuàng)新初創(chuàng)企業(yè)。
可再生能源、儲(chǔ)能和電網(wǎng)是未來(lái)方程式的一部分,綠色能源將取代全球老化的電力基礎(chǔ)設(shè)施。PowerUP Expo 的小組討論旨在在電力行業(yè)知名專家的幫助下解決這個(gè)非常重要且同樣廣泛的主題。
在過(guò)去 20 年中,在使用凈零技術(shù)減少碳排放和替代化石燃料的競(jìng)賽中,世界各地采取了許多舉措來(lái)部署更環(huán)保的解決方案。盡管令人印象深刻,但可再生能源的加速發(fā)展不足以完全補(bǔ)償我們不斷發(fā)展的社會(huì)所需的水平。能源轉(zhuǎn)型非常復(fù)雜,2021年聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)(COP26)凸顯各國(guó)發(fā)展、碳減排難結(jié)合,暴露“政治決策”不顧全大局——不提及新冠疫情后能源需求的增長(zhǎng)石油和天然氣價(jià)格上漲迫使以煤為動(dòng)力的中央空調(diào)重新啟動(dòng)以滿足需求。