APEI создала новый тип огнеупорных силовых модулей
Главный инженер Arkansas Power Electronics International Inc. (APEI) Брайс МакФерсон спроектировал высокотемпературные силовые модули, адаптированные к карбидкремниевым и нитридгаллиевым матрицам для быстрого переключения реле. Об этом сообщается на сайте разработчика COMSOL.
Силовые модули представляют собой полупроводниковые сборки, предназначенные для построения элементов электротехнических схем различного назначения. Высокотемпературные модули позволяют производить на их основе электронику, устойчивую к экстремальным температурам. Такое оборудование актуально, в частности, при проведении буровых работ или работ на поверхности Венеры, средняя температура которой составляет 460 °С.
С этой целью прежние разработки APEI опирались на широкозонные полупроводники. Энергия межзонных электронных переходов в таких полупроводниках превосходит значение, близкое к 2 электронвольтам. К широкозонным относятся алмаз, карбид кремния (SiC), а также нитрид галлия (GaN) и другие соединения. Ранее в сотрудничестве с GaN Systems команда МакФерсона создала высокотемпературный транзистор на основе GaN-матрицы с быстрой переключаемостью и карбидкремниевый модуль, который может обрабатывать токи высокой частоты и тепловую нагрузку в очень ограниченном пространстве.
Для прототипирования нового типа модулей ученый использовал пакет программ COMSOL Multiphysics®. С его помощью МакФерсон анализировал связь между размерами устройства и свойствами его элементов, например, как толщина опорной плиты и характеристики материала сочетаются с показателями плотности тока, термического сопротивления и индуктивностью полупроводника. Кроме того, численное моделирование помогло исследователю спрогнозировать поведение устройства при температурных колебаниях и омическом (джоулевом) нагреве.
Технология производства не раскрывается. Известно, что два варианта нового типа силовых модулей могут использоваться при температурах свыше 225 °С и обладают пониженными уровнями индуктивности и теплопроводности. При этом они адаптированы к SiC- и GaN-матрицам, что обеспечивает быстрое переключение реле.
В настоящее время ученые работают над повышением стабильности работы высокотемпературных силовых модулей и продления срока их службы.
Telegram 
Дзен 
VK 
