Neues EU-finanziertes Projekt steigert Effizienz für die Leistungselektronik
Forscher aus Belgien, Deutschland, Italien, Österreich und der Slowakei haben sich zusammengetan, um ein ganz neues EU-finanziertes Projekt zu starten, das sich energieeffizientere, kompaktere und leistungsfähigere elektronische Energiekonverter für vielfältige Applikationen, etwa in der Informations- und Kommunikationstechnologie oder bei der Umwandlung von Solarenergie vorgenommen hat. Das Projekt HiPo Switch ("GaN-based normally-off high power switching transistor for efficient power converters") , das eine Finanzhilfe in Höhe von 3 578 938 EUR aus dem Themenbereich Informations- und Kommunikationstechnologien des Siebten Rahmenprogramms (RP7) erhalten hat, wird die gesamte Wertschöpfungskette, von der Entwicklung von Bauelementen bis hin zur industriellen Verwertung abdecken. Das Projekt wird sich auf ein wichtiges Element elektronischer Leistungskonverter konzentrieren: auf Leistungstransistoren, die Gleich- und Wechselstrom auf unterschiedliche Spannungen transformieren. Solche Transistoren sind in fast jedem technischen Gerät zu finden und die spielen eine zentrale Rolle in Mobilfunkbasisstationen. Sie werden auch in Gleich-/Wechselstromversorgungen für Computer, Netzwerke und Speicher sowie Solarwandler, Elektro- und Hybridfahrzeuge angewendet. Die Herausforderung für Wissenschaftler ist die Entwicklung moderner Leistungskonvertersysteme, die nicht nur weniger Energie verbrauchen sondern auch leistungsfähiger sind und die natürlichen Ressourcen schonen. Die Forscher von HiPo Switch arbeiten an neuartigen Galliumnitrid (GaN)-basierten Transistoren, die bei künftigen Leistungskonvertersystemen für weniger Volumen und Gewicht bei gleichzeitig höherer Leistungsfähigkeit sorgen sollen Oft ist die Leistungsfähigkeit eines Systems durch die verwendeten aktiven Schaltelemente begrenzt. Heutzutage kommen meist Komponenten auf der Basis von Silizium (Si) zum Einsatz. Diese Technologie hat jedoch ihre Grenzen erreicht. Als Material bietet Galliumnitrid GaN viel mehr und neue Möglichkeiten - es eignet sich perfekt für Leistungsschalter aufgrund seiner besseren Materialeigenschaften. Dank GaN können Leistungsschalter jetzt bei deutlich höheren Frequenzen betrieben werden, ohne größere Schaltverluste in Kauf nehmen zu müssen. Grund ist der deutlich geringere Einschaltwiderstand von GaN-Leistungstransistoren, der zusammen mit den signifikant reduzierten Ein- und Ausgangskapazitäten zu einem deutlich verbesserten Schaltverhalten führt. Die Wissenschaftler betonen auch, dass sich durch eine höhere Schaltfrequenz zugleich die Größe der passiven Komponenten wie Spulen, Stromwandler und Kondensatoren deutlich reduzieren lässt. Durch die Verwendung von GaN wird das ganze System kleiner und leichter. Das Projekt wird Zuverlässigkeitstests von GaN-Bauelementen und Ausfallmechanismen einsetzen. Es wird erfahrene Partner aus den Bereichen Kraftfahrzeugtechnik, Leistungselektronik und Schaltungsdesign, Leistungshalbleitertechnologie, Hochtemperatur-Packaging-Technologien und GaN-auf-Si-Epitaxieentwicklungen. Das Projekt wird die Bedeutung der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie hervorheben, um innovative Ideen auf den Markt zu bringen.Weitere Informationen finden Sie unter: Forschungsverbund Berlin e. V. (FVB): http://www.fv-berlin.de/
Länder
Österreich, Belgien, Deutschland, Italien, Slowakei