Description du projet
Rationaliser la conception des convertisseurs à correction du facteur de puissance
Le facteur de puissance d’un système électrique est le rapport entre la puissance que le système puise à partir de l’alimentation principale et celle qu’il consomme réellement. Un système avec un facteur de puissance égal à 1 consomme la totalité de la puissance qu’il soutire. Les circuits de correction du facteur de puissance ajoutés aux alimentations électriques augmentent le facteur de puissance d’une charge. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet PORT-BICPD prévoit de construire des convertisseurs à correction du facteur de puissance présentant les caractéristiques suivantes: une puissance nominale de 3,7 kW, un rendement élevé (supérieur à 99 %) et une forte densité de puissance (supérieure à 5,2 MW/m3). Les convertisseurs de puissance avancés joueront un rôle essentiel dans les applications émergentes qui nécessitent des niveaux accrus de puissance. Il s’agit notamment des grappes de serveurs, des stations de base 5G, des avions plus électriques et des véhicules électriques.
Objectif
The demand for electrical energy increases at a steady pace worldwide due to the growing and emerging applications such as server/telecom farms, 5G base station, more-electric aircrafts, consumer electronics, robotics, and electric vehicles. The volume and efficiency of the power converters utilized in these systems play a critical role for the fulfillment of this growth. Higher efficiency translates into more capacity utilization and less cooling efforts, whereas low volume and weight usually reduces the cost of the electronic components. Both of these aspects heavily depend on the innovations on the power topologies, control algorithms, magnetics, thermal substrates, and particularly power semiconductor switches.
The power converter topologies in the literature have been invented to overcome or mitigate the large reverse recovery and output charge of Si power devices, while magnetics are optimized for switching frequencies that are achievable with Si power devices. However, the maximum efficiency and power density of Si based converters have already reached to its theoretical limit through innovations on the control and converter topologies. Recently, the adoption of the wide band-gap semiconductors has escalated the expectations from power electronics significantly, and initiated the transformation of the power architecture through new topologies and control innovations, while bringing new challenges in the high frequency domain.
This research proposal is intended to innovate, design, and implement a new front-end PFC converter switched at >400 kHz to achieve best in-class efficiency and power density with targets of more than 98.5% peak efficiency and 85W/in3 enclosed power density at 3.7kW output power. The know-how and framework will then be engineered to meet certain industrial specs of various applications including the pre-regulator stage of server/telecom supplies, on-board chargers, industrial drives.
Champ scientifique
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectrical engineeringpower engineeringelectric power distribution
- social sciencessocial geographytransportelectric vehicles
- natural sciencesmathematicspure mathematicstopology
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
59510 Tekirdag
Turquie