Description du projet
Une ère nouvelle de processeurs de puissance compacts, légers et hautement efficaces
Dans la perspective d’un avenir neutre en carbone et de l’électrification des transports, un défi majeur se profile à l’horizon: la demande d’une électronique de puissance efficace et compacte. La miniaturisation des systèmes de conversion de l’énergie se heurte toutefois à des obstacles liés aux limitations des dispositifs de puissance et aux restrictions de taille des composants passifs. Le projet ENRICH, financé par le CER, est sur le point de révolutionner ce paysage. En concevant conjointement de nouvelles topologies de convertisseurs multiniveaux avec du nitrure de gallium, ENRICH développe un commutateur de sélection à l’état solide, propulsant la vision d’un processeur de puissance monolithique, libérant des densités de puissance sans précédent et surmontant les obstacles à l’intégration. ENRICH marque une avancée transformatrice vers des solutions énergétiques durables dans les domaines de l’électronique de puissance, de la science des matériaux et de la théorie du contrôle.
Objectif
As the world undergoes an unprecedented transformation towards de-carbonized energy generation and electrification of the transportation sector, there is an increasing need for efficient, compact and lightweight power electronics. However, miniaturization of contemporary energy conversion systems is hindered by the performance limitations of the power devices and the size and weight restrictions of the passive components. The ENRICH project proposes a fundamental reconsideration of the entire electric power conversion chain, by co-design novel multilevel converter topologies with new semiconductor structures, based on wide band gap materials, mainly Gallium Nitride (GaN).
The envisioned system is inspired from the high-power equivalent of a digital-to-analogue converter, directly controlled by a single reference signal (pseudo-analogue control). This is the first attempt to demonstrate the concept of a solid-state selector switch, which is free from magnetic components and allows all switching elements to be connected in parallel with a common source reference, avoiding the burden of multiple voltage-isolation zones.
This radical approach paves the way for true monolithic integration of the entire multilevel inverter on a single chip, in the form of a power processor. The proposed parallel architecture addresses all current integration challenges, such as the crosstalk and back-gating effects, and overcomes the limitations regarding the maximum number of levels. The GaN power processor has huge potential to reach record power densities that are beyond what is currently possible.
The ambitious research spans across the fields of Power Electronics, Material Science and Control Theory, and aims to bring numerous benefits with important technological and socioeconomic impact in the automotive, aerospace and renewable energy generation sectors.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
265 04 Rio Patras
Grèce