Device makes power conversion more efficient – جهاز يجعل تحويل الطاقة أكثر كفاءة

Power electronics, which do things like modify voltages or convert between direct and alternating current, are everywhere. They’re in the power bricks we use to charge our portable devices; they’re in the battery packs of electric cars; and they’re in the power grid itself, where they mediate between high-voltage transmission lines and the lower voltages of household electrical sockets.

Power conversion is intrinsically inefficient: A power converter will never output quite as much power as it takes in. But recently, power converters made from gallium nitride have begun to reach the market, boasting higher efficiencies and smaller sizes than conventional, silicon-based power converters.

Commercial gallium nitride power devices can’t handle voltages above about 600 volts, however, which limits their use to household electronics.

At the Institute of Electrical and Electronics Engineers’ International Electron Devices Meeting this week, researchers from MIT, semiconductor company IQE, Columbia University, IBM, and the Singapore-MIT Alliance for Research and Technology, presented a new design that, in tests, enabled gallium nitride power devices to handle voltages of 1,200 volts.

That’s already enough capacity for use in electric vehicles, but the researchers emphasize that their device is a first prototype manufactured in an academic lab. They believe that further work can boost its capacity to the 3,300-to-5,000-volt range, to bring the efficiencies of gallium nitride to the power electronics in the electrical grid itself.

Read more from here.

إن الطاقة الإلكترونية التي تعمل على تعديل الجهد الكهربي او تحويل بين التيار المباشر والتيار المتردد هي في كل مكان، فهم يكونون في قالب الطاقة التي نستخدمها في شحن اجهزتنا المتنقلة و ايضا يكونون في حزم البطارية للسيارات الكهربائية و كذلك في شبكة الطاقة نفسها حيث انها تعادل بين خطوط إرسال الجهد العالي والجهد المنخفض للمقابس الكهربائية المنزلية.

إن عملية تحويل الطاقة غير فعالة في جوهرها لأن محولات الطاقة لن تستطيع انتاج طاقة بالقدر الذي تأخذه، ولكن مؤخرا، بدأت محولات الطاقة المصنوعة من “نيتريد الجاليوم” في نزولها للسوق وهي تتباهى بأنها أعلى كفاءه و اصغر حجماََ عن غيرها من المحولات التقليدية المعتمدة علي طاقة السيليكون .

الأجهزة التجارية التي تعمل بطاقة “نيتريد الجاليوم” لا يمكن أن تتعامل مع الجهد الكهربي اكثر من 600 فولت ، التي جعلت استخدامها محدود للأجهزة المنزلية.

وفي معهد “هندسة الكهرباء والإلكترونيات” خلال إجتماع الاجهزة الاليكترونية الدولية في هذا الاسبوع وباحثين من “MIT” و شركة أشباه موصلات “IQE” جامعة كولومبيا و IBM و اتحاد “Singapore-MIT” للأبحاث والتكنولوجيا، قد قدموا تصميم جديد في مرحلة الاختبارات يمكَن الاجهزة التي تعمل ب”نيتريد الجاليوم” ان تتعامل مع الجهد الكهربي الذي يصل الي 1200 فولت.

و هذه بالفعل قدرة كافية لإستخدامها في المركبات الكهربائية، ولكن الابحاث اكدت علي ان النموذج المبدئي لأجهزتها مصنوع في مختبر أكاديمي، وهم يعتقدون أن المزيد من الأبحاث يعمل على زيادة القدرة الاستيعابية بمعدل 3300 الي 5000 فولت، لكي يجلب كفاءات ال”نيتريد الجاليوم” لطاقة الالكترونيات في شبكة الكهربائية نفسها.

اقرأ المزيد من هنا.