2010年，美国能源部(DoE)为电动车(EV)设定了一个能效目标，计划在2020年以前，让EV逆变器的转换效率从4.1kW/L提升到13.4 kW/L。如今，12.1-kW/L的逆变器已经准备好达到或超越这一目标了。
美国北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University；NC State)的研究人员由于使用了宽能隙材料——即碳化硅(SiC)，成功地使EV逆变器的转换效率提高了三倍，他们在日前于美国康州密尔瓦基举行的2016年IEEE能源转换研讨会暨展览会(Energy Conversion Congress and Exposition；ECCE2016)上展示了一款足以证明这一成效的原型。
“相较于目前使用的硅基电源开关，宽能隙的电源开关提供了更高的温度、更高的频率以及更高的电压运作能力与更低损耗，”NC State教授Iqbal Husain表示。
除了接近美国能源部的要求，NC State的宽能隙SiC逆变器还采用了更小型且更轻量的模块封装，据称这将更有助于提高燃料效率以及油电混合车与纯电动车的续航力。
北卡罗莱纳州立大学专为电动车开发的逆变器采用宽能隙的SiC半导体组件，大幅提高转换效率与缩小尺寸，以期满足合DoE设定的2020年能效目标。 （来源：North Carolina State University）
“效率、减少尺寸与重量是这款逆变器最重要的特点，”Husain说：“它完全以商用的现成组件而打造。只需透过一些组件级的开发，就能达到DoE的目标，这是我们或业界预计在不久的将来所能提供的。”
传统的逆变器采用的是传统硅半导体的窄能隙性，但NC State未来可再生能源分配与管理(FREEDM)系统中心的研究人员宣称，他们所开发的宽能隙逆变器可达到99%的效率——较当今的传统逆变器更高2%。他们还使用现成可用的组件，期望从专为逆变器设计的高度优化组件中取得更佳成果。
事实上，FREEDM实验室早已投入高密度SiC组件的制造，他们希望这将使其得以尽早在2020年之前达到DoE的目标。研究人员们还致力让今日的逆变器摆脱液冷系统， 因为宽能隙材料所产生的热比窄能隙材料更低得多。研究人员目前打造的原型是55-Kw的机型，而空冷版本可能较适用于大约35kW的小型马达——用于摩托车和小型混合动力车。该实验室还致力于扩展其现成可用组件的机型至100-Kw版本，以期用于全尺寸的纯电动车。
“热管理是设计的一项关键，”Husain说：“必须将热导引出来，电源开关以及其他组件才能更有效率地运作，而且也不至于因为热问题而导致故障。”
有关该研究的细节都在本周举行的ECCE上发表：针对新款逆变器的“利用SiC功率组实现平面式高功率密度EV/HEV牵引驱动器的设计方法”(Design Methodology for a Planarized High Power Density Traction Drive using SiC Power Modules)一文，以系统级解释如何采用现成的SiC功率模块打造平面架构的高功率密度逆变器。
这项研究的资金来自PowerAmerica Institute at NC State、能源部的能效与可再生能源办公室(Office of Energy Efficiency & Renewable Energy)，以及国家科学基金会(National Science Foundation；NSF)。
除了Iqbal Husain，其他研究人员包括Dhrubo Rahman、Adam Morgan、Yang Xu、Rui Gao、Wensong Yu、Douglas Hopkins、Yang Xu、Harvey West以及Wensong Yu。
编译：Susan Hong
本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载
关注最前沿的电子设计资讯，请关注“电子工程专辑微信公众号”。
- GaN与SiC：两种流行宽禁带功率半导体对比 碳化硅(SiC)衬底已在电动汽车和一些工业应用中确立了自己的地位。然而，近来氮化镓(GaN)已成为许多重叠应用的有力选择。了解这两种衬底在大功率电路中的主要区别及其各自的制造考虑因素，或许能为这两种流行的复合半导体的未来带来启示。
- 金刚石突破引领高性能电子产品的未来 金刚石以其优异的性能而闻名，长期以来一直有望应用于各种领域，但其作为半导体的潜力却一直面临着商业化的障碍。Advent Diamond公司在解决关键技术难题方面取得了长足进步，特别是制造出了掺磷的单晶金刚石，从而形成了n型层。
- 能量采集和电机控制是可持续未来的希望 能量采集是低功耗电子设备供电技术发展的基本支柱，为实现对环境影响最小的可持续技术的未来铺平了道路。
- 中国科学院开发出面向新型芯片的绝缘材料，助力突破物理极限 人造蓝宝石绝缘材料在阻止电流泄漏方面的机理主要归因于其独特的单晶结构和高电子迁移率。这种材料的单晶结构确保了电子在传输过程中的稳定性，即使在仅有1纳米厚度的情况下，依然能够有效阻止电流的泄漏。
- 仅OTS内存为下一代计算带来希望 几十年来，半导体行业一直在寻找替代内存技术，以填补传统高性能计算系统架构中DRAM(计算系统的主内存)和NAND闪存(系统的存储介质)之间的空白。
- 镍氧化物能不能体超导？复旦大学新型高温超导体研究成果给出了答案！ 复旦大学物理学系赵俊教授团队则利用高压光学浮区技术，成功生长了三层镍氧化物La4Ni3O10高质量单晶样品，并证实了这种材料在压力诱导下具有体超导电性（bulk superconductivity），其超导体积分数达到86%。
- 全球折叠屏手机快速增长，中国品牌压 • 得益于西欧、关键亚洲市场和拉丁美洲市场的增长，以及中国品牌的持续领先，全球折叠屏手机出货量在2024年第二季度同比增长了48%。 • 荣耀凭借其在西欧特别强劲的表现，成为最大的贡献者，成为该地区排名第一的品牌。 • 摩托罗拉的Razr 40系列在北美和拉丁美洲表现良好，为其手机厂商的出货量贡献了三位数的同比增长。 • 我们预计，头部中国手机品牌厂商的不断增加将至少在短期内抑制三星Z6系列在第三季度的发布。
- AI网络物理层底座： 大算力芯片先进 AI技术的发展极大地推动了对先进封装技术的需求，在高密度，高速度，高带宽这“三高”方面提出了严苛的要求。
- 奕斯伟计算DPC 2024：发布RISAA(瑞 奕斯伟计算2024首届开发者伙伴大会以“绿色、开放、融合”为主题，从技术创新、产品应用、生态建设等方面，向开发者、行业伙伴等相关方发出开放合作倡议，加速RISC-V在各行各业的深度融合和应用落地，共同推动RISC-V新一代数字基础设施生态创新和产业发展。
- 重磅发布：Canalys 2024年中国云渠道 2024年 Canalys 中国云计算渠道领导力矩阵冠军厂商分别是：阿里云、华为云和亚马逊云科技（AWS）
- 打破陈规：磁性封装新技术将如何重塑电源模块的未来 点击蓝字 关注我们德州仪器全球团队坚持克服挑战，为电源模块开发新的 MagPack™ 封装技术，这是一项将帮助推动电源设计未来的突破性技术。 ■ ■ ■作为一名经验丰富的马拉松运动员，Kenji K
- 在成都寻“金”，那可是来对地方了 文｜德福很多去成都旅游的朋友都有个疑惑——为什么在成都官方的城市标志上看不到熊猫，而是一个圆环？其实这个“圆环”大有来头，它被唤作太阳神鸟，2001年出土于大名鼎鼎的金沙遗址,距今已有三千余年历史。0
- 银河E5和小鹏MONAM03开门红，纯电车或将卷土重来？ 文｜萝吉今年下半年开始，国内新能源市场正式跨过50%历史性节点，且份额依然在快速增长——7月渗透率破50%，8月份破55%……在这一片勃勃生机万物竞发的景象下，新能源市场占比最高的纯电车型，却在下半年
- 2.4亿美元！“果链”捷普科技在印度设厂！ 周二，捷普科技（Jabil）官员与印度泰米尔纳德邦代表团在泰米尔纳德邦首席部长MK Stalin的见证下，签署了一份备忘录。MK Stalin正在美国进行为期17天的访问，旨在吸引新的投资。MK St
- 发奖金，人均105万，1.2万人有份！ 近期，IC 设计大厂联发科宣布了2024年上半年度的员工分红计划，与8月份薪资一起发放。据外界估算，按照上半年税前盈余约648.66亿新台币（约 144.42 亿元人民币）进行估算，此次分红总额接
- 《黑神话：悟空》下的科技众生相 刚刚过去的8月，《黑神话：悟空》把国产游戏的热度推上了史无前例的高度。根据VG Insights的数据显示，《黑神话：悟空》总销量已经达到1690万份，面对这泼天的流量，各类厂商也坚决不能放过。但凡跟
- 日本信越化学12英寸氮化镓衬底出样 第三代半导体材料氮化镓，传来新消息：日本半导体材料大厂信越化学为氮化镓外延生长带来了有力辅助。2024年9月3日，信越化学宣布研制出一种用于GaN（氮化镓）外延生长的300毫米（12英寸）QSTTM衬
- 【光电智造】机器视觉三维成像方法及应用 今日光电 有人说，20世纪是电的世纪，21世纪是光的世纪；知光解电，再小的个体都可以被赋能。追光逐电，光赢未来...欢迎来到今日光电！----追光逐电 光赢未来----来源：机器视觉沙龙申
- 总投资12亿元！这一IGBT项目明年投产 [关注“行家说动力总成”，快速掌握产业最新动态]9月6日，据“内江新区”消息，晶益通（四川）半导体科技有限公司旗下IGBT模块材料和封测模组产业园项目已完成建设总进度的40%，预计在明年5月建成。据了
- 【9.27-上海】第6届国际移动机器人集成应用大会暨复合机器人峰会 往期精选2023年度中国移动机器人产业发展研究报告发布！超200个——2024年上半年AGV/AMR行业中标项目盘点市场保有量超10000台的8大中国AGV/AMR厂商总额超190亿-盘点全球移动机器
