Power Electronics: February 2011 Archives

به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از فیزورگ، شرکت فوجیتسو ساخت آی‌سی مبدل DC-DC باک-بوست (MB39C326) را برای تقویت‌کننده‌های توان فرکانس رادیویی در تلفن‌های همراه، تلفن‌های هوشمند، کتاب‌خوان‌ها و سایر تجهیزات سیار دستی اعلام کرده است. نمونه‌هایی از این فرآورده‌ی جدید در ژوئن 2011 به سراسر دنیا فرستاده خواهد شد.

این آی‌سی با فرکانس 6 مگاهرتز در کاربردهای صنایع پیشرو نقشی مانند تقویت‌کننده‌های توان فرکانس رادیویی در مبدل‌های DC-DC دارد. عملکرد آی‌سی در فرکانس بیشتر نسبت به سایر موارد، می‌تواند فضای مربوط به بخش منبع تغذیه‌ی سیستم را بیشتر کاهش دهد (تا نصف محصولات کنونی).

عملکرد در وجه باک-بوست، سبب می‌شود تا باتری‌های لیتیم-یونی در گستره‌ی وسیع‌تری از ولتاژ کار کنند. این مبدل همچنین موجب می‌شود هنگامی که ولتاژ باتری‌های لیتیم-یونی افت می‌کند، ولتاژهایی تثبیت شده به تجهیزات متصل شده تحویل داده شود و طول عمر باتری‌ها نیز افزایش یابد.

هم‌اکنون تلفن‌های همراه، تلفن‌های هوشمند، کتاب‌خوان‌ها و سایر تجهیزات سیار دستی به عملکرد بهتر و ظرفیت انتقال داده‌ی بیشتری نیاز دارند و به‌همین ترتیب باید ابعاد قطعات و فضای لازم برای آن‌ها روی برد به نحو چشم‌گیری کاهش یابد. بنابراین فشار زیادی وجود دارد که اندازه‌ی نهایی تقویت‌کننده‌ی RF باید بدون قربانی شدن ثبات و بازدهی منبع تغذیه‌اش کاهش یابد. سلف پسیو یکی از اجزای بزرگ در طراحی است که فضای زیادی را لازم دارد. در مبدل‌های DC-DC با فرکانس کلیدزنی بالا، اندازه‌ی سلف می‌تواند کاهش یابد. بنابراین با به کار بردن این محصول جدید که با فرکانس 6 مگاهرتز کار می‌کند نسبت به موارد پیشین که با فرکانس 1 و 2 مگاهرتز کار می‌کنند، اندازه‌ی سلف کاهش خواهد یافت و به همین ترتیب انتظار می‌رود فضای نهایی بستر مدارهای کنترل کننده‌ی توان به نصف کاهش یابد. این آی‌سی برای تنظیم دقیق ولتاژ باتری لیتیم-یونی کلیدزنی کارکرد حالت باک-بوست را به شکل خودکار انجام می‌دهد و به این ترتیب تغذیه‌ی پایداری را نیز برای تقویت‌کننده‌ی توان فراهم می‌کند.

شرکت فوجیتسو این مبدل جدید را در کنگره‌ی دنیای موبایل که در چهاردهم تا هفدهم فوریه در بارسلونا برگزار شده است، معرفی کرده است. نمونه‌های این محصول هم در ژوئن 2011 در دسترس خواهند بود.

به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از فیزورگ، ماده‌ی گالیم نیتراید ماده‌ای امیدوارکننده برای قطعات با توان بالا که از راندمان انرژی بیشتری در مقایسه با فن‌آوری‌های موجود برخوردار هستند، به شمار می‌رود. امّا شکل متداول این قطعات در زمانی‌که در معرض ولتاژ بالا قرار گیرند، دچار شکست می‌شوند. هم‌اکنون، پژوهشگران در دانشگاه ایالت کارولینای شمالی این مشکل را با معرفی میانگیر(buffer)ی که به قطعات GaN اجازه‌ی کار با توانی تا ده برابر بیشتر را می‌دهد، برطرف کرده‌اند.

مروه اوزبک (MerveOzbec) دانشجوی دکترای دانشگاه ایالت کارولینای شمالی و نویسنده‌ی مقاله‌ای که این پژوهش را شرح می‌دهد، می‌گوید: «برای فن‌آوری‌های تجدیدپذیر در آینده مانند شبکه‌های هوشمند و خودروهای الکتریکی، ما نیاز به قطعات نیمه‌رسانایی با توان بالا داریم. و ظرفیت تبدیل توان برای توسعه‌ی این قطعات مهم است».

پژوهش پیشین در مورد توسعه‌ی قطعات GaN توان بالا، به دلیل ایجاد میدان‌های الکتریکی در نقاط خاصی از لبه‌ی قطعه در زمان اعمال ولتاژ بالا -که به شکلی مؤثر، قطعه را تخریب می‌کند- به موانعی برخورده است. پژوهشگران دانشگاه ایالت کارولینای شمالی این مشکل را با کاشت یک میانگیر ساخته شده از عنصر آرگون در لبه‌ی قطعه، برطرف کرده‌اند. این میانگیر میدان الکتریکی را پخش می‌کند و به قطعه، اجازه‌ی تحمل ولتاژ بالاتری را می‌دهد.

پژوهشگران این تکنیک جدید را بر روی دیودهای شاتکی -از قطعات الکترونیکی رایج- آزمایش کرده‌اند و دریافته‌اند که کاشت آرگون، به دیودهای GaN اجازه‌ی تحمل ولتاژی تقریباً هفت برابر بیشتر را می‌دهد. دیودهایی که کاشت آرگون را نداشتند، زمانی که در معرض ولتاژ حدود 250 ولت قرار گرفتند، دچار شکست شدند؛ این در حالی است که دیودهای با کاشت آرگون، ولتاژی تا اندازه‌ی 1650 ولت را بدون شکست تحمل کردند.

دکتر جِی بالیگا (Jay Baliga)، استاد ممتاز دانشکده‌ی برق و کامپیوتر ایالت کارولینای شمالی و نویسنده‌ی همکار مقاله می‌گوید: «با ارتقای ولتاژ شکست از 250 ولت به 1650 ولت ما می‌توانیم مقاومت الکتریکی این قطعات را تا صد برابر کم کنیم. این کاهش در مقاومت قطعه، به معنی این است که این قطعات می‌توانند توانی تا ده برابر بیشتر را هم تحمل کنند».

برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به اصل مقاله مراجعه کنید: