أهم المقالات لعام 2022 – أخبار إلكترونيات الطاقة

في مقالات هذا العام ، قمنا بتغطية GaN و SiC وجميع التطورات الأخيرة في السيارات الكهربائية ومصادر الطاقة المتجددة وأنظمة الطاقة. ستجد هنا قائمة بأهم 15 مقالة لعام 2022 تلقت أكبر عدد من التعليقات. أتمنى لك عطلات سعيدة وعامًا جديدًا مزدهرًا!

يتعرض مصممو أنظمة الطاقة باستمرار لضغوط لتحقيق كثافة طاقة أكبر وكفاءات تحويل محسنة ، سواء كان ذلك لخوادم البيانات لإنترنت الأشياء أو مراكز البيانات. على الرغم من أن أجهزة تبديل أشباه الموصلات قد حظيت باهتمام كبير لتحقيق هذه التطورات ، فقد تكون المكثفات أيضًا مكونًا مهمًا في التصميم لمساعدة المهندسين على تلبية احتياجات تخزين الطاقة ، والتصفية ، والتسوية ، والضبط.

في السوق المتطورة لأجهزة أشباه الموصلات الكهربائية ، كانت هناك مبادرات بحثية متزايدة لحل المشكلة المعقدة المتمثلة في عدم تقديم أي خسارة وتحقيق موثوقية شبه مثالية. الكفاءة العالية والموثوقية العالية هما خاصيتان رئيسيتان تسهلان تحليل وتصميم أنظمة الطاقة الإلكترونية. تم تصميم الأجهزة بأنواع خاصة قليلة جدًا من أشباه موصلات الطاقة ، واختيار الجهاز المناسب يعد مهمة معقدة.

يتم استخدام محول باك متعدد الأطوار ، يتم الحصول عليه عن طريق تشغيل محولات باك متعددة بالتوازي ، بشكل شائع في صناعات الخادم والاتصالات لتلبية متطلبات الطاقة العالية. توضح هذه المقالة كيفية تنفيذ حل محول متعدد المراحل باستخدام وحدة تحكم رقمية ثنائية الطور ، والتي توفر مرونة في التصميم واستجابة عابرة سريعة مع الحد الأدنى من مكثفات الإخراج.

لا يزال هناك القليل من الشك في أن كربيد السيليكون ، وهو ما يسمى بأشباه الموصلات من الجيل الثالث ذات فجوة الحزمة العريضة ، يحقق إمكاناته المعروفة منذ فترة طويلة ، حيث كانت صناعة السيارات هي أرض إثبات هذه المادة في السنوات الخمس الماضية. ومع ذلك ، فإن أجندة الكهرباء لن تبدأ وتنتهي بالسيارات. يتمثل الموضوع المشترك عبر هذه التطبيقات في الدور المحتمل لجهود النظام الأعلى ، وبالتالي أجهزة الطاقة ذات الجهد العالي.

أعطى توحيد موصل USB من النوع C عبر العديد من الصناعات سببًا لمصنعي الأجهزة المضمنة في أشباه الموصلات لتطوير حلول USB من النوع C لمهندسي البرامج الثابتة ومصممي الأنظمة. إن جعل موصل USB من النوع C كمنفذ افتراضي لتوصيل الطاقة له عواقب على صناعة الأنظمة المضمنة. ستركز هذه المقالة على جهود Infineon Technologies في تطوير حلول توصيل طاقة فعالة وبأسعار معقولة.

يوفر الشحن اللاسلكي عددًا من الفوائد لكل من مالكي السيارات الكهربائية وموفري البنية التحتية من حيث البساطة والموثوقية وسهولة الاستخدام. بفضل هذه الفوائد ، قام عدد من مصنعي وشركات السيارات بالفعل بتطوير حلول الشحن اللاسلكي أو هم بصدد تطويرها.

توفر المقالة مقارنة بين تقنيات أجهزة الطاقة المختلفة من GaN ، بما في ذلك E-Mode HEMT و D-Mode HEMT و V-GaN FET.

في عام 2021 ، كان أكثر من 80٪ من مصادر الطاقة لدينا يعتمد على محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري وأكثر من 80٪ من متطلبات الطاقة لدينا كانت تعمل بالفحم أو الغاز أو النفط عبر الأسواق الاستهلاكية والتجارية والصناعية – بما في ذلك النقل وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات والتدفئة والتبريد والطبخ. في الـ 150 عامًا الماضية ، زاد البشر انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي من ما يقرب من صفر إلى 35 مليار طن سنويًا .1 يمتص هذا الغاز طاقة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأرض ويعيد إطلاق نصفها مرة أخرى ، مما يساهم في الاحتباس الحراري.

في هذه المقالة ، سوف نركز على كيف يساعد اختبار الاحتراق في تقييم استقرار جهد بوابة كربيد السيليكون MOSFET عند مستوى الرقاقة. كما هو معروف ، فإن أحد الشواغل الرئيسية فيما يتعلق بموثوقية جهاز طاقة SiC هو تحويل جهد العتبة (VTH) أثناء تشغيل الجهاز.

استحوذت السيارات الكهربائية على أكثر من 9٪ من مبيعات السيارات العالمية في عام 2021 ، بزيادة تقارب أربع مرات مقارنة بعام 2019. ومع ذلك ، لكي تصبح بديلاً قابلاً للتطبيق للمركبات القائمة على محرك الاحتراق الداخلي المهيمن حاليًا ، يحتاج الجيل التالي من المركبات الكهربائية إلى مدى أطول ، قدرة شحن أسرع وإخراج طاقة أعلى. لمعالجة هذا الأمر ، تحتاج بنية بطارية EV إلى جهد أعلى ؛ وبالتالي ، فإن التحول من 400 فولت إلى 800 فولت أمر لا مفر منه.

يستمر استخدام أشباه الموصلات في السيارات في الازدياد. هذا موضح في الشكل 1 ، الذي يوضح أنه على الرغم من انخفاض مبيعات السيارات الجديدة خلال السنوات القليلة الماضية بشكل عام بسبب قيود سلسلة التوريد العالمية الناجمة عن الوباء ، فقد ارتفعت الإيرادات من مبيعات أشباه الموصلات داخل السيارات خلال نفس الفترة. تأتي قيمة أشباه الموصلات المتزايدة في السيارات من الرقائق المستخدمة في أنظمة مساعدة السائق المتقدمة من أجل ميزات السلامة والقيادة الذاتية ، وكذلك في كهربة أنظمة قيادة المحرك حيث يتجه العالم نحو بيئة أكثر حيادية للكربون.

يمنح نظام BMS اللاسلكي مصنعي السيارات ميزة تنافسية جديدة طوال عمر البطارية بالكامل – بدءًا من تجميع وحدات البطارية لأول مرة للتشغيل في EV وحتى التخلص منها وحتى ، إذا لزم الأمر ، في عمر البطارية الثاني.

Power Electronics News والرئيس التنفيذي لشركة أنسيمي ، حسان الخوري ، يناقشان الحاجة إلى الطاقة المتجددة والحلول الممكنة لمستقبل أكثر خضرة.

تعد البطارية العنصر الأكثر أهمية في تصميم المركبات الكهربائية ، لأنها تُحدث فرقًا كبيرًا من حيث النطاق الذي يمكن نقله بين عمليات إعادة الشحن والأداء العام. كما أنه يساهم بشكل كبير في حساب السيارة ، فضلاً عن نسبة كبيرة من وزنها. أي ابتكارات يمكن أن تزيد السعة أو تقلل الحجم أو تخفض من تكلفة البطارية ستثبت أنها مفيدة للغاية لمصنعي السيارات ، مما يوفر لهم إمكانية إضافة إلى حصتهم في السوق. وبالتالي ، يتم اختبار التكرارات الكيميائية الجديدة وترتيبات الخلايا على أساس ثابت.

إمدادات الطاقة مطلوبة لأي تطبيق يعمل بالتيار المتردد ، من أبسط شواحن الهواتف المحمولة إلى أكثر أجهزة SMPS تعقيدًا وقوة للتطبيقات الصناعية. في مصدر طاقة مثالي ، تكون كل الطاقة المستمدة من أنابيب التيار المتردد متاحة للحمل. في الواقع ، هذا ممكن فقط إذا كان التيار في الطور مع الجهد. إذا كان التيار والجهد خارج الطور مع بعضهما البعض ، فسيتم فقد جزء من الطاقة التي تمتصها الشبكة. تؤدي مرحلة تصحيح عامل الطاقة (PFC) لمزود الطاقة هذه المهمة بدقة ، في محاولة للاقتراب قدر الإمكان من الحالة المثالية المقابلة لعامل قدرة الوحدة.

لمزيد من المعلومات:

مقالات فنية

كتب إلكترونية PEN

بودكاست PowerUP

نبيذ يوم الجمعة

مقابلات الفيديو