كتاب PEN الإلكتروني أبريل 2024: التصميم الحراري لإلكترونيات الطاقة

تشكل الأنظمة الإلكترونية الحديثة، وخاصة تلك ذات كثافة الطاقة العالية والتكوينات المعقدة، تحديات حرارية كبيرة. غالبًا ما تؤدي الأساليب التقليدية إلى عدم الكفاءة ودورات تصميم طويلة بسبب الطبيعة المفككة لسير عمل الهندسة الحرارية والكهربائية. في هذا العدد، نقدم لك استوديو درجة مئوية من شركة Cadence Design Systems، والذي يدمج تقنيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة لتوحيد التحليل الحراري والكهربائي. تناقش ميليكا روشانديل، مديرة إدارة المنتجات بشركة Cadence، منصة Celisus Studio وقدرتها على التعامل مع التحليل الحراري داخل التصميم.

مع تكثيف التركيز على مصادر الطاقة البديلة، أصبحت حلول الإدارة الحرارية الفعالة أكثر أهمية في تعزيز الكفاءة. لا تعمل هذه الحلول على تبسيط عمليات التصميم فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين أداء المنتج، بما يتماشى مع التحول العالمي نحو حلول الطاقة المستدامة. بينما يسعى المجتمع العالمي إلى تحقيق مستقبل أكثر استدامة، هناك تركيز متزايد على مصادر الطاقة البديلة لتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري التقليدي والتخفيف من الآثار البيئية المرتبطة باستهلاك الطاقة. يعتمد هذا التحول على دراسة طرق تحويل وتخزين الطاقة البديلة. تلعب حلول الحماية والإدارة الحرارية دورًا حاسمًا في معالجة المتطلبات المتزايدة لتحويل الطاقة وأنظمة تخزين الطاقة في هذا السياق. في هذه القضية، سوف نستكشف كيف يمكن للمواد المتطورة أن تحسن الكفاءة وطول العمر والجدوى الاقتصادية لحلول الطاقة البديلة ذات كثافة الطاقة العالية.

وقد أدى التقدم في تكنولوجيا تخزين الطاقة مؤخرا إلى إدخال البطاريات واسعة النطاق كبديل ممكن لمحطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالغاز. وفي خضم السعي العالمي لبدائل الطاقة الأكثر مراعاة للبيئة والأكثر استدامة لمعالجة تغير المناخ، يظهر سؤال وثيق الصلة في هذه القضية: هل يمكن للبطاريات الضخمة أن تحل في نهاية المطاف محل محطات توليد الطاقة التقليدية التي تعمل بالغاز؟ المواضيع الأخرى هي أشباه الموصلات واسعة النطاق للسيارات، ومزايا وتحديات إنشاء دوائر متكاملة للطاقة GaN وكيف ستساعد التقنيات الإلكترونية المتقدمة الشركات المصنعة على الاستفادة من فرص إزالة الكربون.

قلب السيارات الكهربائية هو محرك كهربائي يزود العجلات بالطاقة الميكانيكية وعزم الدوران. كما هو الحال بالنسبة لأي مكون آخر في السيارة الكهربائية، يعد الوزن والكفاءة وضغط المحرك من العوامل الأساسية. غالبًا ما تكون المغناطيسات المثبتة على المحركات الكهربائية مصنوعة من معادن أرضية نادرة مثل النيوديميوم التي يندر توفرها، وتضيف هذه الندرة إلى المواد الأخرى اللازمة لبناء البطاريات، لذا فإن التصميم الأمثل للمحركات الكهربائية أمر ضروري. يكتسب نشر المركبات الكهربائية زخمًا لمواجهة آثار ظاهرة الاحتباس الحراري، والتي يمكن الشعور بآثارها الشديدة في جميع خطوط العرض. تعد الآلات الكهربائية مكونات أساسية في أي مجموعة نقل حركة للمركبات الكهربائية، والهدف المتمثل في زيادة كثافة الطاقة وكفاءتها بتكاليف تنافسية هو تسريع تصميم بنيات المحركات الجديدة. يقوم الكاتب المساهم فيليبو دي جيوفاني بتحليل الجوانب المختلفة للمحركات الكهربائية في المركبات الكهربائية.

تقدم الكاتبة المساهمة Saumitra Jagdale تقريرًا عن الاتفاقية الأخيرة التي أبرمتها شركة Infineon Technologies مع الشركة العالمية المصنعة لأشباه الموصلات SK Siltron CSS. وتنص هذه الاتفاقية على إنتاج رقائق SiC مقاس 150 مم بواسطة SK Siltron لصالح شركة Infineon.

نسخة المعاينة

كتاب PEN الإلكتروني لشهر أبريل 2024: التصميم الحراري لإلكترونيات الطاقة ظهر لأول مرة على Power Electronics News.