15/11/2011 - Ein neues europäisches Projekt zur Förderung der elektronischen Effizienz

Menéame

Forscher aus Belgien, Deutschland, Italien, Österreich und der Slowakei haben eine Zusammenarbeit anlässlich eines neuen, aus EU-Mitteln finanzierten Projekts aufgenommen, das darauf abzielt, leistungsfähigere und kleinere Energieumwandler für Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) und für photovoltaische Investoren zu schaffen.

Das HIPOSWITCH-Projekt (High Power-Switch Transistoren, die in der Regel ausgeschaltet und auf GaN-Basis für effiziente elektrische Konverter eingesetzt werden) wird mit 3 578 938 aus dem IKT-Themenbereich des Siebten Rahmenprogramms (7RP) der EU finanziert und wird die gesamte Wertschöpfungskette von der Entwicklung der Geräteelektronik bis zur industriellen Anwendung untersuchen.

Das Projekt wird sich auf einen wesentlichen Bestandteil der elektronischen Energieumwandler konzentrieren: Transistoren, die Gleichstrom und Wechselstrom (AC/DC) in die von den Systemen selbst verwendeten Spannungsverhältnisse umwandeln. Diese Art von Transistoren kann sich in fast jedem technischen Gerät befinden, das derzeit vorhanden ist, und im Fall der IKT spielen sie eine grundlegende Funktion in den Mobilfunk-Basisstationen. Sie werden auch in AC/DC-Netzteilen von Computern, Netzwerken und Datenspeichereinrichtungen sowie in Solarkonvertern, Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen verwendet.

Die Herausforderung, vor der die Wissenschaftler heute stehen, ist die Entwicklung von Energieumwandlungssystemen, die weniger Energie verbrauchen, aber mehr Energie erzeugen und selbstverständlich den Schutz der natürlichen Ressourcen respektieren. HIPOSWITCH-Forscher werden neue Galliumnitridtransistoren (GAN) untersuchen, die mit einer höheren Effizienz als die zukünftigen Energieumwandlungssysteme rechnen, die zwar weniger Volumen und Gewicht haben, jedoch eine höhere Leistung aufweisen werden.

Die Beschränkungen der Effizienz eines Systems werden in der Regel durch die in diesem System verwendeten aktiven Komponenten gekennzeichnet. Heute basieren die meisten Modelle auf Silizium (Si), dessen Technologie so weit fortgeschritten ist, dass weitere Verbesserungen nicht möglich sind. Das GaN bietet neue und zahlreiche Möglichkeiten, darunter insbesondere die Power-Schaltung durch die höheren Eigenschaften des Materials selbst. Dank GaN können Leistungsschalter bei deutlich höheren Frequenzen betrieben werden, ohne dass größere Schaltverluste auftreten. Dies ist auf die sehr geringe Widerstandsfähigkeit der GaN-Transistoren im Zustand sowie auf die deutlich reduzierten Ein- und Ausgänge zurückzuführen.

Die Wissenschaftler des Projekts weisen auch darauf hin, dass eine Erhöhung der Schaltfrequenz zusätzliche Auswirkungen auf die passiven Komponenten hat, da sie es ermöglicht, Induktoren, Stromwandler und Kondensatoren erheblich zu verminen. Das Gewicht und die Größe des Systems werden daher durch die Verwendung von GaN als Material reduziert und erleichtert.

Das Projekt wird hoch entwickelte Techniken zur Bewertung der Zuverlässigkeit und Charakterisierung von Geräten einsetzen. Sie werden sich an erfahrenen Partnern in der Automobiltechnologie, dem Design von Schaltkreisen und elektronischen Leistungssystemen, Hochtemperatur-Verkapselungstechnologien und GaN-Leistungstechnologie wie z.B. dem epitaxialen Wachstum von GaN auf Si beteiligen.

Das Projekt wird zeigen, wie wichtig es ist, Partnerschaften zwischen Hochschulen und Industrie zu schaffen, ein wichtiger Schritt, um innovative Ideen auf den Markt zu bringen.

Weitere Informationen sind abrufbar unter:

Forschungsverbund Berlin e.V. V. (FVB):

http://www.fv-berlin.de/press-releases?set_language=en

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