电动车充电速度有望提升?新型电晶体，能在高电 - 高电压技术杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部|论文发表- 高电压技术

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电动车充电速度有望提升?新型电晶体，能在高电

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电源转换器(power converter)的目的，是将插座的交流电转成直流电，供电子设备使用。

但转换的过程会损失掉大约20% 的电能，相当可观。于是欧洲科研团队EPFL 旗下的 POWERlab团队开发出新的半导体元件，能提升转换效率，并节省超过一半的电能。研究团队将论文发表在《Nature Electronics》期刊上。

功率电晶体的电阻会随着电压提升，降低转换效率

电源转换器内有功率电晶体(power transistor)，是种能够承受高电压的半导体元件。但它的电阻会随着标称电压(nominal voltage)提高而增加，在电动车、再生能源电网等高功率系统下，这会大幅降低转换效率，进而降低充电速度、续航力与再生能源效率。

POWERlab 的负责人Elison Matioli 与团队共同开发一种电晶体，能大幅降低电阻，并减少大功率系统的热量损失。它的电阻不到传统电晶体的一半，并能承受超过1,000 V 的电压。

2个技术创新:多导电通道、漏斗状结构氮化镓奈米线材

该电晶体有两个技术创新。一是在元件中建立多个导电通道，这能分散电流，就像是在高速公路建立新车道，降低壅塞的状况。团队研究助理Luca Nela 表示，多通道设计能分散电流，降低电阻，避免过热的问题。

第二项创新，是使用氮化镓制成的纳米线材。目前奈米线材已用于低功耗晶片，能应用在手机、笔电等低功耗设备，但不适合用于电动车等高电压设备。POWERlab 开发直径15 奈米的线材，它有漏斗状结构，使其能支援超过1,000 V 的高电压。

由于这两项创新，新型电晶体能在高功率系统中保持高转换效率。Matioli 表示，团队开发的原型机性能，是文献中最好的氮化镓功率元件的两倍。

关于该电晶体的未来，Matioli 表示，虽然技术还在实验阶段，但量产的障碍应该不大。

随着电动车与再生能源的发展，产业界不断提高这类能在高电压环境高效运作的晶片的需求，目前已有制造商有兴趣与Matioli 的团队合作，共同开发技术。

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文章来源：《高电压技术》网址: http://www.gdyjszzs.cn/zonghexinwen/2021/0331/595.html