अधिक कुशल पावर रूपांतरण

- Apr 19, 2018-

एमआईटी, कोलंबिया विश्वविद्यालय, आईएमबी, आईक्यूई, और सिंगापुर-एमआईटी गठबंधन अनुसंधान और प्रौद्योगिकी के शोधकर्ताओं ने बिजली रूपांतरण के लिए एक नया मॉडल विकसित किया है। वैज्ञानिकों का मानना है कि इलेक्ट्रिक कारों , पावर ग्रिड, और कई अन्य दैनिक उपकरणों को प्रभावी रूप से चार्ज करने के लिए यह एक बड़ा कदम हो सकता है।

बिजली रूपांतरण की प्रकृति इसे अक्षम बनाती है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि, एक कनवर्टर बस जितना अधिक बिजली लेता है उतना उत्पादन नहीं कर सकता है, लेकिन कुछ बिजली की कमी अपरिहार्य हो सकती है, लेकिन इसे थोड़ा अतिरिक्त प्रयास के साथ प्रबंधित और कम किया जा सकता है। वैज्ञानिक गैलियम नाइट्राइड से बने पावर कन्वर्टर्स के साथ प्रयोग कर रहे हैं, जिनमें परंपरागत सिलिकॉन-आधारित कन्वर्टर्स की तुलना में उच्च क्षमताएं और छोटे आकार हैं। दुर्भाग्य से, गैलियम नाइट्राइड डिवाइस 600 वोल्ट से अधिक वोल्टेज रखने में सक्षम नहीं हैं। जब यह डिवाइस चार्ज करने की बात आती है तो यह स्पष्ट रूप से एक बड़ी समस्या प्रस्तुत करता है।

नए डिजाइन के पीछे वैज्ञानिकों की टीम इसे बदलने के लिए निर्धारित थी। उनका नया मॉडल गैलियम नाइट्राइड पावर डिवाइसेस को 1,200 वोल्ट तक वोल्टेज से निपटने की अनुमति देता है। यह एक महत्वपूर्ण सुधार है - और यह केवल प्रोटोटाइप है। अतिरिक्त शोध इंगित करता है कि वैज्ञानिकों को क्षमता को काफी हद तक बढ़ाने में सक्षम होना चाहिए। टीम 3,500-5,000-वोल्ट रेंज के साथ एक डिवाइस बनाने का लक्ष्य रख रही है। यह अवधारणा केवल एक महत्वपूर्ण मौलिक डिजाइन अंतर के कारण संभव है जो इस मॉडल को पिछले पुनरावृत्तियों के अलावा सेट करती है।

"वाणिज्यिक रूप से उपलब्ध सभी उपकरणों को पार्श्व उपकरणों कहा जाता है। तो पूरी डिवाइस गैलियम नाइट्राइड वेफर की शीर्ष सतह पर बनाई गई है, जो लैपटॉप चार्जर जैसे कम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए अच्छा है। लेकिन मध्यम और उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए, लंबवत डिवाइस बहुत बेहतर हैं। ये वे उपकरण हैं जहां वर्तमान, अर्धचालक की सतह के माध्यम से बहने की बजाय, अर्धचालक में वेफर के माध्यम से बहती है। लंबवत उपकरण कितने वोल्टेज का प्रबंधन कर सकते हैं और कितना वर्तमान नियंत्रण करते हैं, इस मामले में बहुत बेहतर हैं। "

टॉमस पालसीओस, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान के एमआईटी प्रोफेसर, माइक्रोसिस्टम्स टेक्नोलॉजी लेबोरेटरीज के सदस्य, और नए पेपर पर वरिष्ठ लेखक

नया मॉडल धाराओं को ऊर्ध्वाधर डिवाइस की एक सतह में और दूसरे से बाहर जाने की अनुमति देता है। यह वैज्ञानिकों के लिए इनपुट और आउटपुट तारों को संलग्न करने के लिए और अधिक जगह बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च वर्तमान भार होता है। इसके अतिरिक्त, इस मॉडल ने मार्गों को रूट करने के लिए आंतरिक अवरोध पर निर्भर होने से दूर किया है। इसके बजाए, वैज्ञानिकों ने एक संकुचित उपकरण का चयन किया, जिससे गेट इलेक्ट्रोड ट्रांजिस्टर को आवश्यकतानुसार चालू और बंद करने की इजाजत देता है।

हालांकि आगे परीक्षण और प्रयोग की आवश्यकता है, वैज्ञानिकों को भरोसा है कि नया डिजाइन वाणिज्यिक स्तर पर अच्छी तरह से काम करेगा। इन प्रगति के साथ, ट्रांजिस्टर के मौलिक डिजाइन ने किसी भी तरह से कभी नहीं देखा है।


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