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中国铁合金网讯：
一项支撑发电和电力消费的技术不断发展正在推高结合了硅、碳和电子金属镓的新型新型微芯片的需求。
爱丁堡大学电力电子学系主任斯蒂芬教授说：“当我们想到数字时代，我们通常会考虑通信和数据的处理以及执行计算。但还有另一个重要领域，即功率控制。”芬尼说。
连接不同国家电网的互连器、工厂、手机或单个 LED 灯泡等庞大的系统都依赖于能够控制、测量和转换电力的微芯片系统。全球产生的能量中有 80% 以上通过某种电力电子设备。隐藏在网格基础设施中以及设备和机器内部，许多人不知道该技术。
“我们在疫情封锁期间吃的所有饼干面包都是使用电力电子设备制成的，”英国研究与创新挑战总监Will Drury说。 “运行机器的最有效且通常是唯一的方法是改变它接收的电力的数量和形式。数据中心消耗大量电力，需要电力电子设备来使它们能够负担得起运行。”
手机是一个微型电源系统。直流电池由 50Hz 交流电网充电，不同的组件需要不同的电压。
“如果您想知道为什么今天您的笔记本电脑或手机充电器的电源要小得多，那是因为人们在其中构建电力电子设备方面做得更好。而且该设备未来将会有更多的变化，”芬尼说。
1950 年代的电力主要来自旋转涡轮机。通过控制燃料量和调节速度，它产生了一个固定频率的交流电网。 “现在我们谈论的是千兆瓦的风力发电和大量的光伏发电，”芬尼说。 “我们需要从可用的能量中获取最大量的能量。我们需要电力电子设备来连接海上风电，并使用高压直流电远距离传输电力，并连接国家电网进行汇集，”他说。
电力生产和消费方式的改变将需要固态（半导体）变电站和变压器以及传递信息和使用临时存储的智能电网。英国面临的问题在于它是进口这项技术还是寻求制造一些自己的技术。
所有这些进步也需要新材料。传统上，硅用于电力电子设备，但随着需求的增加，科学家和工程师开始寻找新材料——化合物半导体。在化合物半导体中，晶片由两种或多种元素化学结合在超高纯度晶格中制成。这种组合使得可以获得一些重要的特性成为可能。碳化硅（硅与碳结合）和氮化镓（镓和氮）被称为宽带隙半导体。这意味着它们处理的电压比硅高得多，这就是为什么它们对电力电子设备如此重要并且对不断发展的电动汽车行业至关重要。
“汽车半导体有很大的市场潜力，这就是我们需要继续投资的原因，”德鲁里说。英国在电力电子领域有着悠久的历史——威尔士的一家公司自 1970 年代以来一直在制造工业驱动器——连接到电机的电力电子转换器。
英国政府于2011年启动了一项电力电子战略，着眼于关键增长领域，随后于 2019 年 8 月启动了“驱动电气革命挑战”，并由工业战略挑战基金提供了 8000 万英镑（1.1 亿美元）的资金。目标是使英国成为支持电气化的核心技术制造领域的全球领导者——电力电子、电机和驱动器 (PEMD)，并加速供应链发展。
迄今为止，该基金已在四个工业化中心投资了 3300 万英镑，旨在通过使企业和研究人员能够开发和扩展新的 PEMD 技术和制造工艺来支持英国的研究和开发。它还为 40 多个项目提供了约 4,000 万英镑的资金，从风力涡轮发电机到船舶电力推进，从农用车辆的电动轮毂电机到核冷却系统组件。
零碳排放目标
“电力电子是一场应对日益增长的电力消耗的竞赛，”德鲁说。 “如果没有电力电子，我们就无法实现净零碳排放，”他说。
电力电子是未来的技术。随着所有行业都在努力提高能源效率并减少二氧化碳排放，电力电子将发挥关键作用。
内容来源：阿格斯金属
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