Los resultados del concurso de Google para el inversor más eficiente
Inversor del segundo ganador, el equipo de Schneider ElectricHace casi dos años, Google anunció el Little Box Challenge con un premio de $ 1 millón para desarrollar el inversor compacto más eficiente que convierte la corriente continua en corriente alterna. Para ganar, fue necesario crear un inversor de dos kilovatios con una densidad de potencia específica de al menos 50 vatios por pulgada cúbica (3.05 W por cm 3 ).A modo de comparación, un inversor de CC convencional para el encendedor de cigarrillos de un automóvil tiene una densidad de 1-2 vatios por pulgada, y los inversores muy costosos para paneles solares tienen aproximadamente 5 vatios por pulgada cúbica. Es decir, Google quiere que alguien proponga un diseño que sea un orden de magnitud superior a las características de los que están disponibles ahora.Sorprendentemente, el ganador del Little Box Challenge no solo cumplió con las condiciones de la competencia, sino que mostró un resultado mucho mejor. El ganador fue el equipo de CE + T Power. También se publica una descripción técnica del dispositivo .El inversor propuesto se suministra en una carcasa con un volumen de 225,6 cm 3 (6,35 x 4,1 x 8,7 cm), es decir, un inversor de dos kilovatios se puede sostener en la mano. Con tal volumen, la densidad de energía es 8.87 W / cm 3 .La principal innovación técnica en la invención fue el uso de transistores basados en nitruro de galio (GaN) y un sistema de enfriamiento muy eficiente.Los transistores de nitruro de galio tienen características eléctricas únicas: este es un gran intervalo de banda, alta movilidad de los portadores de carga y sus tasas de saturación, gran conductividad térmica, etc., que garantiza la creación de dispositivos basados en ellos con valores récord de potencia, voltaje y corriente, y también les da una ventaja sobre los dispositivos MOSFET e IGBT comunes. Además, los transistores GaN son más baratos de fabricar.Los ingenieros del equipo CE + T Power lograron eliminar las deficiencias de los transistores de nitruro de galio: dificultad para controlar, sensibilidad al ruido electromagnético y una caída de voltaje grave cuando el transistor está apagado.
Para un enfriamiento efectivo, todos los componentes están ubicados alrededor del enfriador. El movimiento de los flujos de aire se calcula cuidadosamente.
Incluso la forma de los agujeros en el radiador se pensó especialmente para encontrar un compromiso entre un enfriamiento eficiente y una recolección mínima de polvo y desechos en los agujeros.
Según los términos de la competencia, la temperatura de la carcasa exterior no debe superar los 60ºC. Los modelos 3D de todos los radiadores se verificaron en el simulador y se eligió la forma más efectiva en forma de panales de abeja.
Un enfoque de ingeniería competente trajo los merecidos millones de dólares al equipo de CE + T Power.Otros finalistas incluyeron un inversor del equipo Schneider Electric (6,1 W / cm 3 ) y un inversor Virginia Tech (3,7 W / cm 3 ).Source: https://habr.com/ru/post/es391329/
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