Jonas Ekman
Ett genuint lagarbeter möjliggjorde det projekt som nu ska genomföras. Professor Giulio Antonini, University of L’Aquila och gästprofessor vid Luleå tekniska universitet, Jonas Ekman, professor industriell elektronik, och Maria De Lauretis som nyligen la fram sin doktorsavhandling inom ämnesområdet. Foto: Linda Alfredsson Visa originalbild , Öppnas i nytt fönster/flik

PEEC-gruppen får projektbidrag från Vetenskapsrådet

Publicerad: 23 januari 2019

Forskning inom elektrodynamisk modellering vid Luleå tekniska universitet ska förhoppningsvis bidra till mer energieffektiva kraftelektronikkomponenter. Projektet Modeller för skineffekt för modellering av kommande generationers krafthalvledarmoduler har fått finansiering av Vetenskapsrådet.

En stor del av den globala energin förbrukas som elektrisk energi, därför spelar kraftelektroniksystem en nyckelroll i framtidens energisystem. Ofta konverteras elektrisk energi flera gånger av kraftelektronikkomponenter i elektriska system innan den slutanvänds. Kraftelektronikapplikationer används till intelligent styrning av till exempel motorer, fläktar och pumpar och om systemen effektiviseras kan det alltså bidra till stora vinster i form av energibesparingar.

– Faktum är att modulerna som rymmer halvledarkomponenterna är ansvarig för majoriteten av förlusterna. Och den valda halvledartekniken påverkar effektiviteten i kraftelektroniken generellt, säger Jonas Ekman, professor i industriell elektronik och den som ska leda projektet.  

Med hjälp av ny teknik har det redan gjorts stora framsteg inom energieffektivisering av kraftelektroniska applikationer. Men införandet av den nya tekniken, så kallad wide bandgap (WBG), är inte okomplicerad. De nya WBG-kraftenheterna arbetar med högre frekvenser och temperatur än tidigare generationer och just förpackningstekniken är en flaskhals. Dessa problem resulterar i en så kallad halvpräglad skineffekt som påverkar systemegenskaperna.

– De numeriska tekniker som används för att studera de här systemen ger inte den nödvändiga höga noggrannhet som den nya tekniken kräver när det gäller extraktion och optimering av parasitiska komponenter. De nya halvledarkomponenterna och dess nya förpackningsteknik kräver nya analys- och modelleringstekniker som stöd, säger Jonas Ekman.

I projektet ska forskarna inom PEEC-gruppen, under ledning av Jonas Ekman, analysera paketlayouterna för WGB genom en vidareutveckling av PEEC-metoden (Partial Element Equivalent Circuit) för elektrodynamisk analys. Den elektromagnetiska modellen kommer att syntetiseras till en kretsbeskrivning som korrekt beskriver förpackningen både i frekvens- och tidsdomänen. Modellen kommer att stödja designprocessen genom att både accelerera och optimera den.

– Med hjälp av modellen kommer vi att kunna bidra till att påskynda införandet av WBG i kraftelektronikapplikationer, och på sikt maximera energieffektiviteten i dessa system.

Kontakt

Jonas Ekman

Jonas Ekman, Professor, Prefekt

Telefon: 0920-492828
Organisation: Elektroniksystem, EISLAB, Institutionen för system- och rymdteknik

Taggar