Ny teknologi bag verdens mindste effektkonverter
Fem unge forskere fra DTU har udviklet en ny teknologi til at producere en effektkonverter, der er formet som en lille terning og måler et par millimeter på hver led. Det oplyser universitetet i en pressemeddelelse.
Udviklingen af fremtidens mobiltelefoner og laptops fokuserer på, at størrelsen skal være stadig mindre, mens hastigheden skal øges og nye funktioner tilføjes. I dag fungerer en mobil ikke blot som telefon, men er et helt lille kommunikations- og underholdningscenter med kamera, gps, internetbrowser, sensorer, ga-mingcenter og meget mere.
Energikilden til mobilen kommer enten fra et USB-stik forbundet med elnettet eller fra et batteri. De elektroniske komponenter til de forskellige funktioner i mobilen er dog drevet af mange forskellige spændingsdomæner. Et effektleveringssystem sørger derfor for at konvertere spændingen fra USB eller batteri til de mange spændingsdomæner. Ofte er der brug for op til 15 forskellige spændingsdomæner, som hver kræver en effektkonverter. De mange effektkonvertere optager således meget plads.
Flaskehalsen er fjernet
Interessen for at skabe mindre effektkonvertere er derfor stor. Den store udfordring i den forbindelse er temperaturen. De små elektriske kredsløb bliver let meget varme, helt op til 80 grader, hvilket hverken er ønskeligt, når man skal holde på mobilen, eller sikkerhedsmæssigt forsvarligt, da det øger risikoen for kortslutning og brand.
- I vores nye teknologi anvender vi et nyt materiale som underlag for de elektriske kredsløb i konverteren, nemlig silicium. Silicium forhindrer, at der dannes såkaldte hotspots med meget høje temperaturer. Den nye konverter bliver højst omkring 45 grader, og det er helt acceptabelt, siger Yasser Nour, DTU Elektro, der er en af forskerne bag den nye konverter.
- Silicium har derudover andre fordele, fordi det findes naturligt i rigelige mængder og derfor er både bæredygtigt og billigt at anvende, siger Yasser Nour.
På underlaget af silicium integrerer forskerne de forskellige aktive og passive komponenter i konverteren. Det sker ved at bygge dem op tredimensionelt, lag på lag, nærmest ligesom med en 3D-printer.
Stor interesse fra virksomheder
Der er et stort marked for den nye konverter, ikke blot i mobiltelefoner, men også i eksempelvis bærbare computere, høreapparater eller wearables, der kontinuerligt måler data fra brugerens krop eller fra omgivelserne.
- Disse elektroniske apparater har også behov for at kunne bearbejde en stadig større mængder data hurtigt. De kræver derfor mere strøm, samtidig med at de skal være så små som mulige. Det er her vores nye teknologi virkelig kommer til sin ret, siger forsker Ahmed Morsi Ammar, der også har deltaget i udviklingen af konverteren.
Yasser Nour, Ahmed Morsi Ammar, Pere Llimós Muntal, Dennis Øland Larsen og Hoá Lê Thanh arbejder i øjeblikket på at skabe deres egen virksomhed på baggrund af den nyudviklede effektkonverter. De første potentielle kunder har allerede meldt sig og vil inden længe få tilsendt et prøveeksemplar af transformeren, så de har mulighed for selv at teste den.
