基于氮化鎵（GaN）的新型功率晶體管可使功率電子器件開關(guān)頻率高于硅基功率器件，優(yōu)點包括增加單位體積和重量內(nèi)的功率密度、降低成本、減少材料消耗和增加移動系統(tǒng)的效率。

為促進未來高頻功率電子器件技術(shù)方案和概念的發(fā)展，德國于7月1日啟動為期三年、名為“氮化鎵-諧振-效率，氮化鎵基高集成高頻率功率電子器件”的項目。該項目由德國聯(lián)邦教育和研究部的“增加能量效率功率電子”資金提供支持，總額約為1200萬歐元。項目參與者包括弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所、勝美達組件和模塊有限公司、利勃海爾電子有限公司，三者分別在功率電子、感應器件和航空電子領(lǐng)域具有豐富的專業(yè)知識，在此次項目的開展中可形成良好的互補。

該項目將基于氮化鎵晶體管開發(fā)出開關(guān)頻率大于1MHz、工作功率達到3kW的諧振直流-直流轉(zhuǎn)換器。弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所表示，要同時取得超高開關(guān)頻率和高傳輸功率需要使用創(chuàng)新的感應器件，也是該項目的主要內(nèi)容。由于高功耗損失，現(xiàn)有方法限制了器件實際的開關(guān)頻率，不適合未來應用。因此，需要研發(fā)可同時實現(xiàn)高功率密度和高效率的器件，而這僅能通過感應器件的創(chuàng)新來實現(xiàn)，包括核心材料和幾何版圖、繞組結(jié)構(gòu)和冷卻概念。

在控制領(lǐng)域中，為保證與所施加的開關(guān)頻率同步，該項目提出發(fā)展高頻率器件，并帶來新的問題，如包括寬帶數(shù)據(jù)采集和信號處理。為了利用高開關(guān)頻率的優(yōu)點，通過計算功率來控制直流-直流轉(zhuǎn)換器，必須增加類似量的器件，如開關(guān)頻率或者控制器件必須由模擬器件實現(xiàn)。

在研的諧振電壓轉(zhuǎn)換器的一種可能應用是航空電子設(shè)備，其對緊湊性和低重量有嚴格要求。有害排放物的量（該數(shù)字值得特別關(guān)注，特別是在高海拔地區(qū)）可通過降低系統(tǒng)重量來減少。由于具有更高的功率密度，該技術(shù)也適合于其他要求空間小、重量輕、冷卻力弱等移動應用場合。

另一種應用是作為服務器和通信電子的電源。目前，全球通信基礎(chǔ)設(shè)施的能源消耗在總消耗中占有巨大比例。除節(jié)約材料外，該技術(shù)還可以降低功率損耗。弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所表示，這技術(shù)不僅能提高效率，還降低對冷卻的需求。

（工業(yè)和信息化部電子科學技術(shù)情報研究所張倩）