【導(dǎo)讀】相比于如今使用的常規(guī)交流電，直流電具有諸多優(yōu)點(diǎn)：譬如，在電網(wǎng)和電氣設(shè)備中的損耗比交流電低5%-7%。直流電能更高效地將可再生能源電能輸入電網(wǎng)和儲(chǔ)能設(shè)備，提高電網(wǎng)可靠性；使用直流電，可以制造出外形更加緊湊的電氣設(shè)備。
過(guò)去，由于缺乏高效、經(jīng)濟(jì)的斷路器技術(shù)，因而無(wú)法在數(shù)據(jù)中心、光伏系統(tǒng)和電信系統(tǒng)的配電網(wǎng)中，或者在飛機(jī)、輪船、電動(dòng)汽車和火車等的機(jī)載電網(wǎng)中，充分發(fā)揮直流電的潛力。當(dāng)前唯一可用的機(jī)電斷路器在進(jìn)行直流電開(kāi)關(guān)操作時(shí)，會(huì)引起電??；此外，它們反應(yīng)慢、質(zhì)量重、操作笨重、價(jià)格高昂。
由德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）出資的“NEST-DC”研究項(xiàng)目，旨在對(duì)面向直流電網(wǎng)和應(yīng)用且基于半導(dǎo)體的創(chuàng)新型電子斷路器進(jìn)行基礎(chǔ)研究。這種新型斷路器應(yīng)當(dāng)能夠又快又安全地接通和關(guān)斷電壓高達(dá)1,500V的直流電流，這一點(diǎn)最為重要。NEST-DC項(xiàng)目將對(duì)過(guò)流閉鎖場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OCB-FET）等創(chuàng)新半導(dǎo)體元件進(jìn)行研究，將針對(duì)基于OCB-FET的斷路器，研制出新的結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)，以及開(kāi)關(guān)拓?fù)?，并?zhí)行測(cè)試；將在機(jī)載電網(wǎng)、電動(dòng)交通、光伏系統(tǒng)以及直流配電網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，開(kāi)展示范項(xiàng)目以展示研究成果。
NEST-DC合作伙伴的研究任務(wù)分配
NEST-DC項(xiàng)目的合作伙伴覆蓋了從半導(dǎo)體芯片，一直到直流電網(wǎng)系統(tǒng)的整條價(jià)值鏈。團(tuán)隊(duì)成員包括不來(lái)梅大學(xué)電氣驅(qū)動(dòng)電力電子設(shè)備學(xué)院（IALB），以及空中客車集團(tuán)、E-T-A ElektrotechnischeApparate GmbH、西門子股份公司和英飛凌科技股份公司（負(fù)責(zé)項(xiàng)目協(xié)調(diào)）等4家企業(yè)。此外，這個(gè)項(xiàng)目還得到了總部設(shè)在德國(guó)紐倫堡的歐洲電力電子中心（ECPE）的支持。
在這個(gè)項(xiàng)目中，不來(lái)梅大學(xué)電氣驅(qū)動(dòng)電力電子設(shè)備學(xué)院將負(fù)責(zé)研究和模擬適用于OCB-FET的新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，對(duì)新開(kāi)發(fā)的斷路器進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)定，以及測(cè)試它們的散熱性能和破壞極限?？罩锌蛙嚰瘓F(tuán)創(chuàng)新部將負(fù)責(zé)確定航空應(yīng)用的要求，研究適宜的拓?fù)?，以及與NEST-DC合作伙伴共同開(kāi)發(fā)示范項(xiàng)目?？罩锌蛙嚰瘓F(tuán)將在德國(guó)Ottobrunn執(zhí)行硬件測(cè)試。
西門子將側(cè)重于研究斷路器的結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)。E-T-A ElektrotechnischeApparate將負(fù)責(zé)確定工業(yè)應(yīng)用的要求，以及與合作伙伴一道，驗(yàn)證斷路器在最高1,500V電壓下的性能。英飛凌是項(xiàng)目牽頭人，將發(fā)揮其在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)專長(zhǎng)，對(duì)計(jì)劃用于OCB-FET的功率半導(dǎo)體進(jìn)行研究。
在重點(diǎn)資助領(lǐng)域“旨在提高能效的功率電子技術(shù)”范疇內(nèi)，NEST-DC研究項(xiàng)目從德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）獲得了大約230萬(wàn)歐元資助。這個(gè)項(xiàng)目已2013年10月啟動(dòng)，將持續(xù)三年。NEST-DC是德語(yǔ)“適用于可再生能源和機(jī)載電網(wǎng)的創(chuàng)新型電子直流斷路器”的縮寫(xiě)。
