Tehomuunnoksissa hyötysuhteella on suuri merkitys tänä päivänä, sillä jokaisen hukatun watin katsotaan osaltaan lisäävän ilmaston lämpenemistä ja loppukäyttäjän käyttökustannuksia. Tehomuuntimien perinteinen piipohjaisiin puolijohteisiin perustuva teknologia on saavuttanut suorituskyvyn osalta vakiintuneen tasonsa. Uudet laajan kaistaeron teknologiat, jotka perustuvat piikarbidiin ja galliumnitridiin, ovat osoittautumassa hyötysuhteeltaan paremmiksi.

Suomi sijoittuu yllättävän korkealle, kun verrataan maita sähköautojen ostamisessa. TradingPlatforms-osakekauppasivuston mukaan 18,1 prosenttia Suomessa viime vuonna ostetuista autoista oli sähköautoja. Lukemalla sijoittuu koko maailman vertailussa viidenneksi.

Monet perinteiset ja historiallisesti toimiviksi todetut suojausmenetelmät – esimerkiksi diodit, sulakkeet
ja TVS-komponentit – säilyttävät edelleen asemansa perustason ratkaisuna, mutta ne ovat usein hyötysuhteeltaan kehnoja, suurikokoisia ja huoltoa vaativia. Aktiiviset, älykkäät suojauspiirit lupaavat enemmän.

Sähköajoneuvojen ja teollisuuden tehojärjestelmien uusimmat kehitystrendit vaativat entistä korkeampia jännite- ja hyötysuhdelukemia, mutta lisäksi tarvitaan parempaa turvallisuutta. Eristetyt hilaohjaimet ovat tässä avainasemassa. Samalla hilaohjaimella on mahdollista ajaa sekä piikarbidi- että piipohjaisia MOSFET-tehokytkimiä.

Schneider Electric on julkistanut uuden UPS-laitteen 200–500 kilowatin (400/480 V) luokkaan. Galaxy VL on kolmivaiheinen ja aiempaa kompaktimpi UPS, johon Schneider Electric tuo samalla uudenlaisen Live Swap -suojauksen ensimmäistä kertaa. Live Svap takaa kosketussuojauksen sähkömoduulien lisäämisen tai vaihtamisen aikana, kun UPS on online-tilassa ja toiminnassa.

Normaali päivittäinen toiminta voi saada ihmiskehon latautumaan huomaamatta jopa 10 000 voltin sähkövirralla. Alle 3500 voltin purkaukset jäävät täysin huomaamatta. Ja kuitenkin jo sadan voltin purkaus riittää aiheuttamaan merkittäviä vahinkoja erittäin herkille mikropiireille.

Piikarbidin hyödyntäminen tehojärjestelmissä on tulossa uuteen vaiheeseen. Huomiota kiinnitetään nyt erityisesti järjestelmien kokonaisvaltaiseen suunnitteluun, kytkinkomponenttien luotettavuuteen ja uusiin hilaohjaustekniikoihin, kerrotaan tuoreen ETNdigi-lehden artikkelissa.

Galliumnitridi-pohjaisten tehokomponenttien markkinat kasvavat 1,1 miljardiin dollariin vuonna 2026. Viiden vuoden kuluttua 61 prosenttia GaN-piireistä menee kulutuselektroniikan laitteisiin, ennustaa Yole Developpement tuoreessa tutkimuksessaan.

Uusi tehoelektroniikka lupaa mullistaa esimerkiksi autojen ja älypuhelinten latauksen, mutta lupaa galliumnitridi myös isoja bisnesmahdollisuuksia. Tämän todistaa GaNFast-piireistään tunnettu Navitas Semicondictor.

Integroitujen piirien kehitys on ottanut jatkuvasti isoja kehitysaskelia. Viivanleveys on pienentynyt ja laskentaytimet ovat kehittyneet, kun tavoitteena on ollut suurempi laskenta nopeus ja pienempi tehonkulutus. Uusimmatkaan pienen tehonkulutuksen mikro-ohjaimet eivät itse asiassa ole kovinkaan energiatehokkaita.

Kantama on edelleen sähköautojen laajan yleistymisen suurimpia esteitä. Parissa vuodessa yhdellä latauksella voidaan kuitenkin ajaa tuhat kilometriä. Näin uskoo Karlsruhen teknologiainstituutin eli KIT:n energian varastointijärjestelmien tutkimusta johtava Maxilimian Fichtner.

ETN on saanut valmiiksi erittäin vankan tietopaketin tehoelektroniikasta. Uusi ETNdigi-erikoislehti käsittelee aihealuetta laajasti eri kulmista. Lue paketti ilmaiseksi ja saat vastauksen kaikkeen, mitä olet aina halunnut tehoelektroniikasta tietää. ETNdigissä kerrotaan esimerkiksi tehoelektroniikan uusista materiaaleista eli piikarbidista ja galliumnitridistä. SiC ja GaN tuo uusia ulottuvuuksia ja mahdollisuuksia tehojärjestelmien suunnitteluun ominaisuuksillaan, jotka moniin sovelluksiin sopivat perinteistä piitä paremmin.

Tehoelektroniikkaan keskittyvä ETNdigi-lehti on viimeisiä piirtoja myöten valmis ilmestymään huomenna perjantaina. Alue on mitä kiinnostavin, sillä se vaikuttaa niin moniin laitteisiimme puhelimestamme tulevaan sähköautoomme. Ei siis ihme, että Lübeckin teknillisessä korkeakoulussa kehitetty pikalataustekniikka oli huhtikuun luetuin uutisemme.

Moni mieltää Kiinan suureksi saastuttajaksi, mutta uusiutuvien energiamuotojen käyttäjänä maa on aivan omassa luokassaan. Viime vuonna Kiinan uusiutuvien energiamuotojen tuotantokapasiteetti oli 895 gigawattia.

Sähköautojen myynti kasvaa meilläkin – vaikkakin hitaasti – mutta maailmalla odotetaan jo seuraavaa isoa mullistusta. Tutkimuslaitos Yole Developpement ennustaa, että vuoteen 2025 mennessä ns. kiinteän elektrolyytin akustot tulevat laajasti markkinoille.

1960-1980-luvuilla silloinen Neuvostoliitto lähetti Venera-projektissa useita luotaimia Venuksen pinnalle. Pisimpään vihamielisen planeetan pinnalla toimi Venera 13, joka onnistui lähettämään dataa maahan 2 tunnin ja 7 minuutin ajan. Sen jälkeen elektroniikka hajosi. Piipohjaisilla piireillä Venukseen ei ole asiaa.

Sähköautoissa kehitetään nyt kovaa vauhtia sekä nopeampaa latausta että pidempää kantamaa eli ajomatkaa yhdellä latauksella. Parempaa kohti mennään myös uuden tehoelektroniikan avulla, kuten Infineonin uusi piikarbidipohjainen tehomoduuli osoittaa.

TNO, tutkimuskeskus IMEC ja Eindhovenin teknillinen yliopisto ovat yhteisen Solliance-hankkeensa projektissa valmistaneet maailman tehokkaimman aurinkoenergiaa sähköksi muuttavan perovskiittikalvon. Kyse on lähellä infrapunaa toimivasta kalvosta, jonka hyötysuhde on kasvatettu 18,6 prosenttiin.

Viimeisen 10 vuoden aikana aurinkoenergian hinta on pudonnut lhes puoleen yli 82 prosenttia edullisemmaksi. Seuraava askel kustannustehokkuudessa otetaan piikarbidipohjaisten invertterien myötä.

Qualcomm aikoo tuoda 30 watin langattoman latauksen keskihintaluokan 5G-puhelimiinsa. Sen Snapdragon 750G -sarjan 5G-alustan kylkeen ollaan tuomassa Renesasin P9412-vastaanotinta, jolla 30 watin lataus onnistuu.