Feriekamera, vejviser, kalender og digitalt shoppingcenter: Nutidens telefoner kan meget mere end bare at ringe og skrive beskeder, og der bliver hele tiden tilføjet nye egenskaber.
Men for hver funktion skal telefonen bruge en effektkonverter, der leder strømmen sikkert fra batteriet eller elnettet ud til spændingsdomænet. Derfor skal effektkonverterne være så små som muligt. Men problemet med konverterne er, at de er bygget på et keramisk underlag, så de bliver meget varme. Og jo mindre, man bygger dem, des varmere bliver de.
Nu har fem unge forskere fra DTU Elektro præsenteret en ny effektkonverter med et nyt underlag, der skal holde telefoner og anden elektronik kølige. Det skal den gøre på trods af sin lille størrelse, der med et par millimeter på hvert led gør den til verdens mindste. Det skriver DTU i en pressemeddelelse.
»Hvert år dukker der nye funktionaliter op i telefoner - flere sensorer, flere kameraer - men telefonerne bliver ikke større. De kræver mere strøm, men de har kun batteriet til at generere energien, så jo flere funktionaliteter, du tilføjer, des flere effektkonvertere skal du bruge,« siger Yasser Nour, som er en af forskerne bag den nye effektkonverter, til Ingeniøren.
Silicium er nøglen
Det er ikke kun telefoner, der kan få glæde af mindre effektkonvertere, som genererer mindre varme. Også headsets, smartwatches, bærbare computere og høreapparater skal bruge små konvertere, som ikke bliver for varme. Og lille er den nye effektkonverter i hvert fald - den måler 2,2 mm i længden og 1,5 mm i højden.
»I de nuværende effektkonvertere har du en centraliseret chip omringet af minikomponenter - og en meget lav frekvens. De kan håndtere varmen, fordi de er store. Men hvis du gør dem mindre med den nuværende teknologi, bliver de meget varme,« siger Yasser Nour.
DTU-forskerne har bygget komponenterne i den nye effektkonverter ovenpå et underlag af silicium. Materialet forhindrer, at der bliver dannet såkaldte hotspots med meget høje temperaturer. I en almindelig effektkonverter kan temperaturen nå helt op på 80 grader, men med silicium som underlag bliver konverteren højst 45 grader.
Udviklingen af den nye effektkonverter har taget forskerne tre år, og det har krævet, at forskerne er startet helt forfra i designprocessen, fortæller Yasser Nour.
»Vi var nytænkt hele konverterens struktur,« siger han.
De fem forskere er nu i gang med at starte deres egen virksomhed for at brede den nyudviklede effektkonverter ud.
