Verdens mindste effektkonverter skal holde fremtidens elektronik køligt
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Verdens mindste effektkonverter skal holde fremtidens elektronik køligt

Illustration: Ahmed Morsi Ammar

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.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Findes nogle oplysninger om den udover størrelse, f.eks. effekt, spænding, strøm, effektiviteten, arbejdsfrekvens, induktiv type eller kapacitiv type?
Hvis induktiv, er det en Buck/Boost/Flyback type og hvilken type?
De skriver temperaturen er et problem - er større effekttab på grund af meget mindre størrelse?

Der er ikke meget info. Man kan lave ekstrem små strømforsyninger på chips - i nogle tilfælde bruges switch-capacitor i stedet for induktive typer. Så størrelse i sig selv, er ingen nyhed, med mindre den driver stor strøm.

  • 9
  • 0

"skal holde fremtidens elektronik køligt" impliserer befre effektivitet enn konkurrentene, samtidig som effektivitet\tap ikke nevnes med ett ord. det er ikke tillitsvekkende, "i call humbug":-)

  • 1
  • 1

@Jens D. Madsen

It is an inductive buck converter with maximum input voltage of 5.5V, output voltage of 1.2V and maximum output current of 1A. The efficiency is 2% higher than the state of the art converters in the same category running at similar switching frequency and control bandwidth.

Integrating inductors in a “chip” is a great challenge for high-density power converters that is why there are no commercial DC-DC converter with integrated inductors on the same die. Intel is an exception with their 1.8V on-chip inductive DC-DC converters used in some of their microprocessors.

All the commercial 5V DC-DC converters with integrated inductors are manufactured by “co-packaging” using different packaging technologies.

The key technology behind the converter mentioned in the article is a silicon wafer process which is developed at DTU during the past 4 years. This process enables novel integration methods, packaging, thermal management and mechanical assembly.
I hope this answers your questions.

  • 5
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten