【国际时事】美国阿肯色大学宋晓青教授获美国国家自然科学基金援助，研究基于氧化镓的电动汽车牵引逆变器

电气工程与计算机科学系助理教授宋晓青

        美国国家自然科学基金会（National Science Foundation）向电气工程与计算机科学系助理教授宋晓青提供了30万美元资助，以支持研究项目，该项目重点是推进高密度和高操作温度牵引逆变器的发展。该项目探索了将氧化镓封装的功率模块整合到电动汽车中，以提高电动汽车的功率密度和温度范围。

        与美国国家可再生能源实验室（National Renewable Energy Laboratory）合作，致力于创新功率模块封装，建立氧化镓功率器件的可靠策略，并展示高密度、高温牵引逆变器的能力。

        宋教授表示：“通过消除氧化镓器件集成的技术壁垒，该项目将促进下一代高密度、高工作温度的功率转换器的发展。”

        牵引逆变器负责将存储的直流（DC）电能转换为交流（AC）电能，驱动电动机。氧化镓技术将极大地使牵引逆变器受益。宋表示：“氧化镓可以使牵引逆变器更小、更轻、更高效，能够在更宽泛的温度范围内运行。与传统硅和宽禁带半导体相比，氧化镓具有更大的带隙能量。能够提供高击穿电强度、低本征载流子浓度和相应高的工作温度。”

        该项目目前面临的挑战是氧化镓的热导率低，阻碍了有效的热传导。宋教授概述了开发先进的功率模块封装技术的计划，以实现低热阻、低寄生电感和高温运行能力。

        宋教授表示：“美国国家可再生能源实验室在功率模块仿真、制造和表征方面拥有丰富的经验，以及评估和设计高效可靠电力电子系统的世界一流实验和实验室能力。首席研究员将与他们合作设计和开发用于汽车应用的基于氧化镓的高密度和工作温度的牵引逆变器。该项目将有助于建立与国家可再生能源实验室的长期合作关系，促进超宽带隙功率半导体器件的进一步研究和开发。”

        宋教授分享说明，与美国国家可再生能源实验室的合作旨在设计和开发基于氧化镓的高密度和高工作温度的牵引逆变器，促进长期合作伙伴关系，推动超宽带隙功率半导体器件的进一步研究。并且还补充道：“其他应用包括电力网格、数据中心、可再生能源、太空和国防等。”

        他认为，该项目的成功将为氧化镓器件建模、封装、栅极驱动、保护和在功率转换器中的应用提供宝贵的见解。这些进展有望促进交通电气化的进展，并在极端环境中应用氧化镓技术。

        宋教授表示：“在研究中获得的成就和经验将支持和推动学术领军人未来在半导体器件、多物理分析、功率模块封装和高性能电力电子方面的跨学科研究活动。其他广泛影响还包括对STEM（科学、技术、工程和数学）领域下一代人才的教育和培养，鼓励更多的女性和少数族裔参与电气工程，特别是在宽禁带和超宽禁带半导体器件、功率模块封装和电力电子领域，提供实验室实践经验。”