AI giúp tối ưu hóa bộ chuyển đổi điện tử công suất

AI giúp tối ưu hóa bộ chuyển đổi điện tử công suất

    AI giúp tối ưu hóa bộ chuyển đổi điện tử công suất
    của Đại học Cardiff

    AI helps optimise power electronic converters
    Sự cân bằng giữa các thông số hiệu suất điện tử công suất. Ảnh: IEEE Open Journal of Power Electronics (2022). DOI: 10.1109 / OJPEL.2022.3204630
    Một cách mới và hiệu quả hơn để tạo mô hình và thiết kế bộ chuyển đổi điện tử công suất sử dụng trí thông minh nhân tạo (AI) đã được tạo ra bởi một nhóm chuyên gia từ Đại học Cardiff và Máy xúc tác các ứng dụng bán dẫn phức hợp (CSA).

    Phương pháp này đã giảm thời gian thiết kế công nghệ lên đến 78% so với các phương pháp truyền thống và được sử dụng để tạo ra một thiết bị có hiệu suất trên 98%.

    Các phát hiện của nhóm đã được công bố trên Tạp chí Mở IEEE về Điện tử Công suất và Giao dịch IEEE về Điện tử Công suất.

    Bộ chuyển đổi điện năng là một thiết bị điện để chuyển đổi năng lượng điện. Nó có thể chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) và ngược lại hoặc thay đổi điện áp hoặc tần số của dòng điện. Bộ chuyển đổi điện năng được sử dụng trong nhiều loại công nghệ, từ điện thoại di động, máy tính và ti vi đến năng lượng tái tạo và xe điện.

    Các phương pháp thiết kế bộ chuyển đổi công suất hiện tại chủ yếu dựa vào các mô hình toán học phức tạp, điều này làm tăng đáng kể thời gian tính toán và độ phức tạp của quá trình thiết kế. Một bộ chuyển đổi điện tử công suất được thiết kế tốt phải có hiệu suất cao, khối lượng nhỏ, nhẹ và có chi phí thấp và tỷ lệ hỏng hóc thấp. Do đó, mục tiêu chính của phương pháp thiết kế bộ chuyển đổi điện là xác định sự cân bằng tốt nhất giữa các chỉ số hiệu suất này.

    Trong nghiên cứu của mình, nhóm đã khám phá một phương pháp thiết kế mới bằng cách sử dụng một loại AI được gọi là mạng thần kinh nhân tạo (ANN), sử dụng các thuật toán và hệ thống tính toán bắt chước các mạng thần kinh được kết nối với nhau của não người. ANN đã được đào tạo dựa trên tập dữ liệu hiện có gồm hơn 2.000 thiết kế, vì vậy nhóm có thể chọn thiết kế phù hợp nhất cho hiệu quả và mật độ công suất mong muốn của họ.

    Nhóm đã chọn bốn thành phần chính cho thiết kế dựa trên ANN, bao gồm bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET) gali nitrat (GaN), cuộn cảm, tụ điện và tản nhiệt.

    Cách tiếp cận thiết kế đã được xác nhận thông qua các thử nghiệm thử nghiệm trên bộ nghịch lưu một pha dựa trên GaN được tạo ra bằng cách sử dụng thiết kế được chỉ định. Hiệu suất và mật độ năng lượng của thiết bị rất phù hợp với thiết kế và trong phạm vi của các thiết bị hiện có, làm cho nó có tính cạnh tranh về mặt kỹ thuật và khả thi về mặt thương mại.

    Đồng tác giả của nghiên cứu, Tiến sĩ Wenlong Ming, Giảng viên Cao cấp tại Đại học Cardiff và Thành viên Nghiên cứu Cấp cao tại CSA Catapult, cho biết, "Các phương pháp mô phỏng / mô phỏng thoáng qua chính xác và nhanh chóng là điều cần thiết để tối ưu hóa hiệu quả và nhanh chóng hiệu suất của thiết bị điện tử công suất băng thông rộng . Chúng tôi rất vui được làm việc cùng với CSA Catapult để giải quyết khoảng cách này. "

    Đồng tác giả của nghiên cứu, Tiến sĩ Ingo Lüdtke, Trưởng bộ phận Điện tử Công suất tại CSA Catapult, cho biết, "Việc tối ưu hóa thiết kế điện tử công suất tự động cho phép khai thác triệt để lợi thế của bán dẫn công suất dải tần rộng khi so sánh với các đối tác silicon của họ. Chúng tôi rất vui được làm việc với Đại học Cardiff trong lĩnh vực sáng tạo này. "

    Zalo
    Hotline