過去，由于缺乏高效、經(jīng)濟的斷路器技術(shù)，因而無法在數(shù)據(jù)中心、光伏系統(tǒng)和電信系統(tǒng)的配電網(wǎng)中，或者在飛機、輪船、電動汽車和火車等的機載電網(wǎng)中，充分發(fā)揮直流電的潛力。當前唯一可用的機電斷路器在進行直流電開關(guān)操作時，會引起電弧；此外，它們反應(yīng)慢、質(zhì)量重、操作笨重、價格高昂。


由德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）出資的“NEST-DC”研究項目，旨在對面向直流電網(wǎng)和應(yīng)用且基于半導(dǎo)體的創(chuàng)新型電子斷路器進行基礎(chǔ)研究。這種新型斷路器應(yīng)當能夠又快又安全地接通和關(guān)斷電壓高達1,500V的直流電流，這一點最為重要。NEST-DC項目將對過流閉鎖場效應(yīng)晶體管（OCB-FET）等創(chuàng)新半導(dǎo)體元件進行研究，將針對基于OCB-FET的斷路器，研制出新的結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)，以及開關(guān)拓撲，并執(zhí)行測試；將在機載電網(wǎng)、電動交通、光伏系統(tǒng)以及直流配電網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，開展示范項目以展示研究成果。

NEST-DC合作伙伴的研究任務(wù)分配

NEST-DC項目的合作伙伴覆蓋了從半導(dǎo)體芯片，一直到直流電網(wǎng)系統(tǒng)的整條價值鏈。團隊成員包括不來梅大學(xué)電氣驅(qū)動電力電子設(shè)備學(xué)院（IALB），以及空中客車集團、E-T-A ElektrotechnischeApparate GmbH、西門子股份公司和英飛凌科技股份公司（負責項目協(xié)調(diào)）等4家企業(yè)。此外，這個項目還得到了總部設(shè)在德國紐倫堡的歐洲電力電子中心（ECPE）的支持。

在這個項目中，不來梅大學(xué)電氣驅(qū)動電力電子設(shè)備學(xué)院將負責研究和模擬適用于OCB-FET的新型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，對新開發(fā)的斷路器進行靜態(tài)和動態(tài)測定，以及測試它們的散熱性能和破壞極限?？罩锌蛙嚰瘓F創(chuàng)新部將負責確定航空應(yīng)用的要求，研究適宜的拓撲，以及與NEST-DC合作伙伴共同開發(fā)示范項目?？罩锌蛙嚰瘓F將在德國Ottobrunn執(zhí)行硬件測試。

西門子將側(cè)重于研究斷路器的結(jié)構(gòu)和連接技術(shù)。E-T-A ElektrotechnischeApparate將負責確定工業(yè)應(yīng)用的要求，以及與合作伙伴一道，驗證斷路器在最高1,500V電壓下的性能。英飛凌是項目牽頭人，將發(fā)揮其在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)專長，對計劃用于OCB-FET的功率半導(dǎo)體進行研究。

在重點資助領(lǐng)域“旨在提高能效的功率電子技術(shù)”范疇內(nèi)，NEST-DC研究項目從德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）獲得了大約230萬歐元資助。這個項目已2013年10月啟動，將持續(xù)三年。NEST-DC是德語“適用于可再生能源和機載電網(wǎng)的創(chuàng)新型電子直流斷路器”的縮寫。