I-Corps: Highly Scalable Differential Power Processing Architecture

I-Corps:高度可扩展的差分电源处理架构

基本信息

  • 批准号:
    2348571
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-02-15 至 2025-01-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this I-Corps project is the development of more efficient schemes for power processing and delivery for potential markets such as photovoltaics and data centers. Typical solar installations can fall far short of harvesting even the incident power when only part of a panel is shaded. The project would utilize an architecture that has not been successfully commercialized in this industry. Successful implementation would mean better utilized solar installations with smaller and cheaper power electronics, helping decarbonize the US electrical grid. For data centers, power must be stepped down from a high voltage DC bus to many low voltage CPU loads, leading to significant losses. In this case, the proposed power processing scheme could result in much lower losses, thus enabling greater efficiency and cost savings in this increasingly energy-hungry application space.This I-Corps project is based on the development of a scalable control scheme for a differential power processing architecture that reduces costs and could spur adoption. The proposed architecture utilizes many (smaller, lighter-rated, and potentially cheaper) power converters to better optimize power utilization using differential power processing (DPP). Traditional approaches might use one large power converter to process power that would end up not harvesting/delivering the maximum utilizable power. The key advantage of DPP architectures is that individual power converters only process the difference in power between their respective sources or loads and that most of the power does not need to be processed by any converter at all, leading to efficiency gains. The novelty of this project’s implementation is that control of individual converters can be decentralized, leading to higher reliability and lower costs.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这个I-Corps项目的更广泛的影响/商业潜力是为潜在市场(如光电和数据中心)开发更有效的电力处理和输送方案。典型的太阳能装置可能远远达不到收获甚至入射功率时,只有一部分的面板是阴影。该项目将利用一个在该行业尚未成功商业化的架构。成功实施将意味着更好地利用太阳能装置,更小,更便宜的电力电子设备,帮助美国电网脱碳。对于数据中心,必须将功率从高压DC总线逐步降低到许多低压CPU负载,从而导致显著的损耗。在这种情况下,拟议的功率处理方案可能会导致更低的损耗,从而在这个日益耗电的应用领域实现更高的效率和成本节约。该I-Corps项目基于为差分功率处理架构开发可扩展的控制方案,可降低成本并可能刺激采用。所提出的架构利用许多(更小,更轻的额定值,并可能更便宜)的功率转换器,以更好地优化使用差分功率处理(DPP)的功率利用率。传统方法可能使用一个大型功率转换器来处理功率,这最终将不会收获/输送最大可用功率。DPP架构的主要优势在于,单个功率转换器仅处理其各自电源或负载之间的功率差,并且大部分功率根本不需要由任何转换器处理,从而提高效率。该项目实施的新奇在于,单个转换器的控制可以分散,从而提高可靠性并降低成本。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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