ETRIが開発した MCT 全力半導体パッケージサンプルとWafer
パルスパワーは低い全力で日程時間電気エネルギーを保存・圧縮してから非常に短い時間の間大量のエネルギーを爆発的に噴き出す技術だ. 主にレールガン, 軍艦, 戦闘機, ミサイルなど国防分野と電子アクセレレーター, ガス・数処里, プラズマ発生器, レーザーシステムなど多様な産業分野に活用されている.
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現在開発された 1400V 及び 2500V級 MCT 全力半導体は単独で使う場合何 MJ 程度のエネルギーを処理することができます. しかしレールガンに必要なエネルギーは数十 MJ 以上であり, これのためにはいくつかの MCT 全力半導体を並列で連結しなければなりません.
正確なエネルギー処理用量は次のような要因によって変わります.
MCT 全力半導体の正格: 1400V級 MCTは 1.4MJ, 2500V級 MCTは 2.5MJのエネルギーを処理することができます.
並列連結個数: もっと多い MCT 全力半導体を並列で連結するほどもっと高いエネルギーを処理することができます.
パルス幅: パルス幅が長いほどもっと多いエネルギーを処理することができます.
冷却システム: 效率的な冷却システムはもっと高いエネルギー処理用量ができるようにします.
例示:
10個の 1400V級 MCT 全力半導体を並列で連結して 1ms パルス幅を使えば約 14MJのエネルギーを処理することができます.
5個の 2500V級 MCT 全力半導体を並列で連結して 2ms パルス幅を使えば約 12.5MJのエネルギーを処理することができます.
しかし実際レールガンに適用するためには次のような追加的な高麗が必要です.
安全性: 高電圧及び古典類環境で安全に作動するように設計しなければなりません.
效率: エネルギー損失を最小化して效率性を高めなければなりません.
大きさ及び重さ: レであであるシステムに搭載することができるように大きさと重さを最小化しなければなりません.
結論:
現在開発された MCT 全力半導体はレールガンに必要なエネルギーを完璧に提供するには不足だが, 持続的な研究開発を通じて技術水準を進めたらレールガンの実用化に重要な役目をするので期待されます.
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2500V急転力半導体を 40個を並列連結で 100MJのレールガンのパルスパワーを生成することができる..
ETRI가 개발한 MCT 전력반도체 패키지 샘플과 웨이퍼
펄스파워는 낮은 전력으로 일정 시간 전기에너지를 저장·압축했다가 매우 짧은 시간 동안 대량의 에너지를 폭발적으로 내뿜는 기술이다. 주로 레일건, 군함, 전투기, 미사일 등 국방 분야와 전자가속기, 가스·수처리, 플라즈마 발생기, 레이저 시스템 등 다양한 산업 분야에 활용되고 있다.
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현재 개발된 1400V 및 2500V급 MCT 전력반도체는 단독으로 사용할 경우 몇 MJ 정도의 에너지를 처리할 수 있습니다. 하지만 레일건에 필요한 에너지는 수십 MJ 이상이며, 이를 위해서는 여러 개의 MCT 전력반도체를 병렬로 연결해야 합니다.
정확한 에너지 처리 용량은 다음과 같은 요인에 따라 달라집니다.
MCT 전력반도체의 정격: 1400V급 MCT는 1.4MJ, 2500V급 MCT는 2.5MJ의 에너지를 처리할 수 있습니다.
병렬 연결 개수: 더 많은 MCT 전력반도체를 병렬로 연결할수록 더 높은 에너지를 처리할 수 있습니다.
펄스폭: 펄스폭이 길수록 더 많은 에너지를 처리할 수 있습니다.
냉각 시스템: 효율적인 냉각 시스템은 더 높은 에너지 처리 용량을 가능하게 합니다.
예시:
10개의 1400V급 MCT 전력반도체를 병렬로 연결하고 1ms 펄스폭을 사용하면 약 14MJ의 에너지를 처리할 수 있습니다.
5개의 2500V급 MCT 전력반도체를 병렬로 연결하고 2ms 펄스폭을 사용하면 약 12.5MJ의 에너지를 처리할 수 있습니다.
하지만 실제 레일건에 적용하기 위해서는 다음과 같은 추가적인 고려가 필요합니다.
안전성: 고전압 및 고전류 환경에서 안전하게 작동할 수 있도록 설계해야 합니다.
효율: 에너지 손실을 최소화하여 효율성을 높여야 합니다.
크기 및 무게: 레일건 시스템에 탑재할 수 있도록 크기와 무게를 최소화해야 합니다.
결론:
현재 개발된 MCT 전력반도체는 레일건에 필요한 에너지를 완벽하게 제공하기에는 부족하지만, 지속적인 연구 개발을 통해 기술 수준을 향상시킨다면 레일건의 실용화에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
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2500V급 전력 반도체를 40개를 병렬 연결로 100MJ의 레일건의 펄스 파워를 생성할 수 있는..