재생 에너지, 에너지 효율, 에너지 시스템 분야를 전문으로 하는 미국의 국립 재생 에너지 연구소(NREL)가 최첨단 SiC 전력 모듈보다 기생 인덕턴스가 7~9배 낮은 초저 인덕턴스 스마트(ULIS) SiC 전력 모듈을 개발했다.
1200V, 400A 모듈은 이전 설계보다 5배 더 높은 에너지 밀도를 더 작은 패키지로 달성할 수 있어 데이터 센터, 전력망, 마이크로 반응기, 심지어 차세대 항공기 및 군용 차량과 같은 중장비 차량과 같은 응용 분야에서 효율적이고 소형이며 가벼운 기술을 구축, 구동할 수 있다.
이 초고속 전력 모듈은 차세대 전력 변환기를 더욱 저렴하고 효율적이며 컴팩트하게 만들어 주게 된다. 이 강력하면서도 가벼운 모듈은 자체 건강 상태를 모니터링해서 부품들의 고장을 예측하므로 항공 및 군사 작전과 같은 고강도 애플리케이션에 적합하다.
일반적인 벽돌 모양의 전력 모듈과 달리 ULIS는 평평한 팔각형 디자인 주위에 회로를 감아 놓는다. 디스크와 같은 모양 덕분에 더 작은 면적에 더 많은 장치를 장착할 수 있어 전체 패키지가 더 작고 가벼워진다. 전류 라우팅은 최대 자속 상쇄를 가능하게 하여 전력 모듈의 깨끗하고 손실이 적은 전기 출력, 즉 초고효율에 기여한다.
기존 전력 모듈이 부피가 크고 유연성이 떨어지는 소재에 의존하는 반면, ULIS는 새로운 접근 방식을 채택했다. 구리판을 세라믹 기판에 직접 접합하여 과도한 열을 발산하는 대신, ULIS는 구리를 템프리온(Temprion)이라는 유연한 폴리머에 접합하여 더 얇고 가벼우며 구성 가능한 디자인을 구현한다.
이 소재는 압력과 열만으로 구리에 쉽게 접착되고 널리 이용 가능한 장비를 사용하여 부품을 가공할 수 있기 때문에 빠르고 저렴하게 제작이 가능하다. 수백 달러 정도의 낮은 제조 비용도 장점이다.
한편 ULIS는 외부 케이블 없이도 제어 및 모니터링이 가능한 분리된 소자로 무선 작동이 가능하다. 이 저지연 무선 통신 프로토콜에 대한 특허가 현재 출원 중이다.
