1月18日，美国能源部先进能源研究计划署（ARPA-E）宣布，分别资助3000万美元新设立两个主题研究计划。
1、“利用独创的拓扑结构和半导体材料制造创新可靠的电路”（CIRCUITS）主题计划
该计划旨在基于宽禁带半导体开发新型高效、轻量化、可靠的电力电子变换器。该计划将利用宽禁带半导体研究已取得的进展，结合创新的变换器拓扑结构、数字化控制、热管理和半导体封装与互联技术实现电力电子变换器性能的重大突破，从而为交通、信息、电力等行业带来变革性影响。
表1 CIRCUITS主题计划涵盖的两大核心技术主题
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技术主题 |
研究内容 |
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基于全新拓扑电路结构的通用变换器系统 |
为通用的交流/直流变换器（功率大于10千瓦，负载电压大于600伏）开发全新的电路拓扑结构、电子控制和驱动技术、半导体封装技术和全新的电磁兼容解决方案，从而开发出转换效率大于97.5%（品质因数大于39）全新的高效、小尺寸、低功耗、低成本的稳定电力电子变换器系统 |
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开发特定用途的变换器系统 |
针对特定的应用领域，包括但不限于电动机、电动汽车、充电桩、高性能计算机、数据中心、太阳能转换器、风电系统、高/中压的输配电、智能电网、电力储能功率转换器，铁路船舶电力推进系统、机器人启动器、固态断路器等，开发专有的低功耗、低成本、高性能的变换器系统，以降低上述用能系统的能耗 |
2、“住户识别的建筑物节能”（SENSOR）主题计划
该计划旨在开发创新的高精度人体感应和人员计数传感器，能够显著改进建筑暖通系统（HVAC）控制水平，降低能耗。该计划将利用现有的低成本无线电子通信技术，聚焦四个主要领域：家用人数识别传感器；商用住户计数传感器，用于同时调节温度和通风；低成本CO2传感器，用于调节通风；上述传感系统的验证测试及节能效果评估。
表2 SENSOR主题计划涵盖的四大核心技术主题
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技术主题 |
研究内容 |
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家用人体感应传感器 |
开发全新的人体传感技术，以替代传统的基于人体红外探测的传感技术（其原理为探测人体经过传感器产生的红外线变化值），克服传统传感技术无法探测运动人体的缺陷，实现不论静止还是运动的人体都能感应的传感器。此外，开发新型追踪技术以替代传统的GPS和蓝牙追踪技术，以克服传统技术的局限性，即当被监测对象不携带手机等具有发射信号功能的移动设备时，传统的追踪技术无法发挥作用 |
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商用人员计数传感器 |
开发全新的低功耗、高精度、高识别率的人员计数传感器，同时确保新型传感器可以独立运行，即自身经过具体的算法可以实时收集、清洗和分析感应到的人体特征信息，同时通过无线数据通信技术可以将信息反馈到外界的传感中心，从而对暖通空调系统做出实时最佳调控，以降低能耗 |
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低成本CO2传感器 |
开发低成本、低功耗、高灵敏度和稳定性的CO2传感器，以准确识别环境中的CO2浓度，并通过相应算法和转换系统转换成电信号反馈到外界的控制中心，让通风系统能够实时根据周围CO2浓度做出调节，以减少不必要的电能浪费，降低能耗 |
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传感器的测试和验证 |
将上述新研发的传感器应用到现实生活场景当中，开展现场测试，以评估技术的成熟度和风险，同时建立通用的测试工具和协议，以加速新传感器的商用步伐，推进建筑节能 |
（郭楷模）
