Forskningsområde
Højfrekvent effektelektronik og integreret power management
Vores mål er at muliggøre næste generations teknologier gennem design af avancerede højfrekvente switch-mode-strømforsyninger til meget dynamiske og effekttætte anvendelser.
Vi kombinerer topmoderne forsknings- og undervisningsfaciliteter med tæt samarbejde på tværs af industri og akademia for at udvikle innovative effektelektroniske løsninger og nye teknologier, der adresserer nye udfordringer inden for energikonvertering og power management. Vores forskning spænder over effektkonverteringssystemer fra energy harvesters på mikrowatt-niveau til strømforsyningssystemer i kilowattklassen til computing og industrielle anvendelser.
Højfrekvent effektkonvertering
Næste generations effektelektroniske systemer udvikles ofte ved at øge switchfrekvenserne og tage komponenter med bedre figures of merit i brug. Vores forskning undersøger alternative veje til bedre ydeevne gennem nye konverterarkitekturer, hybrid energibehandling og metoder til multiobjektivoptimering. Konverterdesignene tilpasses den enkelte anvendelses krav og begrænsninger og forbedrer virkningsgrad, effekttæthed, dynamisk ydeevne og systemintegration.
- Højfrekvente konverterarkitekturer
- Hybrid- og switched-capacitor-konvertere
- Wide band-gap-Komponenten (SiC, GaN)
- Multiobjektiv optimering
Integreret power management til computersystemer
Moderne computerplatforme kræver strømforsyningssystemer, der kan håndtere hurtigt skiftende belastninger og samtidig bevare høj virkningsgrad og pålidelighed. DHFE udvikler integrerede power management-løsninger til CPU’er, GPU’er, TPU’er, AI-acceleratorer, servere og datacenterinfrastruktur og adresserer udfordringer inden for effekttæthed, spændingsregulering, dynamisk ydeevne og systemomkostninger.
- Strømforsyning til AI og high-performance computing
- Design af spændingsregulatorer
- Hurtigt transientrespons
- FPGA-baseret digital regulering
- Målinger og overvågning med høj båndbredde
Energy harvesting og ultralav-effekt-elektronik
Autonome elektroniske enheder – sensornoder, droner, robotter, IoT – skal ofte fungere med meget begrænsede energiressourcer, helt ned på mikrowatt-niveau. Præcis energistyring og energy harvesting er afgørende for at mindske eller helt fjerne afhængigheden af batterier og muliggøre langvarig autonom drift. Vores forskning udvikler energibevidste power management-løsninger, der maksimerer den høstede energi, konverteringens virkningsgrad og driftslevetiden for nye IoT- og distribuerede sensoranvendelser.
- Interfaces til energy harvesting
- Design af ultralav-effekt-konvertere
- Selvforsynende elektroniske systemer
Vi hører gerne fra virksomheder, forskningsinstitutioner og studerende, der er interesserede i forskningssamarbejde og innovation inden for højfrekvent effektkonvertering, integreret power management og energibevidste elektroniske systemer.
Udvalgte publikationer
- Tim McRae, "Current sensor-free transfer window alignment with combined energy harvesting and current measurement capabilities," Power Electronic Devices and Components, Volume 12, 2025. doi: 10.1016/j.pedc.2025.100107
- A. Stupar, T. McRae, N. Vukadinovic, A. Prodić, J. Taylor, "Multi-Objective Optimization of Multi-Level DC–DC Converters Using Geometric Programming," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 34, no. 12, pp. 11912-11939, Dec. 2019, doi: 10.1109/TPEL.2019.2908826.
- T. McRae, R. Maheshwari and T. Ebel, "Comparative Analysis of DC-DC Converters for Electrolyzers using Geometric Programming," PCIM Europe 2024; International Exhibition and Conference for Power Electronics, Intelligent Motion, Renewable Energy and Energy Management, Nürnberg, Germany, 2024, pp. 2185-2194, doi: 10.30420/566262310.
- T. McRae, T. Souvignet, B. Eleftheriades, A. Prodić and B. Allard, "Flying Capacitor Voltage Programed Mode Control for Switched-Capacitor Converters," in IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 8, no. 3, pp. 2082-2094, Sept. 2020, doi: 10.1109/JESTPE.2019.2953909.
- T. McRae and A. Prodić, "Design Oriented Analysis of Switched Capacitor DC–DC Converters," in IEEE Open Journal of Power Electronics, vol. 1, pp. 2-13, 2020, doi: 10.1109/OJPEL.2019.2959553.