過去，由于缺乏高效、經濟的斷路器技術，因而無法在數據中心、光伏系統(tǒng)和電信系統(tǒng)的配電網中，或者在飛機、輪船、電動汽車和火車等的機載電網中，充分發(fā)揮直流電的潛力。當前唯一可用的機電斷路器在進行直流電開關操作時，會引起電??；此外，它們反應慢、質量重、操作笨重、價格高昂。


由德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）出資的“NEST-DC”研究項目，旨在對面向直流電網和應用且基于半導體的創(chuàng)新型電子斷路器進行基礎研究。這種新型斷路器應當能夠又快又安全地接通和關斷電壓高達1,500V的直流電流，這一點最為重要。NEST-DC項目將對過流閉鎖場效應晶體管（OCB-FET）等創(chuàng)新半導體元件進行研究，將針對基于OCB-FET的斷路器，研制出新的結構和連接技術，以及開關拓撲，并執(zhí)行測試；將在機載電網、電動交通、光伏系統(tǒng)以及直流配電網絡等領域，開展示范項目以展示研究成果。

NEST-DC合作伙伴的研究任務分配

NEST-DC項目的合作伙伴覆蓋了從半導體芯片，一直到直流電網系統(tǒng)的整條價值鏈。團隊成員包括不來梅大學電氣驅動電力電子設備學院（IALB），以及空中客車集團、E-T-A ElektrotechnischeApparate GmbH、西門子股份公司和英飛凌科技股份公司（負責項目協(xié)調）等4家企業(yè)。此外，這個項目還得到了總部設在德國紐倫堡的歐洲電力電子中心（ECPE）的支持。

在這個項目中，不來梅大學電氣驅動電力電子設備學院將負責研究和模擬適用于OCB-FET的新型半導體結構，對新開發(fā)的斷路器進行靜態(tài)和動態(tài)測定，以及測試它們的散熱性能和破壞極限?？罩锌蛙嚰瘓F創(chuàng)新部將負責確定航空應用的要求，研究適宜的拓撲，以及與NEST-DC合作伙伴共同開發(fā)示范項目。空中客車集團將在德國Ottobrunn執(zhí)行硬件測試。

西門子將側重于研究斷路器的結構和連接技術。E-T-A ElektrotechnischeApparate將負責確定工業(yè)應用的要求，以及與合作伙伴一道，驗證斷路器在最高1,500V電壓下的性能。英飛凌是項目牽頭人，將發(fā)揮其在功率半導體領域的技術專長，對計劃用于OCB-FET的功率半導體進行研究。

在重點資助領域“旨在提高能效的功率電子技術”范疇內，NEST-DC研究項目從德國聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）獲得了大約230萬歐元資助。這個項目已2013年10月啟動，將持續(xù)三年。NEST-DC是德語“適用于可再生能源和機載電網的創(chuàng)新型電子直流斷路器”的縮寫。