應用場景
Application scenario

氮化镓材料的研究與應用一直都是全球半導體研究的前沿和熱點,除了穩定性和耐高溫、耐高壓等優勢外,氮化镓還擁有良好導熱性、體積小、能耗小等優勢,使得氮化镓在變壓器和充電器等領域中能得到了廣泛的應用。此前的快充消費品的迅速技術叠代足以證明,消費性筆記本電腦、平闆、手機等快充(低壓)是氮化镓目前的主要應用領域;從中長期來看,工業電源、數據中心、新能源汽車(EV)、充電樁、LED大功率電源等中壓應用,将是氮化镓新一輪增長的主要拉動力。

GaN場景應用2- 工業總覽-2






GaN第一次改變光電是發生在光源端,基于GaN的LED技術在照明、顯示屏等領域,已經大幅取代了傳統低效的照明和顯示技術,實現了巨大的節能減排效益,以燈泡爲例,LED光效提升了7.5倍左右,壽命也提升了30倍。越來越多的照明廠商在LED驅動器(LED 電源)端采用GaN器件,對LED燈具進行新一輪的創新升級。由于GaN 的栅極電荷(Qg)爲SI器件的1/12, 當在更高開關頻率切換時, GaN技術可以減少90%的驅動損耗。 此外,由于沒有體二極管, GaN器件沒有反向恢複損耗,可實現更好的EMI性能,這意味着GaN技術不需要太複雜的EMI電路,從而節省了成本和額外的損耗。

作爲大型“充電寶”,移動儲能産品非常流行,通常包含充電和放電2個電路,充電方式有市電和太陽能兩種,市電充電由PFC和隔離DC-DC組成;太陽能充電由光伏面闆和MPPT組成;可提供交流輸出和直流輸出2種放電功能,交流輸出由隔離DC-DC和逆變組成;直流輸出通常由非隔離DC-DC組成。GaN器件其中多個環節都可以應用,可爲移動儲能産品實現雙向逆變器功能,不僅可以提升系統效率,還能提供高能量轉化率,實現無風扇設計,此外可以縮小性器件尺寸和重量,使得儲能産品更輕便。

以手機快充爲例,今天的手機變得越來越強大,這要求給手機充電的适配器往更大功率、更高功率密度方向發展,GaN的高頻、高效特性正好滿足此要求。與傳統Si MOSFET相比,GaN具有以下優點:
1、低Qg/Ciss,低Coss/ qss:開關速度快,減少開關損耗;
2 、Qrr=0:無反向恢複損失(無體二極管),降低開關噪聲,更好的EMI性能;
3 、低 RDSON: 降低傳導損耗。
氮化镓這種高效率、低損耗與高頻率的特性,令其在充電器行業大放異彩。相比于普通充電器,相同功率下,氮化镓适配器的體積更小,且一個氮化镓充電器可滿足多個電子産品充電,使用便捷度大大提高。

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