應用場(chǎng)景
Application scenario

氮化鎵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(diǎn),除了穩定性和耐高溫、耐高壓等優(yōu)勢外,氮化鎵還擁有良好導熱性、體積小、能耗小等優(yōu)勢,使得氮化鎵在變壓器和充電器等領(lǐng)域中能得到了廣泛的應用。此前的快充消費品的迅速技術(shù)迭代足以證明,消費性筆記本電腦、平板、手機等快充(低壓)是氮化鎵目前的主要應用領(lǐng)域;從中長(cháng)期來(lái)看,工業(yè)電源、數據中心、新能源汽車(chē)(EV)、充電樁、LED大功率電源等中壓應用,將是氮化鎵新一輪增長(cháng)的主要拉動(dòng)力。

GaN場(chǎng)景應用2- 工業(yè)總覽-2






GaN第一次改變光電是發(fā)生在光源端,基于GaN的LED技術(shù)在照明、顯示屏等領(lǐng)域,已經(jīng)大幅取代了傳統低效的照明和顯示技術(shù),實(shí)現了巨大的節能減排效益,以燈泡為例,LED光效提升了7.5倍左右,壽命也提升了30倍。越來(lái)越多的照明廠(chǎng)商在LED驅動(dòng)器(LED 電源)端采用GaN器件,對LED燈具進(jìn)行新一輪的創(chuàng )新升級。由于GaN 的柵極電荷(Qg)為SI器件的1/12, 當在更高開(kāi)關(guān)頻率切換時(shí), GaN技術(shù)可以減少90%的驅動(dòng)損耗。 此外,由于沒(méi)有體二極管, GaN器件沒(méi)有反向恢復損耗,可實(shí)現更好的EMI性能,這意味著(zhù)GaN技術(shù)不需要太復雜的EMI電路,從而節省了成本和額外的損耗。

作為大型“充電寶”,移動(dòng)儲能產(chǎn)品非常流行,通常包含充電和放電2個(gè)電路,充電方式有市電和太陽(yáng)能兩種,市電充電由PFC和隔離DC-DC組成;太陽(yáng)能充電由光伏面板和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(gè)環(huán)節都可以應用,可為移動(dòng)儲能產(chǎn)品實(shí)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(shí)現無(wú)風(fēng)扇設計,此外可以縮小性器件尺寸和重量,使得儲能產(chǎn)品更輕便。

以手機快充為例,今天的手機變得越來(lái)越強大,這要求給手機充電的適配器往更大功率、更高功率密度方向發(fā)展,GaN的高頻、高效特性正好滿(mǎn)足此要求。與傳統Si MOSFET相比,GaN具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、低Qg/Ciss,低Coss/ qss:開(kāi)關(guān)速度快,減少開(kāi)關(guān)損耗;
2 、Qrr=0:無(wú)反向恢復損失(無(wú)體二極管),降低開(kāi)關(guān)噪聲,更好的EMI性能;
3 、低 RDSON: 降低傳導損耗。
氮化鎵這種高效率、低損耗與高頻率的特性,令其在充電器行業(yè)大放異彩。相比于普通充電器,相同功率下,氮化鎵適配器的體積更小,且一個(gè)氮化鎵充電器可滿(mǎn)足多個(gè)電子產(chǎn)品充電,使用便捷度大大提高。

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