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应用场景
Application scenario

氮化镓材料的研究与应用一直都是全球半导体研究的前沿和热点,除了稳定性和耐高温、耐高压等优势外,氮化镓还拥有良好导热性、体积小、能耗小等优势,使得氮化镓在变压器和充电器等领域中能得到了广泛的应用。此前的快充消费品的迅速技术迭代足以证明,消费性笔记本电脑、平板、手机等快充(低压)是氮化镓目前的主要应用领域;从中长期来看,工业电源、数据中心、新能源汽车(EV)、充电桩、LED大功率电源等中压应用,将是氮化镓新一轮增长的主要拉动力。

GaN场景应用2- 工业总览-2






GaN第一次改变光电是发生在光源端,基于GaN的LED技术在照明、显示屏等领域,已经大幅取代了传统低效的照明和显示技术,实现了巨大的节能减排效益,以灯泡为例,LED光效提升了7.5倍左右,寿命也提升了30倍。越来越多的照明厂商在LED驱动器(LED 电源)端采用GaN器件,对LED灯具进行新一轮的创新升级。由于GaN 的栅极电荷(Qg)为SI器件的1/12, 当在更高开关频率切换时, GaN技术可以减少90%的驱动损耗。 此外,由于没有体二极管, GaN器件没有反向恢复损耗,可实现更好的EMI性能,这意味着GaN技术不需要太复杂的EMI电路,从而节省了成本和额外的损耗。

作为大型“充电宝”,移动储能产品非常流行,通常包含充电和放电2个电路,充电方式有市电和太阳能两种,市电充电由PFC和隔离DC-DC组成;太阳能充电由光伏面板和MPPT组成;可提供交流输出和直流输出2种放电功能,交流输出由隔离DC-DC和逆变组成;直流输出通常由非隔离DC-DC组成。GaN器件其中多个环节都可以应用,可为移动储能产品实现双向逆变器功能,不仅可以提升系统效率,还能提供高能量转化率,实现无风扇设计,此外可以缩小性器件尺寸和重量,使得储能产品更轻便。

以手机快充为例,今天的手机变得越来越强大,这要求给手机充电的适配器往更大功率、更高功率密度方向发展,GaN的高频、高效特性正好满足此要求。与传统Si MOSFET相比,GaN具有以下优点:
1、低Qg/Ciss,低Coss/ qss:开关速度快,减少开关损耗;
2 、Qrr=0:无反向恢复损失(无体二极管),降低开关噪声,更好的EMI性能;
3 、低 RDSON: 降低传导损耗。
氮化镓这种高效率、低损耗与高频率的特性,令其在充电器行业大放异彩。相比于普通充电器,相同功率下,氮化镓适配器的体积更小,且一个氮化镓充电器可满足多个电子产品充电,使用便捷度大大提高。

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