3 دلیل چرا گالیم نیترید (GAN) در مدیریت انرژی انقلابی می کند

نیترید گالیم جایگزین سیلیکون است و به طور فزاینده ای در برنامه هایی که نیاز به چگالی انرژی بیشتر و راندمان انرژی بالاتر دارند استفاده می شود. به عنوان کلید ارائه اتصال بدون وقفه ، بسیاری از مراکز داده برای بهبود بهره وری انرژی و تراکم انرژی به فناوری نیمه هادی به طور فزاینده ای متکی هستند. بشر

فناوری نیترید گالیم ، که معمولاً به عنوان GAN شناخته می شود ، یک ماده نیمه هادی باند پهن است که به طور فزاینده ای در کاربردهای ولتاژ بالا مورد استفاده قرار می گیرد. این برنامه ها به منبع تغذیه با تراکم انرژی بیشتر ، راندمان انرژی بالاتر ، فرکانس سوئیچینگ بالاتر ، مدیریت حرارتی بهتر و اندازه کوچکتر نیاز دارند. علاوه بر مراکز داده ، این برنامه ها شامل سیستم های HVAC ، منبع تغذیه ارتباطات ، اینورترهای فتوولتائیک و لوازم شارژ لپ تاپ هستند.

بیاموزید که چگونه گان مرزهای چگالی و کارآیی قدرت را تحت فشار قرار می دهد.

دیوید اسنوک ، رئیس خط تولید گان در تگزاس ابزار ، گفت: 'نیترید گالیم یک گام مهم در جهت افزایش چگالی برق و بهبود سیستم قدرت و راندمان انرژی در انواع برنامه ها است. تعداد شرکت هایی که از GAN در طرح های خود استفاده می کنند به سرعت در حال رشد است. کاهش مصرف برق و بهبود کارایی بسیار مهم است.'

بیش از 60 سال است که سیلیکون پایه و اساس مؤلفه های مدیریت انرژی نیمه هادی است که جریان متناوب (AC) را به جریان جریان (DC) تبدیل می کند و سپس ورودی ولتاژ DC را با توجه به نیاز انواع برنامه ها ، از تلفن های همراه به روبات های صنعتی تبدیل می کند. یک چیز کافی است. با بهبود و بهینه سازی مؤلفه ها ، خصوصیات فیزیکی سیلیکون مورد استفاده قرار گرفته است. امروز ، سیلیکون بدون افزایش اندازه نمی تواند قدرت بیشتری را در فرکانس های مورد نیاز تحویل دهد.

در نتیجه ، طی یک دهه گذشته ، بسیاری از طراحان مدار برای دستیابی به قدرت بالاتر در فضاهای کوچکتر به GAN روی آورده اند. بسیاری از طراحان به پتانسیل فناوری برای نوآوری های آینده اطمینان دارند ، در درجه اول به دلیل سه عامل:

دلیل 1: گان تکامل یافته است.

به عنوان یک کاربرد نیمه هادی ، اگرچه GAN نسبت به سیلیکون نسبتاً جدید است ، اما سالهاست که توسعه یافته و قابلیت اطمینان خاصی دارد. تراشه های Gan Texas Instrument بیش از 40 میلیون ساعت آزمایش قابلیت اطمینان را پشت سر گذاشته اند. اثربخشی آن حتی در خواستار برنامه های کاربردی مانند مراکز داده مشهود است.

دیوید گفت: 'از آنجا که مصرف کنندگان و بنگاهها همچنان به تقاضای فزاینده داده ها برای برنامه هایی مانند هوش مصنوعی ، محاسبات ابری و اتوماسیون صنعتی ادامه می دهند ، بیشتر و بیشتر مراکز داده در سراسر جهان مورد نیاز است. برای اطمینان از اینکه مراکز داده بدون اضافه شدن به صورت آنلاین می توانند بدون به خطر انداختن مصرف انرژی اضافه شوند ، یک منبع تغذیه کارآمدتر نیاز به دستیابی به این نوع است.

دلیل 2: طراحی سطح سیستم با استفاده از GAN باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.

اگرچه اکنون GAN به طور سطح تراشه گرانتر از سیلیکون است ، اما مزایای هزینه کلی سیستم ، کارآیی و بهبود چگالی قدرت که گان بیش از ارزش سرمایه گذاری اولیه به ارمغان می آورد. به عنوان مثال ، استفاده از یک سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر GAN در یک مرکز داده 100 مگاوات می تواند 7 میلیون دلار هزینه انرژی در طی 10 سال صرفه جویی کند ، حتی با افزایش بهره وری فقط 0.8 ٪. انرژی صرفه جویی شده برای تأمین انرژی 80،000 خانه یا اندازه یک شهر کوچک به مدت یک سال کافی است.

رابرت تیلور ، مدیر کل گروه خدمات طراحی قدرت تگزاس ، گفت: 'به لطف فرکانسهای بالاتر عملیاتی ، مهندسان همچنین می توانند قطعات اضافی کوچکتر را در طراحی انتخاب کنند ، توپولوژی هایی را که توسط سیلیکون پشتیبانی نمی شوند ، فراهم می کند و به مهندسان انعطاف پذیری می دهد تا طرح های قدرت خود را بهینه کنند.'

دلیل 3: بهبود عملکرد و سهولت استفاده از طریق ادغام.

Gan Fets به درایورهای اختصاصی دروازه نیاز دارد ، این به معنای زمان و تلاش بیشتر طراحی است. با این حال ، Texas Instrument طراحی GAN را با ادغام درایورهای دروازه و برخی از ویژگی های محافظت در تراشه ساده کرده است.

دیوید گفت: 'درایورهای یکپارچه به بهبود عملکرد کمک می کنند و چگالی قدرت بالاتر و فرکانس سوئیچینگ بالاتر را فراهم می کنند ، در نتیجه باعث بهبود کارآیی و کاهش اندازه کلی سیستم می شوند. ادغام مزایای عملکرد بزرگی را فراهم می کند و با استفاده از GAN طراحی را ساده می کند و به طراحان این امکان را می دهد تا از این فناوری تا حد بیشتری استفاده کنند.'