3 Mga Dahilan Bakit ang Gallium Nitride (GaN) ay nagbabago ng pamamahala ng kapangyarihan

Ang Gallium nitride ay pinapalitan ang silikon at lalong ginagamit sa mga application na nangangailangan ng higit na density ng kuryente at mas mataas na kahusayan ng enerhiya. Bilang susi sa pagbibigay ng walang tigil na koneksyon, maraming mga sentro ng data ang umaasa sa lalong popular na teknolohiya ng semiconductor upang mapabuti ang kahusayan ng enerhiya at density ng kapangyarihan. .

Ang teknolohiyang Gallium nitride, na karaniwang kilala bilang GaN, ay isang malawak na bandgap na semiconductor na materyal na lalong ginagamit sa mga application na may mataas na boltahe. Ang mga application na ito ay nangangailangan ng mga suplay ng kuryente na may higit na density ng kuryente, mas mataas na kahusayan ng enerhiya, mas mataas na dalas ng paglipat, mas mahusay na pamamahala ng thermal at mas maliit na sukat. Bilang karagdagan sa mga sentro ng data, ang mga application na ito ay nagsasama ng mga sistema ng HVAC, mga suplay ng kuryente ng komunikasyon, photovoltaic inverters at mga suplay ng pagsingil ng laptop.

Alamin kung paano itinutulak ni Gan ang mga hangganan ng density at kahusayan ng kapangyarihan.

Si David Snook, pinuno ng linya ng produkto ng GaN sa Texas Instruments, ay nagsabi: 'Ang Gallium Nitride ay isang kritikal na hakbang patungo sa pagtaas ng density ng kuryente at pagpapabuti ng sistema ng kuryente at kahusayan ng kapangyarihan sa iba't ibang mga aplikasyon. Ang bilang ng mga kumpanya na gumagamit ng GaN sa kanilang mga disenyo ay mabilis na lumalaki. Ang pagbaba ng pagkonsumo ng kuryente at pagpapabuti ng kahusayan ay krus. '

Para sa higit sa 60 taon, ang Silicon ay naging pundasyon ng mga sangkap ng pamamahala ng kapangyarihan ng semiconductor na nagko -convert ng alternating kasalukuyang (AC) upang idirekta ang kasalukuyang (DC) at pagkatapos ay i -convert ang DC boltahe input ayon sa mga pangangailangan ng iba't ibang mga aplikasyon, mula sa mga mobile phone hanggang sa mga pang -industriya na robot. Isang bagay ay sapat na. Habang ang mga sangkap ay napabuti at na -optimize, ang mga pisikal na katangian ng silikon ay ginamit nang mabuti. Ngayon, ang silikon ay hindi maaaring maghatid ng mas maraming kapangyarihan sa mga kinakailangang frequency nang walang pagtaas ng laki.

Bilang isang resulta, sa nakaraang dekada, maraming mga taga -disenyo ng circuit ang bumaling sa GaN upang makamit ang mas mataas na lakas sa mas maliit na mga puwang. Maraming mga taga -disenyo ang tiwala sa potensyal ng teknolohiya para sa mga makabagong pagbabago, lalo na dahil sa tatlong mga kadahilanan:

Dahilan 1: Nag -evolved si Gan.

Bilang isang application ng semiconductor, kahit na ang GaN ay medyo bago sa silikon, ito ay binuo nang maraming taon at may tiyak na pagiging maaasahan. Ang mga instrumento sa Texas Gan chips ay lumipas ng higit sa 40 milyong oras ng pagsubok sa pagiging maaasahan. Ang pagiging epektibo nito ay maliwanag kahit na sa hinihingi ang mga aplikasyon tulad ng mga sentro ng data.

Sinabi ni David: 'Habang ang mga mamimili at negosyo ay patuloy na humihiling ng pagtaas ng halaga ng data para sa mga aplikasyon tulad ng artipisyal na katalinuhan, cloud computing at pang -industriya na automation, higit pa at mas maraming mga sentro ng data nang hindi nakakompromiso sa pagkonsumo ng enerhiya, isang mas mahusay na supply ng kuryente ng server na kailangang makamit, at ang GAN ay ang pangunahing teknolohiya upang makamit ang uri ng suplay ng kuryente. '

Dahilan 2: Ang disenyo ng antas ng system gamit ang GaN ay nakakatipid ng mga gastos.

Bagaman ang GaN ngayon ay mas mahal kaysa sa silikon sa isang batayang antas ng chip, ang pangkalahatang mga bentahe ng gastos sa system, kahusayan at pagpapabuti ng density ng kapangyarihan na dinala ng GaN kaysa sa higit sa halaga ng paunang pamumuhunan. Halimbawa, ang paggamit ng isang sistema ng pamamahala ng kapangyarihan na batay sa GaN sa isang 100-megawatt data center ay maaaring makatipid ng $ 7 milyon sa mga gastos sa enerhiya sa loob ng 10 taon, kahit na may kahusayan na nakakuha ng 0.8%lamang. Ang enerhiya na na -save ay sapat na upang kapangyarihan ang 80,000 mga tahanan, o tungkol sa laki ng isang maliit na lungsod, sa loob ng isang taon.

'Ang teknolohiya ng GaN ay maaaring gumana sa mas mataas na mga frequency, na nagbibigay -daan sa ilang mga topologies at arkitektura na may mas mababang bill ng mga materyales na gastos,' sabi ni Robert Taylor, pangkalahatang tagapamahala ng Texas Instruments 'Power Design Services Group. 'Salamat sa mas mataas na mga frequency ng operating, ang mga inhinyero ay maaari ring pumili ng mas maliit na karagdagang mga sangkap sa disenyo ay nagbibigay ng mga topologies na hindi suportado ng silikon, na nagbibigay ng kakayahang umangkop sa mga inhinyero upang ma -optimize ang kanilang mga disenyo ng kuryente. '

Dahilan 3: Pinahusay na pagganap at kadalian ng paggamit sa pamamagitan ng pagsasama.

Ang mga gan fet ay nangangailangan ng mga nakalaang driver ng gate, na nangangahulugang karagdagang oras at pagsisikap ng disenyo. Gayunpaman, pinasimple ng Texas Instruments ang disenyo ng GaN sa pamamagitan ng pagsasama ng mga driver ng gate at ilang mga tampok ng proteksyon sa chip.

Sinabi ni David: 'Ang mga integrated driver ay tumutulong na mapabuti ang pagganap at magbigay ng mas mataas na density ng kuryente at mas mataas na dalas ng paglipat, sa gayon ang pagpapabuti ng kahusayan at pagbabawas ng pangkalahatang laki ng system. Ang pagsasama ay nagbibigay ng malaking pakinabang sa pagganap at pinapasimple ang disenyo gamit ang GaN, na nagpapahintulot sa mga taga -disenyo na samantalahin ang teknolohiyang ito sa isang mas malawak na lawak. '