3 oka annak, hogy a gallium -nitrid (GAN) forradalmasítja az energiagazdálkodást

A gallium -nitrid helyettesíti a szilíciumot, és egyre inkább használják azokat az alkalmazásokban, amelyek nagyobb teljesítmény sűrűségét és nagyobb energiahatékonyságot igényelnek. A folyamatos kapcsolat biztosításának kulcsa, sok adatközpont az egyre népszerűbb félvezető technológiára támaszkodik az energiahatékonyság és az energia sűrűségének javítása érdekében. -

A gallium-nitrid technológia, közismert néven GAN, egy széles sávú félvezető anyag, amelyet egyre inkább nagyfeszültségű alkalmazásokban használnak. Ezeknek az alkalmazásoknak nagyobb teljesítmény -sűrűségű, nagyobb energiahatékonysággal, nagyobb kapcsolási frekvenciával, jobb hőkezeléssel és kisebb méretű tápegységekkel szükségesek. Az adatközpontok mellett ezek az alkalmazások magukban foglalják a HVAC rendszereket, a kommunikációs tápegységeket, a fotovoltaikus invertereket és a laptopok töltési készleteit.

Tudja meg, hogyan tolja a GAN az energia sűrűségének és hatékonyságának határait.

David Snook, a Texas Instruments Gan termékcsaládjának vezetője elmondta: 'A Gallium -nitrid kritikus lépés az energia sűrűségének növelése, valamint az energiarendszer javítása és az energiahatékonyság javítása a különféle alkalmazásokban.

A szilícium több mint 60 éve a félvezető energiagazdálkodási alkatrészek alapja, amelyek a váltakozó áramot (AC) az áram áramlássá (DC) konvertálják, majd konvertálják a DC feszültség bemenetet a különféle alkalmazások igényei szerint, a mobiltelefonoktól az ipari robotokig. Egy dolog elég. Ahogy az alkatrészek javultak és optimalizáltak, a szilícium fizikai tulajdonságait jól használják. Manapság a szilícium nem képes nagyobb energiát szállítani a szükséges frekvenciákon anélkül, hogy növekszik.

Ennek eredményeként az elmúlt évtizedben sok áramköri tervező a GAN felé fordult, hogy kisebb energiát érjen el kisebb terekben. Sok tervező bízik abban, hogy a technológia jövőbeli innovációk potenciálját, elsősorban három tényező miatt:

1. ok: A GAN fejlődött.

Félvezető alkalmazásként, bár a GAN viszonylag új a szilíciumban, ezt évek óta fejlesztették ki, és bizonyos megbízhatósággal rendelkezik. A Texas Instruments Gan Chips több mint 40 millió órás megbízhatósági tesztet fogadott el. Hatékonysága még az igényes alkalmazásokban, például az adatközpontokban is nyilvánvaló.

David azt mondta: '' Mivel a fogyasztók és a vállalkozások továbbra is növekvő mennyiségű adatot igényelnek olyan alkalmazásokhoz, mint például a mesterséges intelligencia, a felhőalapú számítástechnika és az ipari automatizálás, egyre több adatközpontra van szükség a világ minden tájáról. Annak biztosítása érdekében, hogy az adatközpontok hozzáadódjanak anélkül, hogy az energiafogyasztás kompromisszuma nélkül elérhetőek, és az energiaellátáshoz szükségesek. '

2. ok: A rendszerszintű tervezés a GAN használatával megtakarítja a költségeket.

Noha a GAN most már drágább, mint a szilícium, chip-szintű alapon, az általános rendszer költségei, hatékonyság és energia sűrűség-javítások, amelyek a GAN több mint meghaladják a kezdeti beruházás értékét. Például, ha egy GaN-alapú energiagazdálkodási rendszert használ egy 100 megawatt adatközpontban, 7 millió dolláros energiaköltséget takaríthat meg 10 év alatt, még 0,8%-os hatékonysági nyereséggel is. A megtakarított energia elegendő ahhoz, hogy egy éven át 80 000 házat, vagy körülbelül egy kisváros méretű legyen.

'A GaN Technology magasabb frekvenciákon működhet, ami lehetővé teszi egyes topológiákat és architektúrákat alacsonyabb anyagköltséggel.' '' A magasabb működési frekvenciáknak köszönhetően a mérnökök a tervezésben kisebb kiegészítő alkatrészeket is választhatnak, és a szilícium által nem támogatott topológiákat biztosítják, és rugalmasságot biztosítanak a teljesítménytervek optimalizálásához. '

3. ok: Javított teljesítmény és könnyű használat az integráció révén.

A Gan FET -khez külön kapu -sofőrökre van szükség, ami további tervezési időt és erőfeszítést jelent. A Texas Instruments azonban egyszerűsítette a GaN kialakítását azáltal, hogy a kapu -járművezetőket és néhány védelmi funkciót integrálja a chipbe.

David azt mondta: '' Az integrált járművezetők elősegítik a teljesítmény javítását, és nagyobb teljesítmény sűrűségét és magasabb váltási gyakoriságát biztosítják, ezáltal javítva a hatékonyságot és csökkentve a rendszer méretét. Az integráció hatalmas teljesítmény -előnyöket biztosít, és egyszerűsíti a GAN használatát, lehetővé téve a tervezők számára, hogy nagyobb mértékben kihasználják ezt a technológiát. '