氮化炮(GAN)正在彻底改变电力管理的3个原因
视图: 0 作者:网站编辑发布时间:2024-04-16来源: 地点
查询
氮化壳正在取代硅,并越来越多地用于需要更高的功率密度和更高能源效率的应用中。作为提供不间断连通性的关键,许多数据中心依赖于日益流行的半导体技术来提高能源效率和功率密度。 。
氮化炮技术(通常称为GAN)是一种宽带半导体材料,越来越多地用于高压应用中。这些应用需要更高的电源,更高的能源效率,更高的开关频率,更好的热管理和尺寸较小的电源。除数据中心外,这些应用程序还包括HVAC系统,通信电源,光伏逆变器和笔记本电脑充电供应。
了解GAN如何突破功率密度和效率的界限。
Texas Instruments的GAN产品线负责人David Snook表示::“氮化岩是提高功率密度并提高电源系统和各种应用中电力效率的关键一步。在设计中使用GAN的公司数量正在迅速增长。降低功耗和提高效率是至关重要的。
60多年来,硅一直是半导体功率管理组件的基础,这些组件将交流电(AC)转换为直流电流(DC),然后根据各种应用的需求转换直流电压输入,从手机到工业机器人。一件事就足够了。由于已经改进和优化了组件,因此硅的物理特性已得到充分利用。如今,硅无法在不增加尺寸的情况下以所需的频率传递更多的功率。
结果,在过去的十年中,许多电路设计师已转向GAN,以在较小的空间中实现更高的功率。许多设计师对该技术的未来创新潜力充满信心,这主要是由于三个因素:
原因1:甘发展。
作为半导体的应用,尽管GAN对硅的新成分相对较新,但已开发了多年,并且具有一定的可靠性。 Texas Instruments Gan芯片已经通过了超过4000万小时的可靠性测试。即使在诸如数据中心之类的苛刻应用中,它的有效性也很明显。
戴维说:“随着消费者和企业继续要求诸如人工智能,云计算和工业自动化等应用程序的数据量增加,世界各地需要越来越多的数据中心。为了确保可以在网上添加过多的数据中心,而无需损害能源消耗,更有效的服务器电源,并且可以实现这种类型的电源,以实现更有效的服务器,以实现这一类型。
原因2:使用GAN的系统级设计可节省成本。
尽管GAN现在比芯片级别的基础比硅贵,但总体系统成本的优势,效率和功率密度提高,GAN带来的带来的成本超过了初始投资的价值。例如,在100兆瓦的数据中心中使用基于GAN的电源管理系统可以节省10年内的700万美元能源成本,即使效率仅为0.8%。节省的能源足以为80,000户房屋(约一年的小城市)供电。
“ GAN技术可以以较高的频率运行,这使得材料成本较低的某些拓扑和架构可以实现,” Texas Instruments的Power Design Services Group总经理Robert Taylor说。 “多亏了较高的运行频率,工程师还可以选择设计中较小的其他组件提供了不支持硅的拓扑,从而使工程师具有优化其功率设计的灵活性。 ”
原因3:通过集成提高了性能和易用性。
Gan Fets需要专用的门驱动器,这意味着额外的设计时间和精力。但是,德州仪器通过将门驱动器和一些保护功能集成到芯片中来简化了GAN设计。
大卫说:“综合驱动程序有助于提高性能并提供更高的功率密度和更高的开关频率,从而提高效率并降低整体系统大小。集成提供了巨大的性能优势,并使用GAN简化了设计,从而使设计师可以在更大程度上利用这项技术。