氮化炮(GAN)正在徹底改變電力管理的3個原因
視圖: 0 作者:網站編輯發佈時間:2024-04-16來源: 地點
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氮化殼正在取代矽,並越來越多地用於需要更高的功率密度和更高能源效率的應用中。作為提供不間斷連通性的關鍵,許多數據中心依賴於日益流行的半導體技術來提高能源效率和功率密度。 。
氮化炮技術(通常稱為GAN)是一種寬帶半導體材料,越來越多地用於高壓應用中。這些應用需要更高的電源,更高的能源效率,更高的開關頻率,更好的熱管理和尺寸較小的電源。除數據中心外,這些應用程序還包括HVAC系統,通信電源,光伏逆變器和筆記本電腦充電供應。
了解GAN如何突破功率密度和效率的界限。
Texas Instruments的GAN產品線負責人David Snook表示::“氮化岩是提高功率密度並提高電源系統和各種應用中電力效率的關鍵一步。在設計中使用GAN的公司數量正在迅速增長。降低功耗和提高效率是至關重要的。
60多年來,矽一直是半導體功率管理組件的基礎,這些組件將交流電(AC)轉換為直流電流(DC),然後根據各種應用的需求轉換直流電壓輸入,從手機到工業機器人。一件事就足夠了。由於已經改進和優化了組件,因此矽的物理特性已得到充分利用。如今,矽無法在不增加尺寸的情況下以所需的頻率傳遞更多的功率。
結果,在過去的十年中,許多電路設計師已轉向GAN,以在較小的空間中實現更高的功率。許多設計師對該技術的未來創新潛力充滿信心,這主要是由於三個因素:
原因1:甘發展。
作為半導體的應用,儘管GAN對矽的新成分相對較新,但已開發了多年,並且具有一定的可靠性。 Texas Instruments Gan芯片已經通過了超過4000萬小時的可靠性測試。即使在諸如數據中心之類的苛刻應用中,它的有效性也很明顯。
戴維說:“隨著消費者和企業繼續要求諸如人工智能,雲計算和工業自動化等應用程序的數據量增加,世界各地需要越來越多的數據中心。為了確保可以在網上添加過多的數據中心,而無需損害能源消耗,更有效的服務器電源,並且可以實現這種類型的電源,以實現更有效的服務器,以實現這一類型。
原因2:使用GAN的系統級設計可節省成本。
儘管GAN現在比芯片級別的基礎比矽貴,但總體系統成本的優勢,效率和功率密度提高,GAN帶來的帶來的成本超過了初始投資的價值。例如,在100兆瓦的數據中心中使用基於GAN的電源管理系統可以節省10年內的700萬美元能源成本,即使效率僅為0.8%。節省的能源足以為80,000戶房屋(約一年的小城市)供電。
“ GAN技術可以以較高的頻率運行,這使得材料成本較低的某些拓撲和架構可以實現,” Texas Instruments的Power Design Services Group總經理Robert Taylor說。 “多虧了較高的運行頻率,工程師還可以選擇設計中較小的其他組件提供了不支持矽的拓撲,從而使工程師具有優化其功率設計的靈活性。 ”
原因3:通過集成提高了性能和易用性。
Gan Fets需要專用的門驅動器,這意味著額外的設計時間和精力。但是,德州儀器通過將門驅動器和一些保護功能集成到芯片中來簡化了GAN設計。
大衛說:“綜合驅動程序有助於提高性能並提供更高的功率密度和更高的開關頻率,從而提高效率並降低整體系統大小。集成提供了巨大的性能優勢,並使用GAN簡化了設計,從而使設計師可以在更大程度上利用這項技術。