氮化镓

相较于先前使用的硅晶体管，氮化镓（GaN）可以让全新的电源应用在同等电压条件下以更高的开关频率运行。这意味着在相同条件下，GaN可实现比基于硅材料的解决方案更高的效率。

<strong>解锁氮化镓GaN技术的多种应用</strong>

这种技术能够影响到您插入到墙上电源插座中的任何设备，例如个人电脑适配器、音频/视频接收器和数字电视。由于插墙式适配器占用了很多空间且不太美观，而它们因发热所浪费的电量也不可小视，GaN却可以在很大程度上缓解这些问题，并节省电费。

在音频应用中，性能会被无意中传入音频信号的电噪声所影响。GaN的较低电容可通过最大程度地减小寄生振铃并优化转换次数来将失真降到最低，从而有助于尽可能地减少噪音。

未来，GaN将在功率密集的地方找到用武之地，因为它能够在保持或提升效率的同时，使电源更小巧。目前，GaN正被设计用于电子电源，电子电源将电力在交流和直流形式之间进行转换，改变电压电平并执行多种功能，以确保清洁电力的可用性。

在数据中心和服务器中，GaN减少了为云端供电的电源损耗。此外，GaN在缩小电源解决方案尺寸方面所具有的能力将腾出空间供更多处理器、存储器或存储使用。

与开关模式电源不同，三相电机驱动逆变器通常使用低开关频率；只有几万赫兹。大功率电机尺寸较大，具有高电感绕组；因此，即使在低开关频率下，电流纹波也是可以接受的。随着电机技术的进步，功率密度增加；电机的外形尺寸变小，速度更快，需要更高的电频率。

具有低定子电感的低压无刷直流或交流感应电机越来越多地或专门用于伺服驱动、CNC（计算机数控）机器、机器人和公用无人机等精密应用中。为了将电流纹波保持在合理范围内，这些电机——由于其低电感——要求高达100kHz的开关频率；相电流纹波与PWM（脉冲宽度调制）开关频率成反比，并转换为机械中的转矩脉动，产生振动，降低驱动精度和效率。

那么工程师为什么不增加开关频率呢？正如工程中的一贯原则，这是一种折衷的做法。逆变器的功率损耗主要包括传导损耗和开关损耗。您可以通过减小开关元件（通常为MOSFET）的尺寸来降低给定工作频率下的开关损耗，但这会导致传导损耗增加。

在理想设计中，最高可实现效率受到半导体开关的技术的限制。使用传统的基于低压48V硅MOSFET的逆变器，40kHz PWM下的开关损耗可能已明显高于传导损耗，从而构成了整体功率损耗的绝大部分。为了耗散多余的热量，需要更大的散热器。不幸的是，这增加了系统成本、重量和解决方案总尺寸，这在空间受限的应用中是不期望的或不可接受的。

全新2200V PowiGaN™技术，可帮助AI数据中心、电动汽车、光伏及高压直流基础设施实现更高功率密度与系统运行效率，同时助力搭建安全性更高、结构更精简的电力系统方案。

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