相較于以往使用的硅晶體管，氮化鎵 (GaN) 可以讓全新的電源應(yīng)用在同等的電壓下以更高的轉(zhuǎn)換頻率運(yùn)行。這意味著，在同樣的條件下，GaN可實(shí)現(xiàn)比基于硅材料的解決方案更高的效率。
TI日前發(fā)布了LMG5200，隨著這款全集成式原型機(jī)的推出，工程師們能夠輕松地將GaN技術(shù)融入到電源解決方案中，從而進(jìn)一步突破了對(duì)常規(guī)功率密度預(yù)期的限值。基于數(shù)十年電源測(cè)試方面的專業(yè)知識(shí)，TI已經(jīng)對(duì)GaN進(jìn)行了超百萬(wàn)小時(shí)的加速測(cè)試，并且建立了一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)基于GaN電源設(shè)計(jì)的生態(tài)系統(tǒng)。
GaN將在電源密集的地方找到用武之地。因?yàn)樗軌蛟诒３只蛱嵘实耐瑫r(shí)，使電源更小巧。目前，GaN正被設(shè)計(jì)用于電子電源中，電子電源將電力在交流和直流形式間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，改變電壓電平，并執(zhí)行一定的功能來(lái)確保潔凈電能的可用性。對(duì)于某些產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，GaN與性能直接相關(guān)，它所發(fā)揮的作用只取決于不同的應(yīng)用。
這項(xiàng)技術(shù)能夠影響到人們插入到墻上電源插座中的任何設(shè)備，例如個(gè)人電腦適配器、音頻和視頻接收器以及數(shù)字電視等。插墻式適配器占用了大量的空間并且不太雅觀，而它們因發(fā)熱所浪費(fèi)的電量也不可小視。GaN可以在很大程度上緩解這些問(wèn)題，并節(jié)省電費(fèi)。
在音頻應(yīng)用中，性能會(huì)被無(wú)意間進(jìn)入音頻信號(hào)的電噪聲所影響。而GaN具有的較低電容可通過(guò)最大限度地減小寄生振鈴并優(yōu)化轉(zhuǎn)換次數(shù)來(lái)將失真降到最低，從而有助于盡可能地較少噪聲。
在數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器中，GaN減少了為云端供電的電源損耗。此外，GaN在縮小電源解決方案尺寸方面所具有的功能將為更多的處理器、存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)提供空間。
對(duì)于那些專注于網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備電信電源的客戶，他們也有著同樣的顧慮。研發(fā)全新的更高電壓架構(gòu)以減少配電損耗并充分利用GaN實(shí)現(xiàn)更低電壓的一步轉(zhuǎn)換是目前行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，而之前在相似的硅材料解決方案中，這種轉(zhuǎn)換的效率并不高。例如，在基站中，客戶可以通過(guò)保持標(biāo)準(zhǔn)48V電壓并將該電壓直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字電路所需要的電壓電平來(lái)減少功率損耗。目前常見(jiàn)的架構(gòu)則會(huì)先將電源電壓從48V減少到12V，隨后進(jìn)一步將電壓降低到數(shù)字電路所需要的電壓電平。現(xiàn)在，客戶可以使用更少的轉(zhuǎn)換器，從而減少功率損耗。
在未來(lái)的幾年內(nèi)，GaN可以在提供更大輸出功率的同時(shí)減小適配器尺寸。隨之而來(lái)的將是易于攜帶，同時(shí)又支持更高容量電池的插墻式適配器，這些大容量電池可支持更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，以及為更大以及效果更佳的顯示器供電。
客戶也將能夠把TI的產(chǎn)品用于多種汽車、工業(yè)和無(wú)線充電產(chǎn)品，并為它們提供更多的性能。TI也正在與太空領(lǐng)域的客戶進(jìn)行接洽，探討寬溫度范圍和輻射方面的應(yīng)用。
TI也將努力開(kāi)發(fā)出全新類型的轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)。
LMG5200與眾不同之處
LMG5200原型機(jī)由一個(gè)高頻驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)半橋配置的GaN FET組成，這一切都采用了易于使用的四方扁平無(wú)引線 (QFN) 封裝，并且能幫助電源設(shè)計(jì)人員迅速發(fā)揮這一材料的真正優(yōu)勢(shì)。
為了給GaN創(chuàng)造廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間，TI致力于幫助客戶簡(jiǎn)化這款產(chǎn)品的使用性，并且優(yōu)化其性能。我們深知，TI必須另辟蹊徑。通過(guò)將GaN FET與高性能驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行共同封裝，我們能夠在一個(gè)模塊內(nèi)提供驚人的性能。
TI也力求使GaN器件更加的智能化。我們一直在努力讓器件更加智能，以降低解決方案的復(fù)雜程度，從而使我們的客戶能夠?qū)Ｗ⒂谀切┠軌驅(qū)崿F(xiàn)最大價(jià)值的方面。正因如此，TI推出了LMG5200，使客戶能夠?qū)aN輕松融入到電源解決方案中，并充分利用GaN所具有的優(yōu)勢(shì)。
這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展將永無(wú)止境，這也將幫助TI的客戶找到一種創(chuàng)新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的效率，同時(shí)也促使我們拓展思路，另辟蹊徑。TI將系統(tǒng)組件和行業(yè)專業(yè)知識(shí)很好地融合在一起，為我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域取得成功提供了保障，同時(shí)TI也正針對(duì)電源應(yīng)用領(lǐng)域加速采用并推廣擁有合適的封裝方式、高性能以及高可靠性的GaN技術(shù)，從而為它提供更廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。