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提升大功率系统转换效率 eGaN FET扮要角

Byadmin

Oct 25, 2021
2018-07-17
14:00:28
来源: 老杳吧

现今各种应用市场如工业、汽车、资料中心等,对功率的需求持续攀升,而为增加设备的电源使用效率及降低功耗,其系统的转换效率规格也必须相对提升,因此,新兴宽能隙功率半导体如氮化镓(GaN)便扮演十分重要的角色,不仅可满足社会对越来越高效的电力需求,还能实现创新应用。
宜普电源转换公司(EPC)首席执行长Alexander Lidow表示,电力成本是推动社会经济持续健康发展的主要动力,提高成本效益会使人们享有更佳的生活质素并推动全新应用和产业的发展。不过,现今应用市场对功率的需求越来越大,采用已久的硅(Si)技术已达到它的性能极限,需要一种全新的半导体材料提升产品功率规格和转换效率,而GaN便是其中的关键。
以无线充电为例,电源转换(Power Conversion)在无线电源传输的设计中会影响系统的总效率,因此是很重要的一门课题。AC-DC、DC-Switching RF Amplifier、RF-DC Rectifier每一个建立区块(Building block)都须考虑优化转换效率来解决系统的散热问题。当功率越大时,就需更高的转换效率来降低相对产生的热能,如果需要缩小体积,对于系统设计来说,更是加倍的挑战。
换言之,整体而言,随着产品功率规格不断提升,像从20W升到40W,甚至迈向80W,大功率小体积的设计挑战就是效率的问题;电源转换、高效能、低损耗的元件、线圈设计和阻抗匹配都是直接影响系统的总效率的因素。
对此,捷佳科技股份有限公司总经理舒中和指出,GaN元件,如氮化镓场效应电晶体(eGaN FET)如具有高开关速度、低损耗、小体积等优点,可克服像上述提到的,电源转换在无线电源传输设计中影响系统总效率的问题,或是其他也同等重要的情况;例如建立区块还有线圈设计相关的耦合K值(Coupling Factor)、Q Factor(线圈在共振运作状态时保存能量能力的Q值,如阻尼越低损耗越小)和Impedance Matching (用阻抗匹配来转变成优化负载而提升效率)。
Lidow透露,eGaN FET可在更高频下工作及具备超低的导通电阻,因此它可以提高目前采用标准MOSFET产品的应用的性能,更推动了硅基FET技术所不可能实现的全新应用。因此,未来该公司与捷佳科技将会持续推动相关解决方案,满足如无线充电、自动驾驶、高速移动通讯、低成本卫星及医疗护理等新兴应用市场。

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