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在德州儀器不斷推出的“技術前沿”系列博客中，一些TI全球頂尖人才正在探討目前最大的技術趨勢以及如何應對未來挑戰等問題 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用在同等的電壓下以更高的轉換頻率運行。這意味著，在同樣的條件下，GaN可實現比基于硅材料的解決方案更高的效率。 TI日前發布了LMG5200，隨著這款全集成式原型機的推出，工程師們能夠輕松地將GaN技術融入到電源解決方案中，從而進一步突破了對常規功率密度預期的限值。基于數十年電源測試方面的專業知識，TI已經對GaN進行了超百萬小時的加速測試，并且建立了一個能夠實現基于GaN電源設計的生態系統。 GaN將在電源密集的地方找到用武之地。因為它能夠在保持或提升效率的同時，使電源更小巧。目前，GaN正被設計用于電子電源中，電子電源將電力在交流和直流形式間進行轉換，改變電壓電平，并執行一定的功能來確保潔凈電能的可用性。對于某些產品來說，GaN與性能直接相關，它所發揮的作用只取決于不同的應用。 這項技術能夠影響到人們插入到墻上電源插座中的任何設備，例如個人電腦適配器、音頻和視頻接收器以及數字電視等。插墻式適配器占用了大量的空間并且不太雅觀，而它們因發熱所浪費的電量也不可小視。GaN可以在很大程度上緩解這些問題，并節省電費。 在音頻應用中，性能會被無意間進入音頻信號的電噪聲所影響。而GaN具有的較低電容可通過最大限度地減小寄生振鈴并優化轉換次數來將失真降到最低，從而有助于盡可能地較少噪聲。 在數據中心和服務器中，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、存儲器或存儲提供空間。 對于那些專注于網絡交換設備電信電源的客戶，他們也有著同樣的顧慮。研發全新的更高電壓架構以減少配電損耗并充分利用GaN實現更低電壓的一步轉換是目前行業發展的趨勢，而之前在相似的硅材料解決方案中，這種轉換的效率并不高。例如，在基站中，客戶可以通過保持標準48V電壓并將該電壓直接轉換為數字電路所需要的電壓電平來減少功率損耗。目前常見的架構則會先將電源電壓從48V減少到12V，隨后進一步將電壓降低到數字電路所需要的電壓電平。現在，客戶可以使用更少的轉換器，從而減少功率損耗。 在未來的幾年內，GaN可以在提供更大輸出功率的同時減小適配器尺寸。隨之而來的將是易于攜帶，同時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的運行時間，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的產品用于多種汽車、工業和無線充電產品，并為它們提供更多的性能。TI也正在與太空領域的客戶進行接洽，探討寬溫度范圍和輻射方面的應用。 TI也將努力開發出全新類型的轉換器、電機驅動和系統。 LMG5200與眾不同之處 LMG5200原型機由一個高頻驅動器和兩個半橋配置的GaN FET組成，這一切都采用了易于使用的四方扁平無引線 (QFN) 封裝，并且能幫助電源設計人員迅速發揮這一材料的真正優勢。 為了給GaN創造廣闊的市場發展空間，TI致力于幫助客戶簡化這款產品的使用性，并且優化其性能。我們深知，TI必須另辟蹊徑。通過將GaN FET與高性能驅動器進行共同封裝，我們能夠在一個模塊內提供驚人的性能。 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雜程度，從而使我們的客戶能夠專注于那些能夠實現最大價值的方面。正因如此，TI推出了LMG5200，使客戶能夠將GaN輕松融入到電源解決方案中，并充分利用GaN所具有的優勢。 這項技術的發展將永無止境，這也將幫助TI的客戶找到一種創新的方法來實現更高的效率，同時也促使我們拓展思路，另辟蹊徑。TI將系統組件和行業專業知識很好地融合在一起，為我們在這個領域取得成功提供了保障，同時TI也正針對電源應用領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，從而為它提供更廣闊的市場發展空間。 |
