以性能为核心的游戏本,火力全开时功率需求往往已经超过USB PD 100W上限,需要使用原装适配器才能保证性能释放,而原装适配器多为又大又重的“板砖”,不利于携带。作为第三方配件厂商,尚巡此前就针对游戏本、性能本用户的这一痛点,推出了多款功率在百瓦之上的氮化镓电源适配器,让游戏玩家也能体验到氮化镓充电器小巧强大便携优势。其中就包括充电头网拆解的一款120W氮化镓适配器。这款适配器内置PFC功率因数校正电路,采用LLC+SR高性能架构。以恩智浦TEA2016AAT+TEA1995方案为核心,分别搭配英诺赛科氮化镓功率芯片和谷峰MOS管组成开关电源部分,实现效率和功率密度的提高,性能明显优于常规反激方案。
随着硬件性能的发展,CPU、显卡等耗电大户的功耗越来越高,相应地对电源功率的要求也随之提高。在常见的ATX、SFX、1U Flex等电源规格中,已经开始有厂商尝试通过使用氮化镓功率器件,来提升电源的输出功率和转化效率,近期,已有企业针对中国国标强制法规GB 20943以及欧洲电工标准化委员会IEC 61000-3-2的要求,采用自研的G1N65R150TA和G1N65R050TB两款低动态内阻Cascode氮化镓器件,搭配瞻芯电子IVCC1102芯片,其满载效率高达96.72%,符合80PLUS钛金能效。除了700W电源方案外,还基于G1N65R150PB和G0N65R070PB两款低动态内阻Cascode氮化镓器件,搭配安森美NCP1680。
不同于普通充电器,车充由于受限于点烟器接口的尺寸限制,体积往往无法做大,如果采用传统功率器件,输出功率难以进一步提升。而如果将氮化镓功率器件应用在车充产品中,则可以在不增大体积的情况下,提升输出功率。这是英诺赛科最新推出的增强型硅基氮化镓功率器件,耐压40V,导阻仅为4mΩ,采用FCSP 2.6 mm x 1.6 mm的极小尺寸封装,后续会升级为QFN封装,提高了器件的可焊接性。智融140W双C口氮化镓车充方案率先在业界实现百瓦级DC-DC应用,填补了氮化镓功率器件在DC-DC快充领域空白。借助氮化镓功率器件,这套车充方案可以实现更高的转换效率和功率密度。
对于服务器电源而言,为了追求更高的稳定性,避免灰尘、潮湿空气等因素干扰,往往采用电源本体全封闭设计,使用被动散热结构,对内部器件发热提出了更严格的要求。而氮化镓功率器件低温升的优势可以帮助服务器电源保证温控的同时,实现更高的功率输出。通过使用氮化镓技术以及大面积散热片,实现了大功率被动散热的服务器设计。成为免维护电源。灵刻微360W服务器电源采用PFC+LLC的架构,固定12V输出,输入使用安森美NCP1654 CCM PFC升压控制器搭配东微MOS管及华润微碳化硅二极管。LLC采用意法L6699控制器搭配两颗能华CE65D150DNBI氮化镓功率器件以及恒泰柯NMOS。使用两颗变压器,输入串联,输出并联,满足30A大电流输出能力。
20余年专业电源方案解决制造商
作为OPPO产品的金字招牌,VOOC闪充系统中当然也少不了氮化镓技术的存在。但不同于绝大多数手机厂商,OPPO还尝试将]氮化镓技术应用到手机内。闪充技术需要充电器与手机电源管理芯片的共同协作。一直以来,手机内部开关器件都采用硅材质MOSFET器件,由于体积与阻抗的限制,不仅占据了手机主板上大量空间,而且在面对大功率快充时,硅MOSFET会产生较大的温升与效率损耗,影响快充的稳定性与大功率持续时间。OPPO开创性地将氮化镓技术应用到手机内部,采用一颗氮化镓电子开关代替两颗硅MOSFET的功能,不仅节省了寸土寸金的手机空间,而且让电流路径达到了更低的阻抗,路径上的温升有效降低,提升充电效率与大功率持续时间,让手机能拥有更好的充放电表现。
氮化镓入选“十四五规划”后,得到了国家层面的重点鼓励发展,推动了氮化镓产业的不断壮大。随着材料生长、器件制备等技术的不断突破,氮化镓高效节能的优势正逐渐显现,一个应用前景广阔的市场已经形成。自2018年来,氮化镓在消费类快充领域的应用已经进入了快车道。而在未来数年的时间里,除了前文提到的多个应用场景外,基于氮化镓的电子器件还将广泛应用于激光雷达、5G通信、新能源汽车、轨道交通、太阳能、风力发电、特高压、人工智能、数据中心等领域,成为人们数字生活中一项必不可少的核心技术。