這篇文章告訴你，高壓氮化鎵無處不在！

前言

氮化鎵作為第三代半導體材料，具備更高擊穿場強、更快電子遷移率和更高飽和電子速率等諸多優勢。氮化鎵器件的開關頻率相比傳統硅材料能夠在更高的頻率下穩定運行。可令電源系統能夠顯著減小電感、電容等儲能元件的體積，在有限的空間內實現更高的功率密度。

而低導阻的優勢，則可大幅降低電流通過時的損耗，氮化鎵器件更低的開關損耗，也減少了器件產生的熱量。在相同的功率輸出下，電源的發熱情況得到明顯改善，提升電源自身的可靠性的同時，也降低了對散熱措施的依賴，進一步優化了電源的整體設計與成本效益。

目前，氮化鎵無處不在，PD快充、家電以及照明電源，以及新能源汽車充電機、服務器、通信等諸多領域均有高壓氮化鎵器件的應用。下文小編就為您簡要介紹那些常用高壓的場景。

800VDC服務器電源架構

傳統54VDC架構系統電流非常高，對導線材質、線徑以及電源架的需求更高，單單銅線便會占據數據中心大量空間，而800 VDC架構通過在數據中心周邊將13.8kV AC電網電力直接轉換為800 VDC，減少了中間轉換步驟，降低了能量損失，提高了系統可靠性。因此在該電源架構中采用氮化鎵功率器件，可進一步助力數據中心實現高效供電，顯著提升端到端能效，降低冷卻壓力和維護頻次，最終降低數據中心整體運營成本。

PD快充

氮化鎵可以支持更高的工作頻率。僅在PD快充/小型電源適配器的AC-DC電路中換用氮化鎵，可大幅提高工作頻率，有效降低損耗，可令電感等磁性元件的體積大幅減小，進而縮減充電器體積。

另外，現如今國內外廠商的合封氮化鎵PFC控制器以及合封QR\AHB\ACF控制器均有成熟穩定的解決方案，還能降低寄生參數對于產品性能的影響，進而降低獲或減少EMI抑制器件的使用數量以及規格，成本更低且開發難度小，非常適合消費類小型電源適配器應用。

電動自行車充電器

在GaN器件的加持下，大幅提升了電動自行車充電器的轉換效率，并且顯著縮小體積。使得電動車充電器與常見的電源適配器體積相仿，便于隨車攜帶的同時大大提升了用戶使用體驗。

另外，換用氮化鎵還可在部分場景實現無風扇設計，外殼無需開孔，一體性更好，可實現更高等級防塵防水性能，降低戶外雨淋、積塵帶來的損壞風險。

高速吹風機

目前很多高速吹風機品牌已經引入氮化鎵IPM器件，可以大幅提升高速吹風機內電機驅動效率。

氮化鎵IPM模塊將氮化鎵上下管、驅動器、以及控制和保護等以往需要多顆芯片完成的功能集于一身，可改善系統熱性能，降低損耗，可高效驅動無刷高速電機，簡化電路板設計，最終構成小巧、精致的家電產品。

服務器電源/通信電源

氮化鎵器件相較于傳統硅MOS，具備更優的高溫穩定性及高頻工作能力，使其在高壓應用中表現得更為可靠。在需要7×24小時連續運行的大功率服務器電源/通信電源中，使用氮化鎵器件能夠提升整體系統效率、減少能量損耗，并改善整體性能，同時幫助廠商有效控制散熱成本。

氮化鎵器件還可助力電源工程師設計80 PLUS鈦金以及紅寶石認證電源，相比白金電源輕中載電能損耗可進一步降低，如單臺服務器年節電量達數百千瓦時，萬臺規模數據中心每年可節省數百萬元電費，為數據中心/通信機房節能降碳提供有力支撐。

PC臺式機電源

高壓氮化鎵器件非常適合在千瓦級別高功率臺式機電源中應用，常應用于電源初級側，助力產品輕松實現80 PLUS白金級以及更高規格認證，滿足日益嚴苛的能效法規需求。

得益于氮化鎵沒有硅MOS反向恢復電流問題，氮化鎵器件在圖騰柱PFC此類高頻應用更有優勢，可有效抑制雜波并降低損耗，并可降低濾波器件的使用數量以及體積，可進一步降低風扇轉速。

燈光照明電源

LED電源引入氮化鎵后，低開關損耗的高轉換效率優勢，可以降低電源的散熱需求，縮小電源的體積，也降低電源的整體成本，節能低碳，對環境更加友好。

另外，氮化鎵器件耐高溫性能更好，能夠在較高的工作溫度下保持穩定運行，增強了電源的可靠性與耐用性，延長了LED電源的使用壽命，減少維護成本，對于戶外照明、工業照明等對穩定性要求較高的領域意義更大。

戶外電源

氮化鎵常在戶外電源雙向逆變模塊應用，既可提升自身充電效率，又可降低反向升壓逆變時的輸出損耗，并提升雙向逆變模塊的輸出能力，滿足更高功率電器使用需求。

氮化鎵的特性對于戶外電源而言，有助于提升系統轉換效率，延長戶外電源的使用時間，同時有利于降低產品散熱需求，以更好的應對戶外惡劣環境使用需求。

功放

高壓氮化鎵器件可在功放中的功放輸出級或輸出模塊中廣泛應用，可有效提升PWM頻率，降低輸出濾波器件體積，同時失真以及帶外噪聲更可控。

同時高壓氮化鎵器件更低的寄生參數以及更快的開關速度有助于降低轉換損耗、有助于提升效率、降低工作發熱，最終降低成本。

TV電源

氮化鎵功率器件可在超薄平板電視的電源板中應用，實現了在高頻工作的情況下保持低能量損耗的目標。氮化鎵功率器件的加入，有效助力電視產品提升轉換效率，尤其適合對體積和能效等級有較高要求的電視電源應用場景。

新能源汽車OBC

氮化鎵功率器件目前加速向新能源領域汽車滲透，現今已有諸多廠商推出千伏耐壓氮化鎵，憑借高功率密度、高轉換效率、低導通電阻及高開關頻率等特性，在新能源汽車的車載OB擁有廣闊的前景，能提升充電效率、增強動力回收利用效率和續航里程，同時推動部件向小型化、集成化發展。

充電頭網總結

氮化鎵作為第三代半導體材料，憑借材料特性優勢，在諸多領域展現出巨大潛力。從PD快充、小型電源適配器，到高速吹風機、服務器電源、通信電源，再到燈光照明、戶外電源，以及新能源汽車，氮化鎵的應用正不斷拓寬。氮化鎵的廣泛應用有助于打破以往硅器件的限制，提升了產品性能與效率，最終實現小型化、節能化，滿足各行業對高效電源解決方案的需求。