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为什么没有大功率的GaN笔记本电源? 第1页

  

user avatar   zhang-hao-72 网友的相关建议: 
      

肯定能做出来,见过vicor还是谁来着,出过半个巴掌不到,800W的电源模块。不过价格恐怕上天了。

等65W这波过去了,工艺成熟了,成本都摊下来了,更大功率的也就慢慢普及了。


user avatar   mai-wen-xue-67 网友的相关建议: 
      

路过强答一番。 挣点盐值好过节。


题外话:



大功率的笔记本电源早就有了。俺用的DELL笔记本电源就是 240瓦的。这个DELL笔记本电源里面有没有您关心的氮化镓就不清楚。


开关电源能量密度不只是受开关管的限制, 还受磁性材料和铜的导电性能限制。整流的肖特基二极管和储能电容也是制肘的因素。80年代就有开关电源了, 那时候还没流行氮化镓呢。即便没有氮化镓的技术, 硅功率器件的潜力还远远没有挖掘透。 比如同步整流可以提升效率, 谐振开关也可以提高硅功率器件的工作频率。





氮化镓在低频下只比硅功率器件效率高0.5-1.2%, 如果不是高频率带来体积缩小的利好,要让本身就挣扎在薄利多销边缘的电源厂家当小白鼠去尝试氮化镓功率IC无疑需要氮化镓功率IC 厂家采取更灵活的推销战略才有可能。氮化镓功率IC 推广阻力不会小。




(举例)

NAVITAS 氮化镓功率IC 参考板 NVE052A 能提供 300瓦 实现更小的尺寸。



为什么没有大功率的GaN笔记本电源?

您可以看到, 实际上是有的。

某硕就用了这个厂商的 300瓦方案。




NVE028A使用低成本的制造技术实现了小尺寸(51mm x 43mm x 20.5 mm)和突破性的功率密度(1.5瓦/立方厘米,24瓦/立方英寸)。


(举例2)



https://www.mouser.cn/ProductDetail/GaN-Systems/GS-EVB-ACDC-300W-ON?qs=vHuUswq2%252BszROsOn4Vtozg%3D%3D


GaN Systems GS-EVB-ACDC-300W-ON Power Supply

[机器翻译]GaN Systems GS-EVB-ACDC-300W-ON电源是一款基于氮化镓器件的超高功率密度适配器,通用AC输入和340W峰值功率。提供高效率的PFC与同步整流。GS-EVB-ACDC-300W-ON电源具有高度的通用性,低成本的2层设计,功率密度高达34W/in3。典型的应用包括游戏笔记本和游戏机的电源转换,开架电源,工业电源,以及OLED超高清电视和VR系统的适配器。




氮化镓功率器件的普及难点与挑战在于市场上依然以硅功率器件为主流。

硅功率器件的典型开关频率是100K赫兹左右,氮化镓功率器件可以轻松做到1M赫兹,甚至更高。传统硅器件的问题在于开关频率越高效率下降越快发热越严重。氮化镓功率器件工作频率的提高允许(储能元件)功率密度上升,同时减少发热(各种损耗)。

新设计的氮化镓功率器件可以把外围驱动和控制电路收在一起,这样在绝缘条件允许下可以做得尽可能小,总体成本有可能更便宜。对于氮化镓功率器件来说,最重要的挑战是可靠性问题。除了可靠性问题,氮化镓的功率器件开关频率非常高,驱动电路需要芯片厂家设计。

一般的用户并无能力自行设计。很多时候最终用户会以为是移动设备的设计师设计了电源, 其实真相是NAVITAS、 TI、ADI/LTC、ST这样的 IC 厂商给他们提供了现成的方案而已。

另外碳化硅功率器件也是氮化镓功率器件的有力竞争对手。无疑客户是价格敏感的。


从上边的插图也能看到, 占据电源大部分体积的是输入插座口、EMI 滤波器、扼流圈、变压器、滤波电容、储能电感电容等等。 为了防爬电过安规, 割的那条槽就很宽。使用 氮化镓功率IC也不可能把体积削减为零。

以 24瓦/立方英寸计算, 俺的笔记本电源 240瓦就允许有10 立方英寸的体积。会缩小到目前的 1/2 ~ 1/3 体积。 那也和俺 THINKPAD T420 的老充电器差不多大小。


。。。。。。


更高频率的高达微波频率的“开关电源”也有人发表过博士论文

Madsen, Mickey Pierre,(VHF) Very High Frequency Switch-Mode Power Supplies. Miniaturization of Power Electronics. Publication date 2015

也希望微波频率的“开关电源”成品早日走向社会, 造福人类。

如果氮化镓的240瓦笔记本电源,比俺 1000 块钱的笔记本还贵,

那俺还是用硅的吧, 毕竟俺也是家境贫寒。





另一个不同的型号




References


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above 1 MHz,” in Proc. PCIM Eur., May 2003, pp. 279–284.

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EPC8005 datasheet, http://www.epc-co.com/epc/Products/eGaNFETs/EPC8005.aspx

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http://powerelectronics.com/discrete-power-semis/egan-fet-silicon-shoot-out-vol-9-wireless-power-converters

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Agilent Network Analysis Applying the 8510 TRL Calibration for Non-Coaxial Measurements Product Note 8510-8A

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White Paper, 2008, www.agilent.com

G. Gonzales, “Microwave Transistor Amplifiers”, Second Edition 1997, Prentice Hall ISBN 0-13-254335-4

D. M. Pozar, “Microwave Engineering”, Third Edition 2005, J. Wiley ISBN 0-471-44878-8



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俺没啥文化, 初中毕业, 大伙都知道。


“老麦, 大家都说你是笑话、论坛孤儿和神棍。”

“没错。 只有千分之0.5的读者赞同俺的观点。”

“老麦, 你的读者支持率不是千分之 0.5 , 而是万分之 0.5 。”

“您说得对! ”


俺知乎阅读总量只有 0.6亿 没跨出一小步 (n<1亿)。盐值低迷(半年了还900)希望借此长点盐值。






  

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