這樣一個(gè)世界也許很快就可以實(shí)現。

 

正是由于我們推出了LMG3410—一個(gè)用開(kāi)創(chuàng )性的氮化鎵 (GaN) 技術(shù)搭建的高壓、集成驅動(dòng)器解決方案，相對于傳統的、基于硅材料的技術(shù)，創(chuàng )新人員將能夠創(chuàng )造出更加小巧、效率更高、性能更佳的應用。

 

 

“氮化鎵就像一個(gè)超級增壓引擎，”我們的高壓新技術(shù)開(kāi)發(fā)組總監Steve Tom說(shuō)，“它使得系統運行更快，動(dòng)力更加強勁，并且能夠處理更高的功率。它周?chē)尿寗?dòng)器、封裝和其它組件能夠真正地提高任何系統的性能。”

 

它會(huì )影響到我們身邊的每一個(gè)人。你每次使用智能手機、網(wǎng)上下單、查看社交媒體，或者將照片上傳至在線(xiàn)賬戶(hù)時(shí)，你連接的是一個(gè)包含數千臺服務(wù)器的巨大數據中心。

 

這些服務(wù)器和數據中心的運轉耗電量很大。而對于電力的需求—也是對于電廠(chǎng)發(fā)電量的要求—也增長(cháng)的越來(lái)越快，這是因為我們的生活與網(wǎng)絡(luò )互連的關(guān)系越來(lái)越緊密，并且對于高耗能數字器件的依賴(lài)程度也越來(lái)越高。

 

“由于我們對電子元器件的期待越來(lái)越高，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)不斷增長(cháng)，我們的設備都被連接在了一起，我們需要消耗更多的電能，”GaN開(kāi)發(fā)團隊的系統和應用工程師Eric Faraci說(shuō)，“更多的能耗意味著(zhù)需要建造更多的大型電廠(chǎng)。但是，如果我們使用諸如氮化鎵的技術(shù)，我們可以將效率提高到一定的程度，這樣的話(huà)，我們也許就不再需要增加發(fā)電能力了。”

 

所以，我們可以想象一個(gè)更加綠色環(huán)保的生活。

 

“我們需要減少能耗，”Steve說(shuō)，“我們無(wú)法一直滿(mǎn)足全世界范圍內不斷增長(cháng)的用電需求。”

 

在TI，我們不斷工作，在憧憬著(zhù)未來(lái)美好生活的同時(shí)，我們也努力盡早實(shí)現這些未來(lái)的技術(shù)。

 

感覺(jué)不到散熱

 

GaN是將鎵元素和氮元素這兩個(gè)元素組合在一起而創(chuàng )造出來(lái)的一款超快速的半導體材料。在很多年間，硅材料一直在底部支撐電子元器件的基礎構造塊。相對于硅材料，這個(gè)組合使得電子能夠更加自由的運動(dòng)。

 

    系統中的電路，從手機到高端工業(yè)用工具和服務(wù)器，它們的工作方式都是不斷接通和斷開(kāi)數百萬(wàn)個(gè)微型開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)每移動(dòng)一次，它就會(huì )產(chǎn)生熱量。

 

這些發(fā)熱限制了系統的性能。比如說(shuō)，當你筆記本電腦的電源變熱時(shí)，其原因在于流經(jīng)電路開(kāi)關(guān)內的電子會(huì )產(chǎn)生熱量，并且降低了它的效率。

 

由于氮化鎵是一款更好、效率更高的半導體材料，它的發(fā)熱量更低，所以設計人員能夠將更多的開(kāi)關(guān)裝在更小的空間內。

 

    在隔離式高壓工業(yè)、電信、企業(yè)計算機和可再生能源應用中，具有集成式驅動(dòng)器的600V GaN功率級開(kāi)關(guān)顯得特別重要。LMG3410的優(yōu)勢包括：

 

●     將目前技術(shù)最先進(jìn)的硅材料功率因數校正轉換器的功率密度加倍。

●     相對于分立式GaN解決方案，其功率損耗、電壓應力和電磁干擾更低。

●     實(shí)現全新技術(shù)。

 

“GaN是一個(gè)更好的器具，”Steve說(shuō)，“如果你極大地提升了開(kāi)關(guān)的密度，降低電阻率，并使它們移動(dòng)的更快，它對散熱的需求就會(huì )降低，對于指定的大小，你就能夠獲得更佳的性能。它所實(shí)現的這些美妙功能突破了之前對于電子元器件處理能力的限制。”

 

完整的解決方案

 

GaN解決方案的推出將對高壓應用產(chǎn)生一個(gè)短期的影響。但是，隨著(zhù)包含有GaN的系統設計變得越來(lái)越普遍，它的使用能夠擴展至高端音頻放大器、無(wú)人機、電動(dòng)汽車(chē)、照明、計算、太陽(yáng)能板、針對車(chē)輛的成像技術(shù)，并最終擴展至由墻上插座供電的所有低壓應用。

 

    “不同類(lèi)型的應用層出不窮，”Steve說(shuō)，“我們以無(wú)人機為例。目前，無(wú)人機的應用領(lǐng)域主要是滿(mǎn)足人們業(yè)余愛(ài)好的需要，但是有了GaN后，我們也許能夠將它們用于更加商業(yè)化和工業(yè)化的應用。”

 

關(guān)鍵是電池的使用壽命，Steve說(shuō)。目前，大多數無(wú)人機在再次充電、返航或電量耗盡前的飛行時(shí)間大約為20分鐘。

 

“由于其切換得更快，并且驅動(dòng)頻率更高，GaN的其中一個(gè)優(yōu)勢就是，你可以減少你的組件、磁性元件、電感器和電容器的體積和重量，”他說(shuō)，“這將直接影響無(wú)人機的飛行時(shí)間。”

 

由于我們已經(jīng)將GaN開(kāi)關(guān)與一個(gè)驅動(dòng)器封裝在一起，并且用一個(gè)能夠幫助應用充分利用其高級性能的完整生態(tài)系統對其提供支持，此類(lèi)應用將運行得更加高效。此外，此器件包含針對溫度、短路和不同電壓條件的內置保護。

 

“我們從整個(gè)系統的角度來(lái)審視這個(gè)器件，”TI高級技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Masoud Beheshti說(shuō)，“我們使客戶(hù)能夠更加輕松地把這款器件設計到他們的系統當中。我們充分了解如何使這款器件與我們產(chǎn)品庫中的其它器件配合在一起，以提供一個(gè)完整的解決方案，這將幫助我們的用戶(hù)加快產(chǎn)品上市時(shí)間，更加快速且有效地解決他們的問(wèn)題。”

 

減少阻礙

 

LMG3410是第一款包含TI GaN開(kāi)關(guān)的集成電路。這些器件在硅材料兼容晶圓制造工廠(chǎng)內生產(chǎn)，并且用我們數十年工藝技術(shù)經(jīng)驗提供品質(zhì)保證。

 

“借助3百萬(wàn)小時(shí)以上的可靠性測試，LMG3410使得電源設計人員有信心挖掘GaN的潛能，并且重新思考那些他們之前認為根本就不可行的電源架構和系統，”TI高壓電源解決方案副總裁Steve Lamhousse說(shuō)，“在擴大TI生產(chǎn)能力和廣泛系統設計專(zhuān)業(yè)知識影響力方面，這個(gè)全新的功率級是在GaN市場(chǎng)上邁出的重要一步。”

 

這就減少了某些阻礙，從而使設計人員能夠將這款器件用于他們的應用，Steve Tom補充道。

 

“這也是我們希望控制生產(chǎn)制造的原因，”他說(shuō)，“正因如此，我們在可靠性測試方面投入大量時(shí)間?；谶@個(gè)原因，我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了伴隨電路，幫助盡可能地提高器件性能。”

 

“GaN功能強大，而我們將幫助設計人員將他們的應用提高到一個(gè)全新的水平。”

 

 

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