GaN 数字电源设计， 氮化镓 (GaN)， 数字电源转换器
2021-05-13 15:26:34与碳化硅 (SiC)FET 和硅基FET 相比，氮化镓 (GaN) 场效应晶体管 (FET) 可显著降低开关损耗和提高功率密度。这些特性对于数字电源转换器等高开关频率应用大有裨益，可帮助减小磁性元件的尺寸。
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随着工业、办公设备和家庭自动化等领域的不断发展，电机及其驱动器越来越多地用于从工业机械臂控制到消费级市场的家用洗衣机等各种应用场景。人类应用电机已经有一个多世纪，但是面对未来应用场景中对运动控制更高的灵活性要求，我们需要更加“智能”的电机驱动控制以实现更好的功能和节能效果。面对工业级应用场景，电机及驱动设计需要面向小型化，轻量化以及高运行效率。同时，面对消费级市场，电机及驱动设计需要保持低成本。
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国际能源署(IEA)估计，电机功耗占世界总电力的45%以上。因此，找到最大化其运行能效的方法至关重要。能效更高的驱动装置可以更小，并且更靠近电机，从而减少长电缆带来的挑战。从整体成本和持续可靠性的角度来看，这将具有现实意义。宽禁带(WBG)半导体技术的出现将有望在实现新的电机能效和外形尺寸基准方面发挥重要作用。
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日趋严格的CO2排放标准以及不断变化的公众和企业意见在加速全球电动汽车(EV)的发展。这为车载充电器(OBC)带来在未来几年巨大的增长空间，根据最近的趋势，到2024年的复合年增长率(CAGR(TAM))估计将达到37.6%或更高。对于全球OBC模块正在设计中的汽车，提高系统能效或定义一种高度可靠的新拓扑结构已成为迫在眉睫的挑战。
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谈起电源转换器的设计，诸如碳化硅（SiC）等宽禁带（WBG）技术是当今进行器件选择时的现实考虑。650V SiC MOSFET的推出使它们对于某些以前从没有考虑过的应用更具吸引力，这些器件在高效硬开关拓扑结构中表现出非常好的耐用性，因而是实现千瓦级电源解决方案功率因数校正（PFC）应用的理想选择。而且，由于它们还支持更高的开关频率，因此可以选择较小的磁性元件，从而缩小了许多设计的体积。
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当前，新型快速开关的碳化硅（SiC）功率晶体管主要以分立器件或裸芯片的形式被广泛供应，SiC器件的一系列特性，如高阻断电压、低导通电阻、高开关速度和耐高温性能，使系统工程师能够在电机驱动控制器和电池充电器的尺寸、重量控制和效率提升等方面取得显著进展，同时推动SiC器件的价格持续下降。
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消费者、各行业及政府都在采取各项措施以增加对可再生能源的利用，这正在将发电和输配电系统从中心化的电网转换成更加智能化网格化的，支持本地发电的拓扑，并通过智能电网互连来平滑供需。
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诸如太阳能和风力发电之类的创新技术正在加速取代传统燃料为基础的电厂，并且由于储能和收集方法的改善，从而节省了大量成本，已经超过了昂贵的“发电厂”。
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为了解决诸如行驶距离，充电时间和价格等消费者关注的问题，以加速电动汽车（EV）的采用，全球的汽车制造商都要求增加电池容量和更快的充电能力，而尺寸，重量或组件成本却不能增加。
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