Artykuł

Wyjaśnienie ładowania GaN: dlaczego ta technologia ładowania nowej generacji jest tak potężna

Jak większość innych mam stos przypadkowych ładowarek do telefonów, które są w większości nieużywane. Odzyskałem wszystkie te okropne, o niskim poborze mocy, które używany być wystarczająco dobrym, aby naładować telefon i zachować najlepsze ładowarki USB-C, ale wciąż mam więcej, niż kiedykolwiek będę potrzebować. Mam nawet sporo, które obsługują USB-C Power Delivery, więc naprawdę nie obchodzi mnie, że producenci telefonów udają, że dbają o środowisko i nie dołączają go do pudełka.

Rzadko też używam któregoś z nich, ponieważ mam taki, który jest o wiele lepszy pod każdym względem. Widać to na powyższym zdjęciu, gdzie wygląda jak kolejna ładowarka, ale w rzeczywistości jest to 100-watowa ładowarka Aukey USB typu C z azotkiem galu. Jest trochę większy niż tandetna ładowarka, która była dostarczana z każdym telefonem, ale jest też wystarczająco mocny, aby ładować dwa laptopy jednocześnie i ledwo się nagrzewa.

Oferty VPN: dożywotnia licencja za 16 USD, miesięczne plany za 1 USD i więcej

To z powodu GaN: azotku galu. To jest coś wszyscy powinniśmy się troszczyć i powiem ci dlaczego.

Co to jest GaN?

Widzieliście powyżej, że GaN jest skrótem od azotku galu, ale to niewiele mówi, co to jest. Jeśli zapytasz inżyniera, co to jest, powiedzą ci, że GaN jest związkiem, który może być użyty jako bezpośredni półprzewodnik z przerwą wzbronioną materiał do produkcji takich rzeczy jak tranzystory i diody, został po raz pierwszy użyty na początku lat 90. w produkcji diod LED, a jego szeroki bandgap z 3,2 eV sprawia, że ​​jest zdolny do obsługi wyższego napięcia i wyższych temperatur roboczych w porównaniu z krzemem.

Ew do kogoŹródło: Google

To też nie jest zbyt przydatne dla większości z nas. Jest to ważne, ponieważ to są powody, dla których tak wiele firm poświęciło tyle czasu na opracowywanie sposobów wykorzystania GaN — to bardzo wydajny i bardzo wydajny materiał półprzewodnikowy. GaN jest używany w wielu różnych aplikacjach, od tranzystory odporne na promieniowanie do satelitów do wzmacniaczy mocy do sprzętu mikrofalowego. Co dla nas najważniejsze, znajdziesz go również w najlepsze małe ładowarki ścienne GaN.

Krzem kontra GaN

W większości sytuacji GaN zastąpił krzem tam, gdzie to możliwe. Krzem jest jednym z najpowszechniejszych materiałów na Ziemi i bez niego elektronika nigdy nie wyszłaby poza lampę próżniową. Krzem niemal w pojedynkę przyczynił się do wynalezienia półprzewodnika i wynalezienia tego, co nazywa się a krzemowy MOSFET (tranzystor polowy z tlenkiem metalu i krzemu) jest powodem, dla którego obecnie mamy komputery i większość innych urządzeń cyfrowych. Krzem i różne sposoby wykorzystania go w elektronice budowlanej były niezwykłym przełomem.

Jednak praktyczne zastosowania krzemu osiągnęły szczyt – po prostu nie może nadal zaspokajać zapotrzebowania na nowsze i potencjalnie lepsze pomysły i wynalazki. Według przedstawiciela z Systemy GaN, firma produkująca tranzystory GaN i opracowująca dla nich nowe aplikacje, „docieramy teoretyczne ograniczenie tego, ile krzemowych tranzystorów MOSFET można ulepszyć i jak energooszczędne mogą być.

Oczywiście firma produkująca komponenty GaN będzie się tak czuła, ale nauka potwierdza to twierdzenie. Bez zagłębiania się w króliczą norę wypełnioną terminami inżynierskimi, półprzewodniki GaN mogą wytrzymać wyższe napięcia przez dłuższy czas i przetrwać temperatury, które stopiłyby półprzewodniki krzemowe. Prąd przepływa również szybciej przez półprzewodniki GaN, co oznacza, że ​​są one znacznie bardziej wydajne, tracą mniej energii po przełączeniu i działają znacznie chłodniej przy tym samym obciążeniu.

GaN jest bezpieczniejszy niż krzem, bardziej odporny na ciepło niż krzem, przenosi wyższe napięcia niż krzem i jest bardziej wydajny niż krzem.

Wreszcie półprzewodniki GaN zajmują mniej miejsca na płytce drukowanej, dzięki czemu mniejsze urządzenia mogą niezawodnie przesyłać równą lub nawet większą moc niż odpowiednik na bazie krzemu. GaN jest lepszy pod niemal każdym mierzalnym sposobem.

Tym, co powstrzymywało wykorzystanie GaN w tanich, jednorazowych towarach konsumpcyjnych – i tak, dla globalnych gigantów, którzy produkują takie rzeczy jak ładowarki do telefonów, które są po prostu tanie i jednorazowe – był koszt. Koszty te powoli spadają wraz z postępami, takimi jak stosowanie GaN na krzemie, dzięki czemu istniejące fabryki mogą produkować sprzęt, a my jesteśmy bardzo blisko punktu, w którym używanie GaN zamiast krzemu jest kosztem neutralny ze względu na pozytywne skutki uboczne: komponenty GaN zmniejszają rozmiar i koszt innych komponentów, a ich lepsza wydajność oznacza, że ​​firma może spełniać bardziej rygorystyczne normy środowiskowe.

Dlaczego my powinno obchodzić

Dużo powiedziałem o tym, jak GaN jest używany, dlaczego jest używany i dlaczego cały przemysł elektroniczny powoli migruje w jego kierunku. Lepiej, mocniej, szybciej i tak dalej. Ale dlaczego? my opieka? Odpowiedź jest naprawdę prosta — nie wszystkie ładowarki są sobie równe.

Android Central skontaktował się z Christopherem Rollandem, analitykiem ds. półprzewodników w firmie Susquehanna International Group z prostym pytaniem: Co sprawia, że ​​GaN jest lepszy dla przemysłu i co sprawia, że ​​jego wykorzystanie jest lepsze dla konsumentów? Jego wnikliwa odpowiedź jest prosta i nie mogę się z tym bardziej zgodzić:

W przeciwieństwie do tradycyjnego CMOS (krzemu), GaN pozwala na wyższe napięcie w małej obudowie, bez strat ciepła i rozpraszania. Innymi słowy… możesz szybciej ładować swoje rzeczy za pomocą mniejszego bloku zasilania, który się nie przegrzewa.

Nie dlatego, że potrzebujesz małego zasilacza, który może ładować telefon, aby był jeszcze mniejszy, ale dlatego, że możesz uzyskać równie mały zasilacz, który może szybciej ładować telefon. Lub naładuj go bez nagrzewania. Lub ładuj więcej niż jedno urządzenie na raz.

Mam jedną ładowarkę, która ładuje wszystko. I mam na myśli wszystko.

Możesz nawet kupić nieco większy klocek ładujący, który może zastąpić dwa tradycyjne bloki zasilania laptopa w torbie podróżnej. Och, ładuje też telefon, tablet, aparat i słuchawki.

Firmy produkujące ładowarki GaN czują się tak samo. kontaktując się z kilkoma popularnymi producentami, takimi jak Aukey czy Belkin, ciągle powtarzano mi to samo: GaN pozwala nam tworzyć produkty, które lepiej niż kiedykolwiek odpowiadają na potrzeby klientów. To prawda — kto z nas? nie? chcesz ładowarki, która jest w stanie dostarczyć więcej mocy, jest mniejsza i jednocześnie bezpieczniejsza?

Przy spadających kosztach i coraz większej liczbie producentów oferujących ładowarki GaN o dużej mocy, nie ma powodu nie powinieneś kupować, gdy następnym razem będziesz potrzebować sposobu na doprowadzenie zasilania ze ściany do telefonu lub innego urządzenie.

Jerry Hildenbrand

Jerry jest amatorskim stolarzem i zmagającym się z problemami mechanikiem drzew w cieniu. Nie ma niczego, czego nie mógłby rozebrać, ale wielu rzeczy nie może złożyć. Znajdziesz go piszącego i wypowiadającego swoją głośną opinię w Android Central, a od czasu do czasu na Twitterze.

instagram story viewer