GaN Systems Industrial Articles

在第四次工业革命中,电力必须追赶数据无线传输的脚步

随着机器人技术、人工智能和传感器的普及,与100年前引入的装配线相比,今天日益智能化的工业环境几乎难以辨认。 这的确是真的——但有一个重要的例外。在一些最先进的工厂和仓库裏,依赖电力的硬件设备仍然插在一个固定的电源插座上操作或充电。 因此,虽然数据传输已经成功地从有线传输发展到无线传输,但这只是电力传输的开始。 数据和电力都是驱动第四次工业革命持续增长和全球影响的引擎。 无线电源的概念并不新鲜。19世纪90年代,尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)尝试了无线配电。 那么,无线电源成为行业主流的障碍是什麽呢?功率级、效率、成本和性能是以往难以克服的问题。 如今,这种情况已不复存在,因为使用GaN功率半导体的无线系统正在解决以前无法解决的问题,并促成新一代的工业创新。 在使用GaN功率半导体的高频系统中,电力发送器和接收器之间的功率和距离可以达到1000 W和1000毫米。 过去基于硅的无线解决方案只能在5毫米的距离内传输20 W的电能。 现在,无线电源可以同有线电源相同的效率和高功率水平传输,此外还具有工业环境需要远距离无束缚传输的主要优势。GaN可实现具有显著空间自由度的快速高功率无线充电。 那么,无线电源对于第四次工业革命意味着什么呢?工业环境可以变得更加灵活、智能、自主、高效和安全。 将受益于无线电源的技术包括机器人、物联网传感器、5G网络和人工智能。 移动机器人 工业机器人需要几百瓦甚至更大功率的快速充电。在有线环境中,需要人工操作员与对接机制进行精确的物理连接。 这限制了机器人的自主性和效率。在高速大功率无线环境中,一个自主移动机器人可以简单地将自己置于充电板上。 通过紧凑的设计,无线充电站可以战略性地、灵活地放置在整个设施中,以获得最大的机器人正常运行时间和新的自主水平。 物联网传感器 传感器的电线成本远远超过传感器本身的成本。有线或电池供电的传感器通常没有备用电源,因此哪怕只有一个按键传感器断电,也可能会关闭装配线甚至整个工厂。 通过无线方式供电的传感器将以最有效的方式进行无线通信。 可以将无线充电作为主要系统或冗余系统引入,在每个传感器的范围内放置多个无线功率发射器,以在发生故障时充当备用电源。 数据和电源都必须在工业4.0网络中流动,不像有线网络那样有人工维护和干预的需求。 5G网络 与4G(1,000 Mbit / s)网络相比,5G(10,000 Mbit / s)具有更低的延迟,更高的可靠性和10倍的数据传输容量,使得在生产,维护和物流网络以及连接的硬件中,更高的智能性和自主性成为可能。 随着数据负载的增加以及传感器和基站的激增,功率需求和维护也可能增加。 尽管在5G网络中每数位的能源成本是4G的1/10,但预计其能耗至少是当前网络的两倍。 除非引入新的效率,否则能源消耗巨大的基站和大量的数据传输将影响能源成本。 智能工厂的5G革命需要伴随着从有线到无线电源的演进。 人工智能 随着智能IoT传感器的增加以及5G数据量的增加和数据延迟的减少,人工智能在工业环境中的集成将增加。 这不仅会发生在有关硬件性能和维护的长期分析中,而且还会以不到一毫秒的延迟向精密机器人设备和移动机器人发起“实时”号令。 如果在工厂或仓库内的适当位置没有可靠的无线高速电源,则将限制AI在工业中的使用。 数据的无线传输和分析可能实现,但是除非具有无线电源,其实际操作价值有限。 工业设计的灵活性 工业4.0的智能工厂和仓库的增长归因于从大批量,统一制造向小批量定制产品生产的转变-伴随着更快的周转时间。随着制造需求的变化,这可能需要快速重新配置设施。 如果将地板设计与特定的电力结构捆绑在一起,那么实现这种快速变化将变得很困难。 无线充电站使工业设施的重新设计更加灵活,所产生的环境更加整洁,这也是使用自动移动机器人的一个优势。 在流水线之间或仓库中运输补给品的机器人需要绕过的障碍物会更少。 在充满挑战的环境中安全运行 基于接触的(有线)充电的问题是,暴露于灰尘,湿气和其他碎屑会对性能产生负面影响,并且需要昂贵的维护。 因为无需担心电源连接器,无线充电系统可以密封,用来抵抗肮脏和腐蚀性的环境因素。 这使得在采矿,建筑或水下作业等无法使用电线或不能安全使用电线的高风险和挑战性环境中,可以实现更智能的工业作业。 工业4.0的持续发展不应再受电缆和软线束缚,也不应该因连接器和触点故障而受到阻碍。只有在电源和数据都是无线的情况下,才能充分发挥其潜力。现在是时候了。

氮化镓系统 (GaN Systems)氮化鎵功率器件在快充市場的應用

摘要: 氮化鎵成爲電子行業的熱門技術,圍繞氮化鎵的產品、可靠性和解決方案是目前業界關注焦點。本文將探討充電器的技術發展趨勢和氮化鎵(GaN)功率器件在高功率、小型化需求下的巨大市場前景,然後從器件性能、可靠性和解決方案三個方面表明氮化鎵系統 (氮化镓系统 (GaN Systems)) 公司爲終端客戶提供更低成本、更高可靠性和更完整的氮化鎵功率器件產品及系統解決方案。 1. 市場前景 2020年是消費類充電器特別是快充市場快速發展的重要年份,隨著市場不斷成熟和趨勢日益明確,消費者對小尺寸和大功率快速充電器需求越來越大,市場前景巨大。其中兩個重要技術指標就是高功率密度和高效能。高功率密度體現在同一額定功率下的小體積,而高效能體現在節能環保和更低的工作溫度上。氮化鎵器件由於具有極高的開關速度、同一晶圓下的小通態電阻,使得更高效能和更高開關頻率快速充電成爲可能。2020年内置氮化鎵器件的快充技術進入快速發展階段,根據行業調查顯示,作爲消費類電子風向標的手機行業中,目前已經有華爲,小米,OPPO等多個知名品牌推出了基於氮化鎵快充產品。電商方面,更有多達20家品牌先後推出氮化鎵基快充產品。 圖一總結了兩個主要功率段下充電器的主要電路和功率密度以及效能指標要求。對於75W以下(30W-65W)充電器,目前主要電路為單端准諧振(Quasi-Resonant, QR)反激或有源箝位反激(Active Clamp Flyback, ACF)兩種電路。最高效能指標要求接近94%,功率密度要求20W/in3。高於75W(100W-300W)充電器,目前基本采用兩級電路方案,前級是功率因數校正電路(PFC)后級為LLC諧振或其他隔离DC/DC電路。目標最高效能要求達到95%,功率密度要達到22W/in3以上。與傳統矽(Si)基功率器件相比,新材料的氮化鎵器件具有更高的性能,為充電器特別是快充產品的小型化和高效能帶來可能。   2. 氮化鎵器件與矽基器件的比較 氮化鎵器件由於其寬禁帶特點,它的主要優勢在於高開關速度和低開關損耗上,另外對於同一晶圓大小的功率器件,氮化鎵功率器件具有低於矽基器件的通態電阻。系統層面可以帶來更高效能,更低工作溫度和更小體積,因此非常適用於小體積、高功率密度的充電器產品設計。表一總結了已量產的氮化鎵功率器件與目前市場上最優的矽基MOSFET的比較。可以看到,氮化鎵器件在具有較低的通態電阻下,同時兼具更低的驅動電荷Qg、漏柵極電荷Qgd和輸出能量Eoss,使得高頻率高效能成爲可能。 圖二是典型的准諧振(QR)反激電路拓撲,由於它的低成本和較高可靠性,多用於充電器電路中。在該電路中爲了提高充電器的功率密度,一個直接的方法就是增大開關頻率來降低變壓器等元件的尺寸。然而提高開關頻率以後必然帶來額外的器件開關損耗和溫升。QR反激電路主要有兩個與開關頻率相關的損耗,頻率越高相應損耗越大: 在功率器件關斷瞬間原邊電流達到峰值電流,功率器件在硬關斷過程關閉,存在電壓電流交曡的關斷損耗。它可以由器件驅動電荷Qg和漏柵極電荷Qgd參數來評價。 在器件開通時刻,由於此時電流基本為零,因此不存在開通電壓電流交曡開關損耗,但QR反激電路在高壓交流電壓輸入(230Vac)條件下器件開通瞬間漏源極電壓並不為零,所以存在由於内部寄生電容放電產生的放電損耗。它可以由寄生電容對應的輸出能量Eoss參數來評價。 評價一個功率器件特性重要指標是品質因數(Figure Of Merit,FOM),它綜合評估器件的通態和開關特性,越小的FOM代表越優的器件性能。其中 Input FOM表明了器件在同等通態電阻下器件的開關過程中電壓電流交曡損耗,它是硬開關電路評估器件的最重要指標,例如QR反激電路的關斷損耗就可以用這個指標來比較。如圖三所示,在相近通態電阻(50-60毫歐)條件下,氮化鎵器件的漏柵極電荷Qgd僅爲矽基器件的6%,導致開關過程中氮化鎵器件電壓電流交曡損耗遠小於矽基器件,約爲矽基器件的五分之一。 QR Flyback FOM表明QR反激電路中在同等通態電阻下器件在200V下寄生電容產生的放電損耗,這裏電壓條件為200V是因爲,當輸入交流電壓為高壓230Vac條件下,QR反激電路功率器件漏源極電壓約爲200V條件下開通,將在此條件下產生寄生電容影響的開通損耗。圖四可以看到,在相近的通態電阻下,氮化鎵器件的Eoss僅爲矽基器件的60%左右,導致開通電容放電損耗遠低於業界最好的矽基器件。 因此總結表一和上面分析:氮化鎵器件在各方面器件性能上均優於矽基MOSFET器件,適用於高頻化高效應用,實現最佳性能。   3. 氮化鎵產品及可靠性 作爲一位研發工程師,在研發充電器產品時主要關注以下三個方面:第一是產品的可靠性,代表器件在產品壽命中具有高的可靠性和低的失效率,滿足產品的設計壽命;第二是低成本,除了器件自身成本以外,還需要考慮整體的BOM成本和生產成本;第三是產品能夠快速推向市場,縮短產品設計周期。 氮化镓系统 (GaN Systems)一直致力於優秀氮化鎵功率器件的研發和生產。目前已經擁有業界最全產品覆蓋範圍,最高工作電流和最優封裝的氮化鎵產品綫。其中針對快充市場推出了650V 5×6毫米 PDFN封裝的氮化鎵器件,通態電阻從150毫歐(GS-065-011-1-L)到450毫歐(GS-065-004-1-L),它可以用於30W到300W的充電器產品中。 在可靠性方面,氮化镓系统 (GaN Systems)嚴格按照超過JEDEC標準的產品認證流程,表二給出了部分測試高於JEDEC標準的測試項目和延長測試時間的倍數,同時基於氮化鎵器件自身特性還增加了多個額外可靠性測試項目,比如高溫開關動態壽命測試。這樣可以保證氮化鎵產品的可靠性和長工作壽命。圖五比較了氮化镓系统 (GaN Systems)氮化鎵器件與同類氮化鎵器件在准諧振(QR)和有源箝位反激(ACF)兩種電路的失效率,該失效率數據是居於業界通用方法,在實測高溫高壓數據下通過韋伯圖(Weibull Plot)得到相關加速因子,進而預測出在實際產品工作壽命下的失效率。可以得出結論     4. 帶EZDrive電平轉換電路的氮化鎵驅動方案 對於增强型氮化鎵器件驅動,開通推薦電壓為6V左右,關斷推薦電壓可以為0V到-10V,而傳統的帶驅動的充電器控制IC輸出驅動電壓一般為12V,因此爲了和控制IC的驅動電壓配合,需要進行驅動電壓的電平轉換。爲此氮化镓系统 (GaN Systems)提出了低成本的EZDrive電平轉換電路,如下圖所示,通過簡單的四個小分離元件(RUD, CUD, ZDUD1和ZDUD2)實現了驅動電壓的轉換,采用該電路后氮化鎵器件驅動實測波形VGS沒有任何過冲和干擾振蕩。 采用EZDrive電平轉換電路配合氮化鎵器件驅動的另一個優勢在於其驅動電阻Ron和Roff外置,如圖七所示,可以通過驅動電阻來控制漏源極驅動電壓斜率dv/dt進而優化EMI設計。和其他單晶片集成驅動GaN方案相比,氮化鎵器件加上EZDrive電平轉換電路具有更強的靈活性,並充分利用控制IC内部集成的驅動實現了低成本驅動氮化鎵器件,同時由於驅動電阻外置,可以控制開關dv/dt斜率進而優化電磁干擾(EMI)設計。…

基于 GaN 的高频 LLC 谐振变换器的设计考量

本文针对高频 LLC 谐振拓扑将氮化镓(GaN)功率器件与硅基超结 MOSFET(Si SJMOS)和碳化硅 MOSFET(SiC MOS)进行对比,评估了 GaN 功率器件在性能上的优势。文章首先比较了实现高效率和高功率密度 LLC 谐振变换器的关键器件参数。然后,对基于 GaN,Si 和 SiC 的 3KW LLC 的损耗和效率进行分析,最后定量得出结论:基于 GaN 的 LLC 具有明显性能优势, GaN 功率器件对于实现高密度和高效率 LLC谐振变换器具有重要的价值。 作者:加拿大 氮化镓系统 (GaN Systems), 刘学超 介绍 伴随着更高功率密度,更小尺寸和更高效率的明显趋势,高频 LLC 谐振变换器是工业隔离 DC / DC 拓扑的极佳解决方案,例如笔记本适配器(> 75W),1KW-3KW 数据中心电源和车载充电器(OBC)等。图 1 以半桥 LLC 谐振变换器拓扑电路为例,其开关频率分别为 100KHz 和 500KHz。在 500KHz 频率条件下,无源谐振元件(变压器,谐振电感器和谐振电容器)的尺寸大大减小,提高了功率密度。然而在高频条件下,需要考虑功率器件(Q1 和 Q2)的选型,以权衡效率和功率密度。 当前,GaN 功率器件技术已在市场上确立了成熟的地位和强劲的未来发展势头,尽管在硬开关应用中使用 GaN 可以显着提高效率,但在软开关拓扑中通常研究对比较少,文章将对基于…

基于氮化镓的高频图腾柱 PFC 优化设计

氮化镓功率晶体管可提高电力电子系统的功率密度和效率。本文针对无桥图腾柱PFC 提出了开关频 率和滤波器相关设计指南,以验证氮化镓功率器件在系统级的优势。 作者:加拿大氮化镓系统 (GaN Systems) 公司 刘学超(Jimmy Liu),Paul Wiener 引言 众所周知,氮化镓功率器件为电力电子系统提高频率运行,实现高功率密度和高效率带来可能。然而,在高频下需要对EMI 性能进行评估以满足EMC 法规(例 EN55022 B 类标准)要求。为了达到此目标,本文提出了针对连续电流模式无桥图腾柱功率 因数校正电路(PFC)的EMI 滤波器设计流程。针对功率密度 增加带来的效率影响,将导致功率密度和效率之间的权衡,本文将氮化镓基无桥图腾柱PFC 与传统硅基PFC 进行了数据对比,并提出了采用基于氮化镓器件的图腾柱PFC 最佳范围来权衡功率密度和效率。 EMI 建模和滤波器设计 如图1 所示是单相无桥图腾柱PFC 的基本原理图。为了满足EMI 标准,在拓扑结构和交流电源之间需要添加EMI 滤波器,以衰减高速开关过程产生的噪声。文献[1] 已经对该拓扑进行了详细讨论。与传统的升压PFC 相比,由于省略了桥式二极管导通损耗,图腾柱PFC 系统的设计效率非常高。其中蓝色晶体管代表高速桥臂,一般采用宽禁带器件(例如GaN 功率器件)。主要原因是氮化镓器件具有零反向恢复(Qrr = 0),使得在高频换流过程中高频桥臂的开关损耗大大降低,所以可以采用连续电流模式对图腾柱PFC 进行设计,满足中大功率变换的需求。除了显着降低开关损耗外,氮化镓器件的零反向恢复还大大减少由高频换流di / dt 引起的EMI 噪声产生,特别是对于辐射噪声,可以参考文献[2]。本文下一部分将重点讨论高频连续电流模式图腾柱PFC 传导噪声的EMI 建模方法。   如图2 所示,EMI 噪声是通过连接在交流电源和被测设备(DUT)之间的线路阻抗稳定网络(LISN)进行测量。 EMI 测试接收器连接到LISN 的输出,以便与标准定义的限定值进行比较。该LISN 实际上相当于一个高通滤波器功能,目的是将高频噪声电流捕获到RC(0.1μF +50Ω)测试路径中被测设备产生的EMI 噪声可以由EMI 测试接收器通过50Ω 电阻测量。同时,LISN…

西门子采用氮化镓系统 (GaN Systems)公司功率器件实现行业领先的性能

加拿大安大略省渥太华市,2019年12月20日-全球氮化镓功率器件领导者氮化镓系统 (GaN Systems)公司今天宣布,西门子公司正将氮化镓系统 (GaN Systems)公司功率器件集成于其Simatic微型伺服驱动系统产品线的部分产品中。通过集成氮化镓系统 (GaN Systems)功率器件,该西门子产品线具有行业领先的性能,并因高功率密度,高效率和可靠性而使客户受益。 “Simatic 微型伺服驱动系统是一种用途广泛,灵活且安全的集成伺服驱动系统,涵盖了从超低电压范围到24至48伏电子整流电机的广泛应用,” 西门子Simatic 微电机产品经理Christian Neugebauer说。 “借助氮化镓系统 (GaN Systems)的器件,我们现在能够提高驱动器的效率。因为氮化镓器件,西门子产品可以切换到更高的频率,从而和高压驱动系统相比,能够缩短电机响应时间。” 最近,西门子通过新的安全和超低压Simatic 微型伺服驱动产品系列进入了低压驱动器市场。集成的Simatic微型伺服驱动系统具有两种不同的外壳尺寸,支持100至1000瓦之间的电机输出。其基本架构采用氮化镓系统 (GaN Systems)公司的氮化镓功率器件。此四象限驱动系统既可以使用于集成有制动斩波器的电源上,也可以直接在电池运行中使用。 该伺服驱动系统适用于移动,加工和定位等各种不同应用,例如输送机系统和堆高机,单个或多个协调轴的定位,用于存储和检索机器或仓库系统,自动导引车(AGV) 和医疗技术上。 “许多工业客户已经在其量产产品中利用了氮化镓的优势。我们用对产品设计和生产高质量和高性能的要求,从而赢得了客户对氮化镓技术的信心,并且很高兴看到西门子和氮化镓系统 (GaN Systems)公司投入的努力正在实现回报。” 氮化镓系统 (GaN Systems)公司首席执行官Jim Witham说, “氮化镓不再是关于如果或何时的话题,而是现在” 。 关于氮化镓系统 (GaN Systems) 氮化镓系统 (GaN Systems)公司是氮化镓功率半导体的全球领导者,拥有最强的晶体管产品组合,可以独特地满足当今最苛刻行业的需求,包括数据中心服务器,可再生能源系统,汽车,工业电机和消费电子产品。作为市场领先的创新者,氮化镓系统 (GaN Systems)使得设计更小,更低成本,更高效的电源系统成为可能。该公司屡获殊荣的产品为系统设计提供了机会,而不再受从前硅材料的限制。通过晶体管性能的变革,氮化镓系统 (GaN Systems)促使电源产品公司能够革新其行业并改变世界。有关更多信息,请访问:www.gansystems.com或在Facebook,Twitter和LinkedIn上。

从全球成千上万创新者中脱颖而出, GAN Systems跻身2020年全球CLEANTECH 100强

2020年1月16日,加拿大安大略省渥太华– 氮化镓功率半导体的全球领导者氮化镓系统 (GaN Systems)今天宣布,它已被Cleantech Group评为2020年全球Cleantech 100强公司。 2020年全球节能技术百强榜是年度评选的第11版,该评选着重于可持续创新领域的领先公司和议题。它们的特色是私营,独立和营利性公司,并最有能力为数字化,低碳和资源节约型工业未来做出贡献。 GaN System首席执行官Jim Witham说:“我们很荣幸能入围2020年全球节能技术100强”, “这再次证明了我们当前在氮化镓功率半导体领域的领导者地位以及作为一家不断转变创新型节能解决方案公司的地位。” 该清单结合了Cleantech Group的研究数据,提名的定性判断和全球80名成员的专家小组的见解,该专家小组由活跃于技术和创新探索的公司和行业的领先投资者和高管组成。从开拓者和资深人士到新进入者,专家组广泛代表着全球节能技术界,其名单在清洁技术创新生态系统中得到了许多重要参与者的强大尊重和支持。全球节能技术100计划由Chubb赞助。 “我们在定义未来的2020年代的第一份名单是非常准确的,应该不断加强对真正有影响力和必要的创新的推崇,以改变我们的生态结构,实现更可再生的能源系统,并捕获和利用数十年来,我们一直在大量释放的二氧化碳。” Cleantech集团首席执行官Richard Youngman说。 “在解决全球问题方面,一些重大挑战也包括在我们的2020年名单中-从证明融合和下一代电池到零碳航空。” 有关氮化镓系统 (GaN Systems)创新者前景的详细信息,请访问Cleantech Group的市场情报i3平台并搜索氮化镓系统 (GaN Systems)。 关于Cleantech集团 Cleantech®Group提供研究,咨询和活动,以激发创新推动的可持续增长机会。从最初的战略到最终的交易的每个阶段,我们都会为整个生态系统中的企业变革制定者,投资者,政府和利益相关者提供他们所需的敲门砖和个性化支持,以在更加数字化,低碳化和资源高效的未来蓬勃发展。该公司成立于2002年,总部位于旧金山并拥有位于伦敦的不断增长的国际业务。公司的母公司Enovation Partners位于芝加哥。 媒体联系: Laura Dolby Cleantech Group Email: laura.dolby@cleantech.com 关于氮化镓系统 (GaN Systems) 氮化镓系统 (GaN Systems)公司是氮化镓功率半导体的全球领导者,拥有最强的晶体管产品组合,可以独特地满足当今最苛刻行业的需求,包括数据中心服务器,可再生能源系统,汽车,工业电机和消费电子产品。 作为市场领先的创新者,氮化镓系统 (GaN Systems)使得设计更小,更低成本,更高效的电源系统成为可能。该公司屡获殊荣的产品为系统设计提供了机会,而不再受从前硅材料的限制。通过晶体管性能的变革,氮化镓系统 (GaN Systems)促使电源产品公司能够革新其行业并改变世界。有关更多信息,请访问:www.gansystems.com或在Facebook,Twitter和LinkedIn上,或者扫描此二维码以获取我们的微信。 媒体咨询: Mary Placido Trier and Company for 氮化镓系统 (GaN Systems) Email:…

2020年 电力技术趋势

氮化镓系统 (GaN Systems)展望2020年与电力电子相关的改变游戏规则的技术 在过去的几十年里,“电力”这个主题一直被视为一种挑战,其主要集中在渐进式的改进上——无论是通过技术、政府法规,还是通过改变消费者的行为。 数据和能源是公认的全球经济增长的动力。 而且两者的需求都以前所未有的水平增长。 全球数百万个数据中心每天产生2.5亿个字节的数据,而在仅五到七年的时间里,预计其数据将以5倍的速度增长,这使数据消耗达到了前所未有的高度。 这些数据中心每年要消耗天文数字般的416太瓦/小时,以跟上这一需求。 在过去十年中,全球电力需求增长了近三分之一。 业内分析师预测,到2050年,全球电力需求将增长57%。 如今,对电力行业逐渐增加的依赖性使得能源效率已成为一项战略举措,例如数据中心,电动汽车,可再生能源系统,工业电机和消费类电子产品。 企业如何选择产生,存储,交付和使用电力,将成为2020年全球变化的重要动力。 在过去的一年中,在与企业领导者的对话中,我们对于氮化镓系统 (GaN Systems)比以往任何时候都更加确信,昔日的硅已经达到了解决关键电源系统挑战的极限。 GaN(氮化镓)技术是无可争议的清晰解决方案,可用于推动更强劲的增长和产品创新,并使公司能够加强对话并更深入地参与可持续发展计划。 随着年末的临近,GaN功率半导体的全球领导者氮化镓系统 (GaN Systems)揭示了2020年的四个趋势,我们认为这将对世界的功率和能源足迹产生重大影响。 趋势一: 电动汽车 在2019年,越来越明显的是,不久的将来交通运输将围绕电动汽车发展,从长远来看也将围绕电动汽车发展。 如今,全球道路上有510万辆电动汽车。 考虑到作为“燃料”电动汽车所需的电量。到2035年,预计将有1.25亿辆电动汽车上路。这将对全球能源网造成巨大不利影响。充电器和牵引逆变器的设计演变将在2020年在汽车设计工作室中扮演重要角色,然后在随后的几年中推向公共道路。 为了解决长期存在的“范围焦虑”问题,公共充电站的数量将继续增加,并将越来越关注太阳能和插头标准化。 电动汽车: 电动汽车的需求将继续以燃油效率压力和续驶里程为消费者需求的中心。 大型汽车制造商的设计将着重于提高效率,功率密度和减轻重量,着重于充电器和牵引逆变器。 电池技术将继续改进,然后与重量更轻的车辆相结合,将有助于增加车辆续航里程和消费者接受度。

重要要点:第七届宽带隙能源器件和应用研讨会(WiPDA 2019)

 氮化镓系统 (GaN Systems) 总监Peter A.Di Maso 很高兴出席近日在北卡罗来纳州立大学校园举行的 WiPDA 会议。本周的会议以JEDEC的JC-70宽带隙功率电子转换半导体委员会半年度会议开始。JEDEC是全球微电子行业开放标准制定的领导者,有3000多名志愿者代表近300家会员企业。 JC-70委员会刚刚庆祝其两周年成立纪念,并负责制定有关可靠性和鉴定程序,测试和测量方法以及数据表要素的行业准则。 该委员会的成员由众多带隙行业的领导者组成,他们以饱满的热情为我们做出了贡献,以确保我们不断进步。这促成了关于促进功率转换中采用GaN和SiC的热烈并有效的讨论。 我赞赏JC-70的志愿者。 第二天,我们举行了第七届IEEE宽带隙能源器件和应用研讨会(WiPDA 2019)全体会议。 我特别喜欢ABB公司研究部的. Sandeep Bala 博士关于使用氮化镓的全会发言。。Bala博士谈到了GaN的好处以及他和他的团队如何克服了一些挑战。 参加讨论GaN能源器件市场采用情况以及市场渗透的加速器和障碍的座谈会对我来说是一种荣幸。 与桑迪亚国家实验室(Sandia National Labs)的罗伯特·卡普拉(Robert Kaplar)组成一个多元化的小组,这是令人振奋的,研究人员正在研究宽带隙材料,这些材料将取代硅成为能源半导体行业的骨干力量,从而有效地打破了壁垒。 JC-70.1 GaN小组委员会联合主席Tim MacDonald强调,用户处于学习曲线上,而JC-70.1正在帮助加快这一曲线。 此外,来自德州仪器(Sandeep Bahl)和英飞凌科技(Alain Charles)的代表也参加了小组讨论。 此外,我非常荣幸在会议的最后一天有机会主持有关GaN应用的会议,并展示了里昂大学和阿肯色大学等大学的充满智慧的论文。 最后,我介绍了GaN Systems的Lei Kou博士关于GaN在低频应用中的优势的论文。 总而言之, 毫不夸张地说GaN已经成为新的能源电子设计的主流。它不仅是处于发展讨论的最前沿。 工程师了解性能优势,而管理层则了解经济利益,了解使用GaN的好处。

Paul Wiener addresses the Airfuel Members Meeting

全球无线充电–全速前进

9月,我参观了世界各地,参加了无线电源会议和客户讨论。 我的第一站是在台湾的ITRI无线电源研讨会,那里的行业专家如分析公司 IHSMarkit 回顾了无线电源的增长以及对未来增长的巨大期望。 此外,我参加了许多有关高频无线电源系统技术优势的演讲。 我发现最有趣的是看到平板扬声器展示了真实的系统-它们如何工作以及实现无线功率传输的优势。 我的旅程继续前往欧洲,参加了 AirFuel Alliance 联盟成员的会议 GaN Systems已经成为联盟的成员三年了,参加了磁共振工作委员会(MRWC)和市场咨询小组(MAP)。 今年,联盟在会员会议上(这始终是一次很棒的学习和社交活动),邀请非会员参加并分享他们对无线电力的兴趣。 很高兴从助听器到电动汽车之中看到如何以多种不同的方式和应用来实现高频无线电力传输。 AirFuel联盟会议的一些要点集中在: 市场单位预测 所有设备:2023年将达到4B Tx,4.8B Rx 非移动:2023年的2B Tx,1.3B Rx AirFuel联盟成员不断增长– 2019年是有史以来增长速度最快的一年 国际标准组织和OEM行动确认,高频是高效无线电力传输的最佳解决方案 在会议上,我有机会演讲了 (GaN Systems)  的 World Without Wires 报告。对不受有线物理连接限制的全球宇宙的想法(从电力运输到工厂自动化机器人到空中运输的无人机和智能电子设备)的响应非常热烈,参加会议的与会者一致认为,网络共享的需求自从电力发明以来没有发展。 现在是进入无线充电新时代的激动人心的时刻,并向我们展示了“没有电线的世界”的现实。 GaN系统战略营销副总裁  Paul Wiener

Article: GaN Transistor Technology to Wirelessly Charge Workplace Robots

This piece by Rob Coppinger was originally published at Electropages.com on September 18, 2019. Robots in the workplace can be wirelessly charged at a distance using Gallium Nitride transistor technology which can cope with the high energy levels needed. With more and more robots and autonomous vehicles in factories and other workplaces, recharging these machines…