【導讀】在為新應用考慮板外 AC/DC 電源時，盡管基於氮化镓 (GaN) 的替代產品具有更出色的電氣性能和能效，但設計人員通常還是會選擇矽 (Si) 基(ji)部(bu)件(jian)。這(zhe)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)在(zai)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)方(fang)麵(mian)的(de)假(jia)設(she)，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)的(de)默(mo)認(ren)選(xuan)擇(ze)。然(ran)而(er)
，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)能(neng)忽(hu)略(lve)了(le)氮(dan)化(hua)镓(jia)基(ji)替(ti)代(dai)產(chan)品(pin)對(dui)冷(leng)卻(que)的(de)要(yao)求(qiu)降(jiang)低(di)。

在為新應用考慮板外 AC/DC 電源時，盡管基於氮化镓 (GaN) 的替代產品具有更出色的電氣性能和能效，但設計人員通常還是會選擇矽 (Si) 基(ji)部(bu)件(jian)。這(zhe)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)在(zai)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)方(fang)麵(mian)的(de)假(jia)設(she)
，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)由(you)於(yu)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)的(de)默(mo)認(ren)選(xuan)擇(ze)。然(ran)而(er)
，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)能(neng)忽(hu)略(lve)了(le)氮(dan)化(hua)镓(jia)基(ji)替(ti)代(dai)產(chan)品(pin)對(dui)冷(leng)卻(que)的(de)要(yao)求(qiu)降(jiang)低(di)。

矽半導體自 20 世紀下半葉以來一直是電子工業的主流。氮化镓於 20 世紀 30 年代合成，但經過了很長時間才獲得青睞
，並於 20 世紀 90 年代初首次普遍應用於發光二極管，在製造氮化镓晶體管作為金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 的替代產品具有商業可行性後，氮化镓才得到更廣泛的應用。

盡管如此
，矽仍然是 AC/DC 電(dian)源(yuan)的(de)主(zhu)流(liu)。利(li)用(yong)更(geng)成(cheng)熟(shu)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)
，供(gong)應(ying)商(shang)可(ke)以(yi)在(zai)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)的(de)成(cheng)本(ben)限(xian)製(zhi)範(fan)圍(wei)內(nei)提(ti)供(gong)更(geng)多(duo)的(de)矽(gui)晶(jing)體(ti)管(guan)，但(dan)矽(gui)基(ji)元(yuan)件(jian)遇(yu)到(dao)了(le)性(xing)能(neng)和(he)發(fa)熱(re)瓶(ping)頸(jing)，這(zhe)為(wei)更(geng)廣(guang)泛(fan)地(di)考(kao)慮(lv)基(ji)於(yu)氮(dan)化(hua)镓(jia)的(de)替(ti)代(dai)產(chan)品(pin)帶(dai)來(lai)機(ji)會(hui)。

使用氮化镓的電源具有更高的電子遷移率和更寬的帶隙
，因此可在更高的頻率下工作，且能效更高

，外形更加小巧。

氮化镓在電源產品中的優勢

相(xiang)比(bi)矽(gui)晶(jing)體(ti)管(guan)，氮(dan)化(hua)镓(jia)晶(jing)體(ti)管(guan)的(de)電(dian)阻(zu)和(he)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)更(geng)低(di)，開(kai)關(guan)速(su)度(du)更(geng)快(kuai)
，功(gong)耗(hao)更(geng)低(di)。此(ci)外(wai)，氮(dan)化(hua)镓(jia)晶(jing)體(ti)管(guan)還(hai)具(ju)有(you)更(geng)優(you)的(de)導(dao)熱(re)性(xing)，可(ke)在(zai)更(geng)高(gao)溫(wen)度(du)下(xia)工(gong)作(zuo)。這(zhe)就(jiu)減(jian)少(shao)了(le)對(dui)散(san)熱(re)器(qi)、框架或風扇等體積龐大、噪音高的冷卻部件的需求。

通過減少部件可提高可靠性
，使電源外形更加緊湊

，從而在設計新應用時能夠節省寶貴的空間。體積更小
、性能更可靠的電源適用於需要高性能
、低噪音電源的各種應用。

板外氮化镓AC/DC 電源可用於以下應用：

· 要求電源必須高效、可靠、安靜的醫療設備
· 用於機器人、傳感器或控製器的、堅固耐用且適應性強的工業設備
· 為快速、輕型和便攜式設備供電的消費電子產品
· 采用沉浸式低溫電源的遊戲係統、控製台和虛擬現實頭盔
· Bel 旗下各種品牌的氮化镓電源

Bel Power Solutions 屬於 Bel Fuse Inc. 旗下，一直在擴大其基於氮化镓的 AC/DC 電源產品在市場中的範圍
，且 EOS Power 和 CUI Inc. 兩個品牌都屬於 Bel。這些品牌提供了采用氮化镓技術的電源產品組合
，旨在實現比矽基 MOSFET 同等產品更高的功率密度和能效。

EOS 以其超小型電源蜚聲業界。

圖 1：EPG300 和 MEPG300 電源的外形。（資料來源：EOS Power）

EPG300 和 MEPG300 AC/DC 電源均提供範圍在 12 V 至 58 V 以內的六種單輸出電壓，且能效高達 94%。例如，EPG300-1312 是一款 12 V 輸出的開放式電源，其尺寸為 4.00" x 2.00" x 1.47" (101.6 mm x 50.8 mm x 37.3 mm)。

MEPG300-1312 和該係列的其他型號專為醫療應用而設計，具體包括病床、成像設備、監控設備、手術設備和診斷設備。這類電源符合最新的醫療標準 (EN/IEC 60601-1)，並提供適用於 I 類應用的 2 x MOPP 隔離選項。

EPG500 和 MEPG500 AC-DC 電源（圖 2）可在 90 VAC 至 264 VAC 的寬輸入範圍內提供高達 500 W 的穩壓輸出功率。這兩款電源都提供範圍在 12 V 至 58 V 以內的六個單輸出電壓，且尺寸為 5.00" x 3.00" x 1.58" (127.0 mm x 76.2 mm x 40.0 mm)。

圖 2：EPG500/MEGG 500 電源的外形。（圖片來源：EOS Power）

CUI 的 SDI120-U

、SDI300G-U 和 SDI300G-UR 係列 120 W
、300 W 台式氮化镓AC/DC 電源設計用於各種便攜式消費類和工業應用。

CUI SDI120G-24-U-P51（圖 3）是一款 24 V 輸出的台式氮化镓電源，尺寸為 5.20" x 2.01" x 1.26" (132.0 mm x 51.0 mm x 32.0 mm)。該電源可提供高達 120 W 的連續功率
，並符合美國能源部 VI 級能效標準。

圖 3：SDI120G-24-U-P51 台式電源。（圖片來源： CUI Inc.）

SDI300G-48-U2-P219 適用於需要高功率
、高能效和緊湊型 AC/DC 電源的各種應用，尺寸為 7.20" x 3.35" x 1.38" (183.0 mm x 85.0 mm x 35.0 mm)，輸出電壓為 48 V，最大電流為 6.25 A。

CUI SDI300G-UR 係列符合 IEC II 級標準
，需采用三孔 (C18) 插頭

，而 SDI300G-U（圖 4）和 SDI120G-U 係列則采用兩孔 (C14) 插頭。

圖 4：CUI 的 SDI300G-UR 係列 AC/DC 台式電源的外形，需采用雙孔插頭。（圖片來源： CUI Inc.）

結語

隨著產品製造商不斷要求更緊湊
、更高效的電源產品，氮化镓在消費電子、電信和汽車等領域的新電子應用中越來越具有吸引力。對於需要可靠、高效、緊湊的 AC/DC 電源轉換並具有額外冷卻優勢的應用，Bel 品牌為產品設計人員提供了一係列選擇。

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