I caricatori con nitruro di gallio (GaN) sono ora offerti da vari produttori. L'alternativa al silicio utilizzata in questi alimentatori e nei loro chip presenta numerosi vantaggi. Ad esempio, i caricatori sono più compatti e leggeri; sono anche più efficienti grazie alla minore generazione di calore. Qui nel blog troverai già post sugli alimentatori al nitruro di gallio di AUKEY e Anker. Quanto segue riguarda l'uso del materiale nell'elettronica stessa.
Capitoli in questo post:
Che cos'è il nitruro di gallio/GaN?
Il nitruro di gallio è un solido inodore quasi insolubile in acqua. La formula molecolare o formula del rapporto è GaN. Il nitruro di gallio è un semiconduttore già utilizzato nell'optoelettronica, dove viene utilizzato, ad esempio, per LED blu e verdi e per diodi laser viola. La sostanza si presenta per lo più in una forma cristallina, trasparente, incolore; tuttavia può essere anche opaco, giallo, grigio o bianco. Ulteriori informazioni scientifiche, dati chimici e immagini sono disponibili su Wikipedia (Deutsch / Inglese).
Quali sono i vantaggi rispetto al silicio?
Per quanto riguarda il suo utilizzo come semiconduttore nei chip dei computer, il GaN offre un gap di banda maggiore rispetto al silicio o al silicio (Si). Espresso in numeri, Si offre un valore di 300 eV a 1,12K. GaN offre un gap di banda di 300 eV a 3,37 K (Fonte). In termini pratici, ciò significa che il nitruro di gallio consente tensioni elettriche più elevate; quindi tensioni maggiori. La corrente può anche fluire più velocemente attraverso il GaN che attraverso i chip Si.
Per i chip per computer, questo significa scomporre all'essenziale: prestazioni del processore più elevate con chip più piccoli e minore generazione di calore. Si tratta di uno sviluppo interessante, soprattutto per smartphone, ma anche per laptop, smartwatch e computer di ogni tipo. Non solo sono possibili componenti più piccoli o più potenti della stessa dimensione, ma anche una minore perdita di energia: è possibile ottenere una maggiore efficienza.
Cosa c'entra questo con i caricatori?
I chip per computer vanno tutti bene, ma perché per ora stiamo vedendo l'uso dell'alternativa al silicio nei caricabatterie? Perché usarlo qui è piuttosto utile. Perché laddove i vecchi caricatori non monitoravano il livello di carica della batteria da caricare, nel tempo sono emersi sistemi di monitoraggio che limitano la corrente dopo aver caricato metà della capacità della batteria per proteggere la batteria.
Con il nitruro di gallio invece del silicio nei caricatori, questa tecnologia migliora con l'aumento della corrente erogata per unità di tempo. O per dirla in altro modo: con i caricatori GaN, il vantaggio pratico si vede in una ricarica più rapida grazie a un hardware più piccolo, ma la stessa sicurezza per la batteria. Ciò è particolarmente importante per i componenti di ricarica rapida, ad esempio caricabatterie o dock per l'Apple MacBook con Thunderbolt 3.
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Perché la "vecchia" tecnologia Si è ancora utilizzata?
L'abitudine e il denaro sono due punti critici qui. La maggior parte delle infrastrutture, dei produttori e delle periferiche sono attualmente progettate per la creazione di chip e schede a base di silicio. Potrebbe volerci un po' prima che i chip e le schede di nitruro di gallio diventino lo standard. Anche perché la conversione, compreso l'approvvigionamento di materie prime, processi produttivi e così via, significa molto tempo e denaro.
Quindi attualmente, gli alimentatori GaN sono piccoli esempi di come farlo. Resta da vedere quando la grande industria degli smartphone, dei computer, dell'elettronica industriale e così via seguirà l'esempio. Fino ad allora, possiamo già goderci gli alimentatori AUKEY GaNFast o Anker GaN. Se sei interessato a questi, fai clic sui collegamenti sopra elencati. Inoltre, anche questo è possibile Anker PowerPort AtomPD1 nome (mini caricatore da 30 W).
Puoi anche trovare un articolo interessante sull'argomento su La Verge (inglese), a cui si riferisce anche Il valore predefinito (tedesco) si riferisce.
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Jens gestisce il blog dal 2012. Agisce come Sir Apfelot per i suoi lettori e li aiuta con problemi di natura tecnica. Nel tempo libero guida monocicli elettrici, scatta foto (preferibilmente con l'iPhone, ovviamente), si arrampica sulle montagne dell'Assia o fa escursioni con la famiglia. I suoi articoli trattano di prodotti Apple, notizie dal mondo dei droni o soluzioni ai bug attuali.
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Non è così semplice e gli elettroni non scorrono più velocemente attraverso il GaN. Con un FET GaN, la capacità del gate è inferiore, con conseguente riduzione dei tempi di commutazione. Questo può essere sfruttato facendo funzionare un alimentatore switching a una frequenza più alta. E questo riduce lo storage choke: questo è esattamente il componente che determina il volume del circuito complessivo con le sue dimensioni e il suo peso. I condensatori di livellamento sono anche più grandi dei circuiti integrati, devono far fronte alla corrente di ripple a frequenze più alte.
I FET GaN sono generalmente prodotti per 600 V. Tale componente può essere utilizzato quando si converte il 230V in bassa tensione. Tuttavia, la parte principale di un moderno caricabatterie USB è la logica di controllo, che l'alimentatore utilizza per negoziare la tensione e la corrente di carica con lo smartphone. Funziona con un massimo di 3,3 V, quindi la tecnologia GaN è inutile.
Ciao Jurgen! Grazie per le tue interessanti informazioni aggiuntive. Puoi vedere che i laici scrivono per i laici qui. 😂 Quindi lo storage choke è la cosa che determina in definitiva la dimensione dell'alimentatore. Ho imparato qualcosa di nuovo.