相较于过去所使用的矽电晶体，氮化镓（GaN）能够让新的电源应用在同等电压条件下，以更高的切换频率运作。这代表在相同条件下，GaN能够较以矽为基础的解决方案实现更高的效率。

电源供应设计

德州仪器(TI)的LMG5200全整合式原型，让工程师能够轻松地将GaN技术设计至电源解决方案中，进而超越传统上功率密度限制。基于数十年的电源测试专业经验，TI针对GaN进行了数百万小时的加速测试，并建立了能够实现基于GaN电源设计的生态系统。

GaN将在功率密集的应用中大展身手，它能够在保持或提升效率的同时，使电源装置变得更小巧。目前，GaN被应用于电子电源供应设计，将电力在交流和直流的形式间进行转换、改变电压电平并执行多种功能，以确保干净电力的可用性。对某些特定的产品来说，效能为最重要的考量，然而还需视不同的应用而定。

此技术能够影响需连接至墙上电源插座的各种装置，包含个人电脑变压器、音效/影片接收器和数位电视。壁式转接器占用了很多空间且不甚美观，因发热所浪费的电量也不可小觑。 GaN可在很大程度上解决这些问题，并节省电费。

在音效应用中，音效效能会被无意间传入音效讯号的电气杂讯所干扰。因为GaN拥有较低的电容，能够最大程度地减小二次侧振铃并将转换次数进行最佳化以降低失真，因而将杂讯降至最低。

在资料中心和伺服器中，GaN减少了为云端供电时所造成的电源损耗。此外，GaN能够缩小电源解决方案尺寸的特性将进而腾出空间给更多的处理器、记忆体或储存使用。

电压转换

对于专注于电信网路开关装置的电源的客户而言，同样的顾虑亦存在。目前业界的发展趋势是研发全新且拥有更高电压的架构以降低配电的损耗，并利用GaN轻易地转换至更低的电压；此一方式补足了先前使用类似的矽材料解决方案中效率不高的缺点。例如，在基地台中，工程师可以透过保持标准48伏特的电压，并将该电压直接转换成数位电路所需的电压电平来降低功率损耗。而目前常见的架构则会先将电源电压从48伏特降到12伏特，并再进一步将电压降至数位电路所需的电压电平。工程师将能够因此而使用更少的转换器，进而减少功率损耗。

在未来的几年里，GaN将能够在提供更大输出功率的同时减小变压器尺寸。这带来的好处是便于携带且同时支援更高容量电池的壁式充电器的问世，其拥有更长的运作时间，以及更大/效果更佳的显示器。

客户将能够在各种车用、工业和无线充电产品领域应用TI的技术，并享受更佳的效能。 TI亦与军事和航太业客户进行接洽，讨论大温度范围和辐射方面的应用。 TI亦能够开发新型转换器、马达驱动和系统。

特色

LMG5200原型机是由高频驱动器和两个半桥配置的GaN场效应电晶体所组成，其采用易于使用的四方扁平无引线(QFN)封装，够能帮助电源设计人员迅速发挥这种材料的真正优势。

GaN这款产品设计易于使用，TI藉由将GaN FET与高效能驱动器封装在一起，成功的在一个模组中提供高效能。 TI也力求将GaN装置变得更加智慧以降低解决方案的复杂性，好让客户能够专注于将自身价值最大化的领域。 LMG5200让客户能够轻松地将GaN以及其所具有的优势融入至电源解决方案中。

此技术的发展永无止境，并将能够帮助客户找到创新的方式提升效率，同时让我们换个方式思考问题。 TI拥有对系统零组件组合与产业专业知识。同时更透过合适的封装、效能和经认证的可靠性，促进GaN技术的推广应用，进而为其提供广阔的市场发展空间。

(本文作者Steve Tom任职于德州仪器)