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Kürzlich wurden eine Reihe von GaN-Ladegeräten auf den Markt gebracht, von denen jedes die disruptive Natur der GaN-Technologie im Bereich der Leistungselektronik unterstreicht. Im Vergleich zu Silizium ist GaN aufgrund seiner grundlegenden Eigenschaften ein besserer Kandidat für Hochspannungs- und Hochstromanwendungen.

Da GaN im Vergleich zu Silizium noch relativ neu ist, befasst sich dieser Artikel mit drei neu angekündigten GaN-Innovationen und gibt Einblicke in die mögliche Entwicklung von Leistungsgeräten im Zuge der Weiterentwicklung der GaN-Technologien.

Zum Auftakt der Zusammenfassung kündigte Wise-Integration kürzlich seine integrierte Lade-/Batterielösung für die nächste Generation von E-Bikes an. Das in Zusammenarbeit mit der Savoy Group entwickelte E-Bike zielt darauf ab, die Gesamtgröße und das Gewicht von E-Bike-Ladegeräten zu reduzieren, um das Aufladen einfacher und bequemer zu machen.

Das Cocotte-E-Bike nutzt die WiseGaN- und WiseWare-Technologie von Wise-integration, um eine hochintegrierte Lösung für das Batterieladen zu schaffen. Die WiseGaN-Plattform nutzt die hohe Durchbruchspannung und Stromtoleranz der GaN-Technologie, um die notwendige Leistungskonditionierung auf dem Chip zu erreichen, während die WiseWare-Technologie mit ihren optimierten, GaN-basierten Chips eine hohe Leistung ermöglicht.

Für andere Anwendungen außerhalb von E-Bike-Ladegeräten unterstützt WiseGaN Eingänge mit bis zu 650 V und Schaltfrequenzen über 1 MHz und wird derzeit sowohl in Halbbrücken- als auch in diskreten Formfaktoren angeboten. Diese Spezifikationen unterstreichen in Verbindung mit der Strombegrenzung von 13 A die Fähigkeit von GaN, die Leistung bei höherer Dichte zu steuern.

In ähnlicher Weise haben Navitas und GravaStar ihre 65-W-USB-A/C-Ladegeräte in Form von Transformers-Filmfiguren auf den Markt gebracht. Diese Ladegeräte mit der Bezeichnung Alpha65 nutzen den GaNSense-Leistungssteuerungs-IC von Navitas, um ein leichtes, leistungsstarkes Ladesystem zu schaffen.

Der GaNSense-IC soll Größe und Gewicht reduzieren, da er die GaN-Leistungselektronik autonom schützen, erkennen und grundlegende Steuerungen durchführen kann. Darüber hinaus berichtet Navitas über eine „verlustfreie Strommessung“ mithilfe der GaNSense-Elektronik, was es zu einer äußerst effizienten Lösung macht.

Wie jede GaN-Elektronik nutzt der Leistungs-IC das hohe Durchbruchfeld von GaN, um Systeme zu realisieren, die sowohl kleiner als auch robuster gegenüber hohen Spannungen sind. Um diese Eigenschaften optimal zu nutzen, spielt die Steuerelektronik aus Silizium jedoch nach wie vor eine wichtige Rolle, wie die Produktlinie GaNSense zeigt.

Um das GaN-betriebene Sortiment abzurunden, hat Anker kürzlich als Reaktion auf das Elektroschrottproblem ein aktualisiertes Sortiment an USB-C-Netzteilen vorgestellt. Anstatt für jedes Gerät mehrere Netzteile zu kaufen (oder zu erhalten), strebt Anker die Herstellung eines einzigen Adapters an, der mehrere Geräte mit Strom versorgen kann.

Das neueste Desktop-Netzteil von Anker nutzt die GaNPrime-Technologie, um eine hocheffiziente Stromumwandlung mit einem Energieumwandlungswirkungsgrad von bis zu 95 % zu erreichen. In Kombination mit der gemeldeten Ausgangsleistung des Adapters von 240 W ist dies eine ordentliche Lösung für die Desktop-Stromversorgung.

Jedes Tischladegerät verfügt über vier USB-Anschlüsse (3x Typ-C und 1x Typ-A), die bis zu 240 W über alle Anschlüsse und 140 W pro Anschluss liefern. Um ein intuitives Gefühl dafür zu bekommen, wie viel Strom es liefern kann, kann das Ladegerät Berichten zufolge zwei MacBooks gleichzeitig schnell aufladen (vorausgesetzt, es handelt sich um ein 14-Zoll-Modell). Es wird erwartet, dass Anker seine GaNPrime-Reihe weiterentwickeln wird, um Verbrauchern mehr Stromverfügbarkeit in kleineren Paketen zu bieten.

Obwohl die Verwendung von GaN-Elektronik im Vergleich zu Silizium in relativ kurzer Zeit zugenommen hat, entwickelt sie sich schnell zu einer Mainstream-Lösung für die Hochleistungssteuerung. Die inhärenten Vorteile in Kombination mit der Innovation, die sowohl in der Industrie als auch in der Wissenschaft zu beobachten ist, haben GaN zu einer praktikablen Lösung für alle Arten von Problemen gemacht, die eine schnelle und effiziente Steuerung von Hochspannungs- und Hochstromleitungen erfordern.