氮化镓音频应用

GaN Systems公司在2020年初的时候发布了一款为高音质12V音频系统开发的参考设计，吉姆·维泽强调，氮化镓器件在无线智能音箱市场浪潮中会变得越来越重要。

该参考设计有两个通道，每通道（8欧姆负载）Class－D音频放大器支持200瓦功率，总共是400瓦。利用12V电源升压到18V给音频系统供电，支持＋－32V输出，氮化镓器件引入，在期待音质效果下，将这款400瓦音频产品的成本和功率输出能力上做到了很好的平衡。

“氮化镓音频Class－D放大器参考设计放大效果好，电源纹波低。氮化镓的引入必将给音频设计界带来一场风暴，2021年将有不少重磅级产品上市，与传统产品相比，（氮化镓器件音频设计的）优越性难以置信。”吉姆·维泽对氮化镓在音频应用上的前景十分看好，“一开始是高端专业音频设备，然后主流设备也会用起来，因为充电器的广泛使用会让氮化镓成本降下来。”

工业氮化镓电源

在工业领域氮化镓的市场前景也很明朗。2023年欧盟将提高对数据中心电源效率的要求，这无疑会促进氮化镓的采用。

吉姆·维泽表示，2020年全球数据中心支出同比下降10％，但疫情导致的远程工作比例提高，实际上数据中心处理的数据量有大幅增长。

数据中心建设支出的下降，意味着要更强调能源效率才能满足需求，更小的电源才可以让每个机架中放入更多的服务器。

“把服务器摆放得更紧凑就需要更高的功率密度，以前的功率密度大约是30瓦／立方英寸，现在是50－60瓦／立方英寸，我们正在开发80－90瓦／立方英寸的设计，提高功率密度是当前的驱动力。”吉姆·维泽指出，Bel Power和Compuware正在为超微（Supermicro）提供电源板，“我们也看到控制器芯片厂商在为氮化镓做适配，当然这还需要时间，等新控制器回来，整个生态系统以后都会遵从这种设计。”

氮化镓车载应用

有了氮化镓，可以毫不费力地将车载充电器（OBC）和直流转换器放在一起。

吉姆·维泽说：“OBC和直流转换器组合需要一个高频、高效的开关，工作在500kHz到2MHz，这个频率范围超级宽。将两个系统组合，可以简化电路，OBC需要用到功率因数校正（PFC）与直流转换器，所以系统中有两个直流转换器。设计难度较大，但有成本和重量的优势。”

牵引逆变器也是氮化镓的可用场景，不过这是低频应用，氮化镓的频率优势就无法发挥了。碳化硅（SiC）非常适用于大负载场景，例如加速或者拉重物的时候；氮化镓则适合轻负载场景，比如城市驾驶，或者轻型汽车等。“负载不同决定了采用哪种器件。”吉姆·维泽认为，氮化镓和碳化硅的竞争是长期的。

“在过汽车资质测试时，我们设计了一系列实验，以检验在何种应用情况下，氮化镓器件会失效，总体来看氮化镓的数据比碳化硅要好。特斯拉的大量应用，让碳化硅赢了第一回合，但这是一场十五个回合的较量。”在吉姆·维泽看来，汽车应用中氮化镓翻盘的机会多得很。

（编辑部编译）