Медицинские адаптеры
Будь то удаленный мониторинг уровня глюкозы или портативное рентгеновское оборудование, эти устройства требуют питания. При выборе адаптеров питания инженерам необходимы решения, соответствующие применимым стандартам безопасности и обеспечивающие эффективное питание при небольшом форм-факторе. Эти требования могут быть трудновыполнимыми при использовании традиционных конструкций, но внедрение GaN позволило создать новое поколение более компактных и эффективных адаптеров питания медицинского назначения.
Полупроводники GaN
GaN (нитрид галлия) - это полупроводниковый материал с широкой полосой пропускания, который стал значительным конкурентом традиционным полупроводникам на основе кремния благодаря своим превосходным свойствам. Например, по сравнению с Si, GaN может выдерживать более высокое рабочее напряжение, переключаться на более высоких частотах и обладает большей эффективностью. Эти преимущества привели к более широкому использованию GaN в транзисторах, обычно используемых в адаптерах питания.
GaN и адаптеры питания
Использование полупроводниковых адаптеров питания на основе GaN имеет ряд преимуществ, включая снижение потерь, повышение эффективности, уменьшение форм-фактора и веса.
В импульсном источнике питания основной источник потерь мощности находится в силовых транзисторах. Поэтому любое снижение этих потерь приводит к повышению эффективности. Одним из подходов к снижению этих потерь является использование GaN в качестве полупроводникового материала в силовых транзисторах.
Существует два типа потерь: на проводимость и на переключение.
Потери проводимости возникают при протекании тока через транзистор. Когда транзистор включен, сопротивление между стоком и истоком равно RON. Потери проводимости прямо пропорциональны RON, а это значит, что если это сопротивление можно уменьшить, то уменьшатся и потери проводимости.
GaN снижает эти потери, поддерживая более высокую скорость переключения (скорость, с которой происходят переходы). Во время переходного процесса ток в транзисторе начинает протекать до того, как напряжение сток-исток начинает падать, что приводит к значительным потерям мощности из-за большого произведения вольт-тока. Чем дольше длится переход, тем больше мощности будет рассеиваться во время перехода. Эти потери происходят как при включении, так и при выключении в каждом цикле переключения. Это означает, что потери со временем увеличиваются с частотой переключения. Транзисторы GaN включаются быстрее, чем Si и SiC, минимизируя время перехода и уменьшая связанные с ним потери, что позволяет повысить частоту переключения.
В транзисторах Si и SiC корпусной диод помогает избежать короткого замыкания во время "мертвого времени", когда ток продолжает течь в течение некоторого времени, когда оба переключателя полумоста выключены. Этот ток принудительно проходит через диод корпуса, что приводит к большим потерям, чем при протекании тока через резистор RON.
В GaN-транзисторах потери при переключении еще больше снижаются, поскольку в них нет корпусного диода, а ток протекает через более эффективный резистор RON и приводит к почти нулевому обратному восстановительному заряду.
Как упоминалось ранее, наиболее значительными потерями в силовом транзисторе являются потери проводимости и потери на переключение, что делает их основным источником неэффективности. Поскольку силовые транзисторы GaN имеют более низкие потери проводимости и переключения, они более эффективны, чем их аналоги из Si и SiC.
GaN-адаптеры могут обеспечить значительное увеличение плотности мощности. Снижение потерь при переключении позволяет повысить частоту переключения. Увеличение частоты переключения позволяет уменьшить размер громоздких компонентов, таких как трансформаторы, индукторы и конденсаторы.
Еще одним важным аспектом GaN является его теплопроводность по сравнению с транзисторами на основе Si-технологии. Лучшая теплопроводность облегчает отвод тепла от транзисторов и ограничивает необходимость в громоздких (и тяжелых) компонентах терморегулирования, таких как рамки, вентиляторы и радиаторы.
барлық мәтінді көрсету
Дәріханалар
Дәрілер
Мед. орталықтар
Дәрігерлер
Мед. қызметтер
Онлайн кеңес беру 
