氮化镓如何驱动机器人的运动、感官、大脑(二)——氮化镓在激光雷达系统中的应用
本文作者为EPC首席执行官兼联合创始人Alex Lidow,为“氮化镓驱动人形机器人”系列文章的第二篇,上篇《氮化镓如何驱动机器人的运动、感官、大脑(一)》介绍了氮化镓器件如何在人形机器人的运动领域发挥作用。本篇文章则讲述氮化镓器件在激光雷达系统中的重要作用,以及如何为人形机器人带来更加优秀的视觉感知能力。
增强机器人视觉:氮化镓在激光雷达系统中的应用
● 激光雷达在人形机器人中的作用
除了运动功能外,人形机器人还需要像人类一样,感知外界并与周遭环境进行互动。视觉是人形机器人最关键的感官之一,了解周围环境、避开障碍物并执行复杂任务都需要视觉指引。为了实现这一目标,机器人依赖于先进的视觉系统,如激光雷达(Lidar)。
激光雷达不停发射激光脉冲,通过测量这些脉冲从物体反射至传感器所需的时间来计算距离。通过计算这些脉冲的飞行时间,激光雷达系统可以创建一个高分辨率三维数码地图。与由相机图像生成的地图相比,这种地图提供了整个环境的精确X、Y和Z坐标。人工智能可以高效处理这些信息,形成对空间的意识并做出实时决策。
激光雷达特别适合人形机器人,因为它能够带来高分辨率、长距离监测和快速的刷新率,这些对于需要精确度和及时获取环境信息的任务至关重要。然而,为了最大限度地发挥激光雷达系统的性能,电子设备必须能够以极高速度和高电流强度运行,而氮化镓器件天然能够满足这些需求。
● 氮化镓在激光雷达系统中的优势
氮化镓技术在过去十多年中一直是激光雷达系统的关键推动力,特别是在自动驾驶汽车和高级驾驶辅助系统(ADAS)等应用中。而氮化镓在汽车激光雷达中反映的特性同样可以帮助人形机器人。
氮化镓在激光雷达系统中发挥关键作用的原因是其卓越的开关速度,可以使得激光雷达实现高分辨率和快速的刷新率。氮化镓器件的开关速度比硅MOSFET快100倍,使激光雷达系统能够以更高频率发射和检测激光脉冲。这种增加的频率意味着更高的分辨率,使机器人能够创建更详细和准确的环境地图。
除了速度,氮化镓器件比硅器件可以承受更高的电流密度,允许激光雷达发出更强大的激光脉冲。这对于长距离检测尤为重要,激光脉冲需要行进更远的距离并仍然返回足够强的信号。氮化镓可以在更小的空间内传导更多电流,使得设计紧凑的激光雷达系统成为可能,这些系统可以轻松集成到机器人的结构中而不影响性能。
氮化镓在激光雷达系统中的另一个关键优势是其小尺寸和芯片级封装能够最小化寄生电感,并有效提升系统性能。EPC开发了将强大的氮化镓晶体管与集成驱动器结合的集成电路,有效消除了常见的源电感和栅极环路电感。以EPC21601为例,这是一款15A、40V的集成氮化镓激光驱动器,工作频率能够超过100 MHz。其1mm x 1.5mm的晶圆级封装紧凑,但其焊球提供了低电感。图3显示了EPC21601作为激光驱动器的典型连接图。通过将晶体管和驱动器集成到一个电路中,EPC提高了性能,减少了尺寸和成本,并增加了人形机器人激光雷达系统的可靠性(EPC9154开发板可用于加快新设计的速度)。
图3:使用EPC21601作为激光驱动器的典型连接图
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EPC eGaN®FET/晶体管选型表
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产品型号
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品类
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Configuration
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VDSmax(V)
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VGSmax(V)
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Max RDS(on) (mΩ)
@ 5 VGS
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QG typ(nC)
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QGS typ (nC)
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QGD typ (nC)
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QOSS typ (nC)
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QRR(nC)
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CISS (pF)
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COSS (pF)
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CRSS (pF)
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ID(A)
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Pulsed ID (A)
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Max TJ (°C)
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Package(mm)
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Launch Date
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EPC2040
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Enhancement Mode Power Transistor
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Single
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15
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6
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30
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0.745
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0.23
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0.14
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0.42
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0
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86
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67
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20
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3.4
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28
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150
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BGA 0.85 x 1.2
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Apr, 2017
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选型表 - EPC 立即选型
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增强型氮化镓技术
描述- 本文介绍了eGaN®技术,这是一种基于氮化镓(GaN)的功率转换技术。与传统硅基功率器件相比,eGaN®器件具有更快的开关速度、更小的尺寸、更高的效率和更低的成本。文章详细阐述了eGaN®技术的优势,包括降低导通电阻、提高开关速度、减少电容和降低驱动电路所需的功率。此外,还介绍了eGaN®器件在汽车、医疗、LED照明、无线充电和太阳能等领域的应用。
型号- EPC2212,N/A,EPC2214,EPC2059,EPC2216,EPC2215,EPC2218,EPC2050,EPC9126,EPC2052,EPC2051,EPC2054,EPC2053,EPC2055,EPC9086,EPC2218A,EPC90153,EPC2102,EPC2101,EPC2104,EPC2103,EPC2106,EPC2105,EPC2107,EPC2065,EPC90151,EPC90152,EPC2100,EPC2067,EPC21701,EPC2221,EPC2066,EPC90150,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9098,EPC90143,EPC9099,EPC9092,EPC90148,EPC90149,EPC90146,EPC9094,EPC90147,EPC2219,EPC9091,EPC2619,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2037,EPC2014C,EPC9507,EPC2031,EPC2152,EPC9063,EPC9126HC,EPC2204A,EPC9061,EPC2308,EPC2307,EPC9005C,UP1966E,EPC2203,EPC9004C,EPC2204,EPC2207,EPC2206,EPC2044,EPC2012C,EPC9049,EPC2252,EPC9166,EPC9167,EPC9041,EPC9162,EPC9165,EPC7020,EPC9160,EPC9040,EPC2302,EPC2001C,EPC2304,EPC2306,EPC2305,EPC8002,EPC9177,EPC9167HC,EPC9179,EPC9173,EPC9174,EPC9055,EPC9050,EPC9171,EPC9172,EPC7007,EPC2034C,EPC7002,EPC9148,EPC23101,EPC2071,EPC7001,EPC23102,EPC23103,EPC9144,EPC23104,EPC90140,EPC2111,EPC7004,EPC7003,EPC90132,EPC9022,EPC90137,EPC90138,EPC90135,EPC7019,EPC7018,EPC9038,EPC9039,EPC21603,EPC9156,EPC9036,EPC9157,EPC9037,EPC21601,EPC2088,EPC7014,EPC90122,EPC90123,EPC90120,EPC9153,EPC90121,EPC9154,EPC90124,EPC9150,EPC90128
面向同步整流应用的氮化镓场效应晶体管(eGaN®FET)及集成电路应用简介
描述- 本文介绍了适用于同步整流的氮化镓场效应晶体管(eGaN®FET)及其集成电路的应用范围,包括100W至6kW DC/DC同步整流、服务器、网络通信及电信系统的AC/DC整流、LED和OLED电视的适配器和开关模式电源等。文章强调了采用氮化镓器件的优势,如尺寸小巧、高开关频率、无反向恢复、理想并联特性、优异散热性能和低EMI。同时,提供了eGaN®SR系列产品的参数对比,并展示了不同型号的半桥开发板和应用案例。此外,还提到了针对48V数据中心的高效GaN 1kW DC/DC转换器的设计资源和支持材料。
型号- EPC2212,EPC2057,EPC2214,EPC2059,EPC9003C,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2019,EPC2052,EPC2051,EPC2053,EPC9046,EPC9047,EPC90155,EPC2029,EPC9010C,EPC2021,EPC2020,EPC9014,EPC2022,EPC9097,EPC9098,EPC9099,ЕPC2218,EPC9092,EPC9093,EPC9050,ЕPC2215,EPC9091,EPC9006C,EPC2036,EPC2010C,EPC9001C,EPC2034C,EPC2032,EPC2031,EPC2033,EPC9061,ΕPC2059,EPC9062,EPC2203,EPC9048C,EPC2202,EPC2204,EPC2015C,EPC2207,EPC2206,EPC2007C,EPC9034,EPC9078,EPC9035,EPC2045,EPC90122,EPC90123,EPC9033,EPC90124
【产品】100V/150A大电流脉冲激光二极管的驱动演示电路板EPC9126HC,提升激光雷达系统整体性能
EPC的EPC9126HC开发板采用具备超快速功率转换特性的氮化镓场效应晶体管(eGaN FET),由于可以驱动高达150 A及可低至5 ns脉宽的脉冲大电流,因此可以提高激光雷达(LiDAR)系统所侦测的资料的质素,包括资料的准确性、精确度及制作速度。
用于飞行时间/激光雷达应用的氮化镓场效应晶体管和集成电路简介
描述- 本文档介绍了eGaN® FETs和ICs在时间飞行/激光雷达系统中的应用。eGaN技术能够提供快速开关、高效率和小型化设计,适用于长距离和短距离激光雷达系统。文档中详细列出了适用于不同应用场景的eGaN产品,包括高电流脉冲激光二极管驱动器演示板和eToF™激光驱动器IC。此外,还提供了推荐设备列表,包括eGaN晶体管和IC的详细规格和演示板信息。
型号- EPC2212,EPC2214,EPC2216,EPC2218,EPC2016C,EPC9126,EPC9049,EPC2052,EPC2051,EPC2055,EPC9087,EPC8009,EPC2302,EPC2001C,EPC9010C,EPC8002,EPC2065,EPC2221,EPC8004,EPC9097,EPC90142,EPC9092,EPC90146,EPC9050,EPC2219,EPC9091,EPC9006C,EPC2036,EPC2035,EPC2038,EPC2037,EPC2034C,EPC2014C,EPC9507,EPC2071,EPC9029,EPC9144,EPC9024,EPC9126HC,EPC8010,EPC9022,EPC90132,EPC90137,EPC9005C,EPC2204,EPC2007C,EPC2040,EPC9156,EPC21603,EPC21601,EPC9030,EPC90123,EPC9154,EPC9150
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2021年3月,宜普电源转换公司(EPC)宣布推出200V、大电流脉冲激光二极管驱动器开发板EPC9150,可在对物体检测速度和准确性有严格要求的自动驾驶汽车的雷达系统中,用于3D地图的创建。
EPC21601–40V、10 A EPower™载物台激光驱动器
描述- EPC21601是一款采用 proprietary GaN IC 技术的单芯片激光驱动器,可接受 3.3 V 至 1.6 V 的逻辑输入信号,并产生高电流脉冲以驱动激光。该器件具有小型化(1.5 mm x 1 mm x 0.68 mm)和BGA 封装形式,适用于高速应用。
型号- EPC21601
EPC GaN FET可在数纳秒内驱动激光二极管,实现75~231A脉冲电流
宜普电源转换公司(EPC)推出三款激光驱动器电路板,这些板采用了符合AEC-Q101认证标准、快速转换的GaN FET以实现具备卓越性能的激光雷达系统。EPC推出三款评估板,分别是EPC9179、EPC9181和EPC9180,它采用75A、125A、231A脉冲电流激光驱动器和通过车规级AEC-Q101认证的EPC GaN FET-EPC2252、EPC2204A和EPC2218A。
电子商城
现货市场
服务
测试范围:扬兴晶振全系列晶体,通过对晶体回路匹配分析,调整频率、驱动功率和起振能力,解决频偏、不起振、干扰、频率错误等问题。技术专家免费分析,测完如有问题,会进一步晶振烧录/修改电路。
实验室地址: 深圳 提交需求>
满足150W内适配器、PD快充、氮化镓快充等主流产品测试需要;并可查看被测开关电源支持协议,诱导多种充电协议输出,结合电子负载和示波器进行高精度测试。测试浪涌电流最大40A。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
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