氮化镓如何驱动机器人的运动、感官、大脑（三）——氮化镓器件在人工智能系统中的重要作用
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”系列文章的第三篇，本系列前两篇文章分别为：
《 氮化镓如何驱动机器人的运动、感官、大脑（一）——氮化镓器件如何在人形机器人的运动领域发挥作用》
《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》
本文则讲述氮化镓器件在人工智能系统中的重要作用，展示了人工智能浪潮如何为人形机器人带来新机遇。
为AI大脑供电：氮化镓在DC-DC转换器中的应用
● AI系统对高效电源的需求
人形机器人的大脑是其人工智能（AI）系统，它处理感官数据、做出决策并控制机器人的运动。AI系统计算量极大，尤其是在执行实时图像处理、决策和运动控制等复杂任务时，需要大量电力来运行。为了满足这些电力需求，AI服务器电源依赖于高效的DC-DC转换器，以最小的损耗提供电力。
在人形机器人中，AI系统负责处理来自传感器的数据、做出决策并控制机器人的运动。这需要持续的电力供应，效率低下的电源都会导致性能下降、热量增加和运行时间缩短。基于氮化镓的DC-DC转换器通过以最小的损耗提供电力，确保AI系统能够在最佳性能下运行，从而解决这些问题。
● 氮化镓在AI服务器电源中的应用
氮化镓在AI服务器电源中的应用展示了人形机器人电力电子未来的发展方向。由英伟达、AMD和阿里巴巴等公司生产的AI服务器需要极高的功率密度，以适应服务器板有限的空间，同时高效地提供电力。基于氮化镓的DC-DC转换器在这些方面表现出色，可以提供超过5000瓦每立方英寸的功率密度，效率接近98%。
EPC9159参考设计是一个基于氮化镓的DC-DC转换器示例，如图4所示，该设计的尺寸仅为23 x 18毫米，能够持续提供1千瓦的电力。该设计在向12V负载提供1千瓦电力时，峰值效率超过97.5%，满负荷效率超过95.5%。紧凑的尺寸结合高效率，使得基于氮化镓的DC-DC转换器非常适合为人形机器人的AI系统供电，在空间有限且电力效率至关重要的情况下尤为适用。
图4：EPC9159是一个1千瓦、48V/12V的LLC转换器
总结：GaN在机器人未来中的关键角色
人形机器人已经悄然出现在我们生活的环境中。半人形机器人在酒店提供客房服务、在机场执行安保任务，甚至在城市街道上送餐。人形机器人很快将在仓库和工厂中获得大量应用，执行重复或危险任务。随着发达国家出生率下降，人们越来越担心人口老龄化将导致劳动力不足。而人形机器人有潜力填补劳动力缺口，帮助维持经济的稳定并提高全球的生活质量。
随着全球人形机器人市场的持续增长，对先进电力电子设备的需求也将不断增加。氮化镓技术在满足这一需求方面具有独特优势，提供比传统硅基设备更优越的性能、效率和可靠性。无论是为驱动机器人运动的电机供电、为其感知和导航环境的传感器供电，还是为控制其行动的人工智能系统供电，氮化镓都是释放人形机器人全部潜力的关键。氮化镓技术的持续进步将不断促进人形机器人的发展，使其变得更加高效、可靠和功能强大。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由Natalia转载自EPC宜普电源公众号，原文标题为:氮化镓如何驱动机器人的运动、感官、大脑（三），本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
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，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。
氮化镓如何驱动机器人的运动、感官、大脑（一）——氮化镓器件如何在人形机器人的运动领域发挥作用
本文介绍氮化镓器件如何在人形机器人的运动领域发挥作用。
【技术】氮化镓开关频率：在下一代高频电路中使用氮化镓技术
氮化镓（GaN）是一种非常坚硬、机械稳定的宽带隙半导体，用于生产功率器件以及射频元件和发光二极管（LED）。氮化镓器件与硅器件相比，有哪些明显优势？它的高开关频率能为哪些应用领域带来益处？本文中EPC将为大家详细介绍。
【经验】EPC推出的用于氮化镓器件的LGA和BGA封装寄生电感低、尺寸小和热性能出色，应用时需考虑相关制造和设计事项
LGA和BGA封装提供了充分利用eGaN技术能力所必需的低寄生电感、小尺寸和出色的热性能。通过适当的制造技术，使用eGaN器件的组件将具有高产量和长而可靠的工作寿命。本文EPC将就LGA和BGA器件封装、正确的焊点大小和回流曲线等展开叙述，这些都是关键的设计考量因素。
USB功率传输的进步：氮化镓技术的效率和高功率密度
描述- 本文探讨了USB技术，特别是USB Power Delivery (USB PD) 3.1规范的演变，以及GaN技术在提高功率传输效率和密度中的作用。文章强调了现代电子设备日益增长的功率需求带来的挑战，并说明了GaN技术如何解决这些挑战。文章以EPC9195为例，展示了高功率密度USB PD充电器的设计，强调了GaN晶体管和模拟控制器在实现高效率和紧凑性方面的优势。实验结果证明了该设计的性能和效率，使其成为需要USB PD 3.1兼容性的下一代电子设备的理想解决方案。
型号- EPC9195,EPC2619,LTC7891
【技术】为什么选择氮化镓替代硅基MOSFET？
EPC公司的氮化镓晶体管及集成电路的制造工艺跟硅基功率MOSFET的工艺相似，制造氮化镓器件的工艺步骤更少，以及在每次制造工艺中产出更多器件。与最优的硅基MOSFET相比，氮化镓晶体管及集成电路的开关速度快很多及体积更小巧。氮化镓晶体管（特别是eGaN FET）跟日益老化的功率MOSFET器件的行为非常相似，功率系统工程师可利用他们拥有的设计经验便可以发挥氮化镓器件的优势。
【视频】EPC氮化镓产品在DCDC的应用，可减少损耗
描述- Efficient Power Conversion (EPC) 作为全球领先的功率转换技术供应商，提供基于氮化镓 (GaN) 的场效应晶体管 (FET) 和集成电路 (IC)。EPC 的 GaN 基器件具有高效率、快速开关速度、小型化和低成本等优势，广泛应用于消费电子、通信、汽车和可再生能源领域。资料中详细介绍了 GaN 基 DC-DC 转换器，包括企业电源架构、功率密度、EPC9159 转换器规格、转换器概述、特色 GaN FET 以及效率与损耗测量等。此外，还讨论了 GaN FET 在提高功率密度和简化设计方面的优势。
型号- EPC2302,EPC2305,EPC2308,EPC23101,EPC23102
氮化镓可靠性和寿命预测：第16阶段
描述- 本报告详细探讨了氮化镓（GaN）器件的可靠性，包括失效机制、测试方法以及在不同应用中的可靠性预测。报告重点介绍了测试至失效方法在确定GaN器件内在失效机制方面的作用，并提供了针对不同应用（如太阳能、DC-DC转换和激光雷达）的可靠性预测指南。此外，报告还讨论了热机械可靠性、过电压指南以及优化焊接工艺的方法。
型号- EPC2302,EPC2218A,EPC23102,EPC21701,EPC21601
氮化镓器件逐步替代旧有硅基MOSFET，性能极限高出6000倍
氮化镓（GaN）的问世和应用地逐渐淘汰了目前使用的硅基材料。随着硅材料的MOSFET接近其理论极限，已很难继续改进。同时氮化镓在朝向理论性能边界稳步发展，该性能边界是当前的MOSFET的6000倍。EPC研发的eGaN FET可逐渐代替硅基晶体管，性能上大幅提升。
【经验】发挥氮化镓器件设计的最高性能的关键技术：栅极驱动器、PCB布局与设计、散热和EMI
本文中EPC分享了关键的设计技术，从而发挥基于氮化镓器件的设计的最高性能。讨论了要注意栅极驱动器的要求，详细介绍了被证实为最佳的布局技术，可减少过冲和提高效率，重点介绍了关键的PCB设计技术，接着展示了一种简单且不昂贵的散热系统，最后证明了通过采用简单的布局技术并利用eGaN器件固有的性能优势，尽管eGaN器件的开关速度更快速，它的EMI比MOSFET器件更低。
【元件】EPC推出EPC9159演示板，功率可达1kW，实现5130W/in3的功率密度，为先进计算应用提供最高功率密度解决方案
宜普电源转换公司(EPC)宣布推出EPC9159参考设计。这是一款48 V/12 V的LLC转换器，专为高功率密度48 V服务器电源和DC/DC转换器而设计。该参考设计可在17.5 mm x 22.8 mm的微小封装内提供高达1 kW的功率，其功率密度为5130 W/in3。
微容科技特殊应用解决方案——LLC谐振电路的大功率电源用谐振电容
微容科技通过一种独特的C0G陶瓷材料，已开发出可用于LLC谐振电路的大功率电源用谐振电容，含100V，630V和1000V三个系列；尺寸有1206和1210，容值最大可达到100nF。大功率电源用谐振电容可广泛应用于无线充，车载OBC，太阳能光伏逆变器和AI服务器电源。
高频24v-to-1v DC-DC转换器使用EPC的氮化镓（galliumnitrin）功率晶体管
描述- 本文介绍了使用EPC的氮化镓（GaN）功率晶体管设计的转换器与传统硅基功率MOSFET相比的优势。EPC的GaN晶体管是新一代功率开关，在速度、开关和静态损耗（Rdson）方面提供了无与伦比的性能，同时具有优异的热特性。文章详细讨论了GaN晶体管在24V至1V直流直流转换器中的应用，包括其高开关速度、低静态和开关损耗、小型化设计以及易于集成的特点。通过实际案例和图表，展示了GaN晶体管在提高系统效率和性能方面的优势。
型号- EPC1014
EPC评估套件选型表
EPC提供评估板的选型：Default Configuration：IToF、Resonant Pulse DToF;VBUS (max)(V):12~160V;VINPUT(max)(V):5 V;Tpin(min)(ns):1 ns/2 ns
|
产品型号
|
品类
|
Description
|
VIN(V)
|
VOUT(V)
|
IOUT (A)
|
Featured Product
|
|
EPC9163
|
评估板
|
Synchronous, Buck or Boost, digital controller
|
Buck: 20 – 60 V
Boost: 11.3 – 16 V
|
Buck: 5 - 16 V
Boost: 20-50 V
|
140 A (Buck)
|
EPC2218
|
选型表 - EPC 立即选型
电子商城
现货市场
服务
可定制车规级电感的电流范围0.3~17.9A，尺寸最小1x0.55x0.5mm到最大12.5x12.5x6mm，工作频率100KHz~2MHz，感值范围：0.47uH~4.7mH。符合IATF16949和AECQ-200。SPQ为5K。
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>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论