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充电器里的氮化镓究竟是什么?

2021-11-01 18:20

  这是小米和IQOO的两款原装充电器,个头都速进步一部iPhone4了。手机厂商可能正在处置器、摄像头、屏幕上鄙弃重金搞研发,为什么就不行把充电器变得小一点呢?

  本日咱们来聊聊充电器尺寸这件事,趁机暴力拆解一下市道上尺寸较小的速充头,来寻求一下事宜的底细。

  充电器要把插座里220V 50Hz的交换电换成低压直流电才华给手机充电,正在这个历程中,变压器的巨细直接影响充电器的体积,借使你还记得高中物理学问,会记得电压蜕化的主旨道理,是两个线圈正在电磁感觉功用下杀青的。

  这个历程顶用到的法拉第电磁感觉定律,可能用云云一个公式(U=2π*f*N*Bm*S/√2)来暗示,而各符号的对应联系是云云的。

  此中,铁芯横截面积S和每伏匝数N,可能确定变压器的体积,从而直接影响充电器的巨细。

  正在实际操纵场景中,研商到电途损耗、发烧等各方面要素,N、S是不行恣意缩小的。

  因而轮廓目前充电器缩小体积的主流技艺,都是先将插座里的220V 50Hz的交换电源转化成高压直流电,再通过半导体开合管将其转化为一个频率更高的脉动电流,频率f晋升了,充电器的体积就相应缩小了。

  这种开合芯片,之前利用的半导体质料首要是硅或锗,正在本质操纵中,晋升电源频率到100kHz足下也就到头了。

  借使念正在进一步提升充电功率、杀青更速充电速率的同时,不增众充电器体积以至缩小体积,就需求找到比硅更扛制的半导体质料。

  谜底便是咱们总能听到速充厂商提到的氮化镓。更进一步说的话,氮化镓这种第三代半导体质料,具备耐高温高压以及功率密度大的特点。

  利用了氮化镓芯片的充电器,将蓝本硅基芯片的开合频率从100kHz晋升到了1000kHz,能让充电器体积小的同时杀青高功率充电。

  但是因为氮化镓芯片现阶段坐褥创制难度较大,本钱居高不下,因而除了充电器以外,它目前还没有大领域操纵于普及消费品,更众是被用正在5G基站、军事雷达、低轨卫星等这些高频高功率高温高电压的高新科技场景中。

  为了知足好奇心,咱们确定用一款氮化镓超能充65W充电器,来做拆解和测试。

  始末尝试室Tony先生的一顿操作,正在清算掉厚厚的散热质料后,咱们就拿到了充电器的主旨片面。

  由于采用的三板堆叠技艺,让充电器内部组织杀青了进一步的优化,才将体积存缩到了现正在看到的神气。

  此中,这两颗小小的芯片,便是咱们前面提到的,用氮化镓质料制成的第三代半导体。尺寸上,较大的那一块实在比指甲盖还要小。而这个Logo,则代外主攻电源芯片的美邦PI公司坐褥,是这个周围斗劲领先的公司。

  这款氮化镓超能充能兼容市道上主流的充电赞同,可能供应差别功率的输出。正在实测中咱们接入了各样差别品牌的手机,根本都能杀青速充。

  除了可能给差别品牌的手机充电以外,它还可能给条记本电脑、平板电脑、逛戏机等筑造充电,特别适合苹果全家桶用户。

  咱们将它与Macbook Pro的61w原装充电器做了个对照测试。对统一台结余20%电量的电脑举办充电,离别插上体积和重量悬殊的两款充电器。

  30分钟过去后,利用苹果原装充电器的电脑电量升到了64%,利用这款超能充的这台升到了62%。

  而咱们用测温枪观测了一下此时的充电器温度,大要是56摄氏度,这也知足了目前邦际更厉苛的IEC77度温控准绳。

  这种温控体现,和内部的ACF电途有必然联系,这种电途打算能让氮化镓芯片高频运作的功夫,削减并接纳操纵电能传输中形成的损耗,包管了电操纵率的同时,下降了发烧量。

  详明念念,看待常常出差或者旅逛的诤友来说,只需求正在包里塞一个那么小的充电器,就可能给身上的各样筑造充电。

  最终咱们有个感喟,硅这种半导体质料的操纵,使得准备机取得普及,并彻底革新了人类的存在格式。

  那么,氮化镓这种第三代半导体质料,又会何如影响咱们的存在呢?恐怕,便是从一颗小小的充电器先河。

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