GaN-Stromtechnologie & Netzwerklösungen

Die GaN-Stromtechnologie ermöglicht mehr Leistung in einem kleineren Formfaktor, was bedeutet, dass die Leistung mit höherer Effizienz geliefert wird, während der Kohlenstoff-Fußabdruck insgesamt kleiner ist. Dies kann insbesondere für GaN-Netzwerk-Strom-Switches und GaN-Netzteile nützlich sein.

GaN ist die Abkürzung für Galliumnitrid, eine Halbleiterverbindung, die in einer Vielzahl von elektronischen Geräten verwendet wird. Es hat im Vergleich zu Silizium eine breitere Bandlücke, was viele Vorteile birgt, einschließlich Effizienz, Größe, Temperatur, Spannung, Geschwindigkeit und Strahlungstoleranz.

Die GaN-Stromtechnologie verbessert Strombauelemente, indem sie die Leistungsdichte erhöht, die Größe reduziert, die thermische Leistung steigert und die Energieumwandlungseffizienz erhöht. Dies führt zu kompakterer Stromversorgung mit überlegener Leistungsabgabe. Ein GaN-Netzteil kann bis zu 40 Prozent weniger Platz erfordern als herkömmliche Modelle. Außerdem wird durch den höheren Wirkungsgrad die Wärmeentwicklung innerhalb des Netzteils reduziert, so dass häufig keine Lüfter mehr benötigt werden.

Die GaN-Stromtechnologie bietet unvergleichliche Vorteile und ermöglicht effizientere, kompaktere und leistungsfähigere Leistungssysteme. Sie verändert eine Vielzahl von Branchen, darunter die Unterhaltungselektronik, industrielle Anwendungen und Energieumwandlung, sowie Produkte wie GaN-PoE-Strom-Switches. Letztlich ermöglicht die GaN-Technologie die nächste Generation effizienter und nachhaltiger Technologien.

GaN ermöglicht eine effiziente Leistungsumwandlung und verringert den Leistungsverlust in Leistungswandlern um bis zu 80 %. Dies ist den GaN-Geräten zu verdanken, die im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumtransistoren einen geringeren Ein-Widerstand aufweisen. GaN-Geräte haben auch eine höhere Spannungstoleranz und können eine hohe Stromdichte in kleineren Gehäusen bewältigen, so dass leistungsfähigere Systeme auf kleinstem Raum möglich sind.

Durch den Betrieb bei hohen Frequenzen und geringen Schaltverlusten eignet sich die GaN-Stromtechnologie perfekt für AC/DC-Stromversorgungen und DC/DC-Wandler, was zu einer besseren Effizienz bei der Leistungsumwandlung führt. GaN trägt auch zur Verbesserung der Leistungsfaktorkorrektur und zur Verringerung von Verzerrungen bei. Dies ist eine effektivere Art der Energienutzung, die das Stromnetz weniger belastet.

GaN-Transistoren bieten schnellere Switching-Vorgänge als herkömmliche Siliziumbauteile. Durch die schnellere Switching-Kapazität eignen sich GaN-Geräte ideal für kritische Anwendungen wie Hochfrequenz, Stromversorgung und GaN-Netzwerk-Switches. Die schnelleren Switching-Zeiten ermöglichen es GaN-Geräten auch, mit geringeren Switching-Verlusten zu arbeiten.

Faktor Größe und Form


GaN ermöglicht kleinere, leichtere Systeme, da mehr Leistung auf kleinerem Raum untergebracht werden kann. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen wie Stromversorgung, Telekommunikation und Kraftfahrzeuge, wo der Platz begrenzt sein kann.

Im Allgemeinen sind GaN-Geräte thermisch effizienter, erzeugen weniger Wärme und machen Kühlsysteme häufig überflüssig, einschließlich Kühlventilatoren für GaN-Netzwerk-Strom-Switches und GaN-PoE-Switches. Dies ist ein entscheidender Faktor für Branchen, die sich der Herausforderung von Wärme- und Hochleistungsanwendungen konfrontiert sind, wie z. B. GaN-Netzteile und Rechenzentren.

Langlebigkeit und Zuverlässigkeit

Aufgrund der Fähigkeit von GaN, in Umgebungen mit höheren Temperaturen zu funktionieren (im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Bauelementen), sind GaN-Geräte in anspruchsvollen Branchen und Anwendungen wie der Automobilindustrie, dem Militär und der Luft- und Raumfahrt viel widerstandsfähiger. Durch die geringere Wärmeentwicklung und die bessere thermische Leistungsfähigkeit führt dies zu einer längeren Produktlebensdauer und einer längeren Haltbarkeit von kritischen Systemen.

Kosteneffizienz

GaN-Geräte sind im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-Bauelementen in der Regel mit höheren Anschaffungskosten verbunden. Langfristige Einsparungen und niedrigere Gesamtbetriebskosten sind jedoch möglich, weil die GaN-Stromtechnologie größere Energieeinsparungen, eine höhere Energieeffizienz, eine kompaktere Größe und eine längere Produktlebensdauer bietet.

Der verbesserte Wirkungsgrad und die geringeren Leistungsverluste der GaN-Stromtechnologie tragen zu allgemeinen Energieeinsparungen, einer Verringerung des Gesamtstromverbrauchs und einer geringeren CO2-Bilanz bei. Darüber hinaus benötigt die GaN-Energietechnologie weniger Mineralien, Elemente und Komponenten für die Produktion, wodurch weniger wertvolle Mineralien abgebaut werden müssen.

Allgemeine GaN-Anwendungen

Aufgrund ihrer überragenden elektrischen Eigenschaften bietet die GaN-Energietechnologie ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten und Anwendungen in verschiedenen Industriezweigen, darunter:

• Netzteile und Adapter: Unterhaltungselektronik, Rechenzentren, industrielle Stromversorgung
• Telekommunikation: Kommunikationsgeräte, 5G-Netze und Basisstationen
• Datenverarbeitung: Grafikprozessoren (GPU), Server und Hochleistungsrechner (HPC)
• Erneuerbare Energiesysteme: Solarwechselrichter und Windturbinensysteme, Elektrofahrzeuge und Ladeinfrastruktur
• Beleuchtung: LED-Treiber
• Audio-Verstärker: High-End-Audiosysteme
• Lidar-Systeme: Augmented-Reality-Headsets und Roboter
• Medizinische Geräte: Medizinische Bildgebung, tragbare medizinische Geräte

Networking-Lösungen und GaN-Stromtechnologie

„GaN-Stromgeräte bieten eine hohe dielektrische Stärke, Schaltgeschwindigkeit, Stromdichte und Betriebstemperatur bei gleichzeitiger Reduzierung des Durchlasswiderstands. Hochgeschwindigkeitsschaltungen können oft beträchtliche EMI erzeugen, mit der GaN-Technologie wird die EMI aufgrund des geringeren Spannungsverbrauchs und des Stromüberschwungs jedoch gesenkt“, erklärte Evan Davis, Senior Manager of Solutions Engineering bei TRENDnet.

Darüber hinaus trägt eine geringere Wärmeentwicklung dazu bei, den Bedarf an Kühlungslüftern zu reduzieren oder zu eliminieren, selbst bei GaN-Strom-Netzwerk-Switches mit höherer Leistung, aber in einem kompakteren Formfaktor. Wenn es um größere Netzwerk-Switches für die Rackmontage geht, ermöglicht die GaN-Stromversorgungstechnologie eine höhere Stromverfügbarkeit auf gleichem oder sogar kleinerem Raum. Ein Switch, der früher 2U in einem Rack benötigte, konnte auf 1U reduziert werden. Letztendlich ermöglicht es die GaN-Technologie Netzwerkunternehmen wie TRENDnet, GaN-Strom-Netzwerk-Switches zu entwickeln und zu produzieren, die kleinere PoE-Switches mit einer höheren Ausgangsleistung sind, aber kühler laufen als herkömmliche Switches.