为什么基于GaN的充电器越来越受欢迎

本文作者：Jim Witham是GaN Systems的CEO

GaN（氮化镓）充电器2020年在CES上大放异彩，这表明今年将广泛关注和采用这些更小、更快的充电时间，并且更节能的设备。一年中，有很多证据表明这的确是事实。平均消费者电子设备数量的激增和前所未有的使用水平，让业界都在尝试提供更有效、更实用的设计解决方案。

目前美国家庭平均每天至少有5台联网电子设备，成年人每天使用数字媒体的时间超过6小时，因此，人们对充电能力和性能的预期大幅提高。

GaN技术在这个市场上具有独特的地位，超越了传统硅半导体解决方案。这对全球充电器市场的创新声誉是个好消息，预计到2022年，充电器的市场将达到250亿美元。

市场上有几个趋势表明，GaN充电器正在从一度的利基地位转向主流标准，同时也将定位于在设备设计、性能和能效方面取得不断进展。

随着从手机到笔记本电脑的设备性能提高，他们对提高功率水平的需求也在增加。然而，他们是移动设备，这给降低其充电器的尺寸和重量带来了额外的压力。虽然使用时尚和超轻的笔记本电脑、手机和手持游戏设备，用户却不再愿意忍受沉重、笨重的充电器。使用GaN技术，充电器在满足或超过当今设备的高功率需求（甚至100W或更高）的同时，体积和重量都在缩小。

GaN技术在转换功率方面更为有效，这意味着热量损失的能量更少。也就是说GaN功率充电器的设计使用的组件比硅晶体管充电器更小、成本更低、变压器和散热器，从而产生一个尺寸更小的充电器，其功率与较大的充电器相同甚至更多。

一个充电器取代所有其他标准

历史上，充电器是每一部手机、平板电脑或笔记本电脑的独特产品，因此我们家和办公室里都有一排蛇窝似的电缆。今年电子充电的进步是消除这种混乱，并简化为个人所有设备的单一充电器。此单通用充电器基于USB-C/USB-PD标准（USB-C为电缆连接器系统，USB-PD是一种单一充电标准，可用于所有USB设备。）

如今，大多数产品都配有支持USB-PD标准的USB-C连接器。这意味着，一个充电器就可以处理各种设备的充电，无论电压如何——从手机（5V）、平板电脑（12V）、笔记本电脑（19V）。这不仅对用户来说更方便，而且更少的电缆意味着更少的电子废物和一个更健康的星球。

从后装到原装

去年，购买一款小型GaN充电器的最佳方式是在大型商场或在线进行购买。这些充电器中的许多只提供了小30%的体积减少。在未来几个月，将有越来越多的后装充电器问世。

随着这些后市场的GaN解决方案变得普遍，消费者对现成体验的期望将发生变化。笔记本电脑、PC和手机制造商将通过原装充电器来应对市场压力，充电器将在一个小型现代化设备中提供所需的更高更快的充电功率水平。

满足下一代智能家居设备的用电需求

智能家居中的智能设备正从过去主要关注事务性功能（“播放X”或“购买y”）转向那些由满足围绕幸福、相关性和更深层满足人类需求所驱动的功能。

这些新的应用和经验将通过结合语音和面部识别、人工智能，甚至生物特征等技术的进步而得以实现，而这些技术将在下一代智能扬声器、传感器或尚未发明的设备中找到。

将这些日益智能化，会令电源设计变得更加具有挑战性。更高效和更小的基于GaN的充电器将是满足这些智能家居更高功率、能效和尺寸灵活性设计需求的理想方式。

工业市场也会像消费端一样

工业市场对尺寸、功率和简单性的需求同消费市场一致。

在便携式测试设备、手持扫描仪、移动显示器、工业设备、机器人、医疗和供应链应用等设备中，下一代充电器将需要响应工业市场不断增长的需求，而这些需求与当今的前瞻消费者的需求相媲美。在自动化程度越来越高的工厂和仓库中，对紧凑型通用充电器更高功率和更快充电的需求不断增长，以支持其更高功率的应用。GaN技术是推动工业4.0运动的创新的重要组成部分。

由于所有这些市场力量和趋势交织在一起，这是一个激动人心的时刻，在消费品和工业市场，使用GaN技术在一度不起眼的充电器中实现真正的创新。随着2020年和2021年的原装和售后市场成倍增长，GaN在小型、轻量化、快速充电的多设备充电器中的应用正在激增。