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电源|氮化镓的下一个风口：PC电源( 三 )


主动式PFC通过控制器驱动开关管升压、二极管整流为主电容充电，根据电压电流之间的相位差进行功率因数补偿 。
GaN Driver
提到氮化镓，就离不开驱动器了 。氮化镓固然具有种种优势，但是氮化镓的驱动要求相比传统Si MOS要高一些 。传统的控制器可以直接驱动MOS管，但是氮化镓需要精确的电压和高电流输出能力来确保精确的开通和关断，传统的控制器就不行了 。
电源|氮化镓的下一个风口：PC电源
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氮化镓器件目前分为两种，其中一种是内置驱动器的，将驱动器和保护电路还有氮化镓功率器件集成在一个封装内部 。例如纳微、意法半导体、英飞凌的集成功率芯片，只需要输入控制信号，即可实现数字输入，功率输出 。无需外置驱动器 。
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还有一种是以IDM氮化镓功率器件原厂英诺赛科为代表，只生产氮化镓芯片，封装内只有氮化镓功率器件，需要外置驱动器 。但是这种方案比较灵活，两种方案均有不同厂商使用 。
氮化镓功率器件
氮化镓引入PD快充后，对充电器的效率和体积，观感提升非常明显 。氮化镓器件使用在SFX电源中，相比传统Si MOS，可明显提高PFC和LLC级的转换效率，在相同功率下减小散热片面积，或在相同的散热片面积下提高输出功率 。
初级高压与次级低压均采用氮化镓功率器件，组成适配器的初次级全套氮化镓解决方案，在初级使用氮化镓开关管的基础上，次级同步整流也使用氮化镓，强强联手，在高频开关下降低驱动损耗，降低驱动IC的温升，从而提高效率，减小电源体积 。
电源|氮化镓的下一个风口：PC电源
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低压同步整流可以使用贴片氮化镓开关管，使用常规贴片Si MOS的焊接方式散热 。在电路板上开金属化过孔，大面积敷铜露铜焊接 。管子发热通过铜箔与堆锡，传导至散热片散出 。金属化过孔设计在大功率电源上非常常见 。
大功率台式机电源为了简化次级设计并应对日趋严格的效率要求，采用12V单电压输出，并配合同步整流，提高转换效率 。摒弃原有的磁稳压输出电路，减少次级元件数量，减小体积的同时并具有更好的负载调整性 。
12V大功率输出满足CPU和显卡供电要求，电源内置同步DC-DC将12V降压为5V和3.3V，用于为主板、硬盘等外设供电 。这三个改进共同努力，提高了电源的效率，还简化了电源次级设计，减少元件数量，提高电源功率密度 。架构的升级，为电源小型化提供了可能，也成为了高端电源的标配 。
方案优势
在SFX电源中使用All GaN方案，首先可以提高电源的整体转换效率 。通过效率的提升，再辅以一体化PFC+LLC控制器加持，可以进一步精简元件数量，提高电源的功率密度 。毕竟在PD快充里面，使用氮化镓以后，同功率对比，体积都缩小一半多了 。
在PC电源中使用氮化镓器件，PFC需要使用2颗，初级开关需要4-8颗，输出同步整流也需要4-8颗 。氮化镓器件的可靠性，已在诸多大厂得到验证，例如OPPO的饼干、联想的口红、LG的笔记本适配器 。
SFX电源也是采用传统风扇吹风散热的冷却方式，并且由于SFX电源尺寸的限制，风扇直径通常为8-9cm，相比传统ATX电源12cm风扇的设计，风扇转速较高，噪声也相对明显 。
而采用氮化镓功率器件后，转换效率提升，电源损耗的功率降低，发热量也就降低 。内部元件精简以后，内部空间变大，使用更高效的散热片 。结合低发热量和高效散热，可以有效降低风扇噪声 。
同时，电源内部使用的电解电容等元件，也会随着温升的降低，延缓器件老化，有效延长寿命 。
PC电源最新规范ATX 12V only
ATX12VO是英特尔最新的电源标准，意思就是电源只输出12V为主板供电 。12V（Only）电源最直观的改变就是去掉了电源内部的5V和3.3V转换电路，电源只输出12V，线路简洁 。
电源|氮化镓的下一个风口：PC电源
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今后的12VO电源只输出主板一路，CPU供电一路，显卡供电一路 。外接机械硬盘，风扇等外设从主板取电，对于轻度使用者来说，不使用独立供电的显卡，硬盘采用NVME固态硬盘，电源只需为CPU和主板供电，即可满足整机供电需求，可以做到非常简洁 。


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