仿人机器人正在改变电机驱动电子设备的需求。在传统的工业驱动中，逆变器通常放置在外部柜子中，通过电缆与电机连接。然而，在仿人机器人中，执行器必须安装在模拟人类肩膀、肘部、手腕甚至手指动作的关节中。这种架构的转变迫使电力电子设备迁移到电机外壳内部，其中空间、热量散发和动态响应的要求显著更具挑战性。
在这段来自APEC的视频中，EPC公司电机驱动系统及应用部门主任Marco Palma展示了基于氮化镓(GaN)技术的先进电机驱动参考设计。他首先介绍了EPC91122参考设计，该设计采用EPC33110三相电源模块，用于驱动中型无人机电机和高扭矩的仿人机器人关节。随后，他介绍了EPC91121，这是一个高度集成的电源工具板，基于EPC最新的第7代40V GaN设备。这两个平台都展示了紧凑的形状因子、高效率以及从250瓦到5千瓦的容易扩展性，便于快速原型制作。
在过去几年中，宽禁带半导体的采用经历了惊人的增长，这似乎是一个向替代传统硅产品的趋势的巩固。硅碳化物已成功地针对电动车和充电基础设施，而氮化镓 (GaN) HEMT 最初进入了以消费者为导向的应用，主要是充电器和适配器。然而，GaN 的多功能性远超过简单的用于制造更轻更薄的充电器的 MOSFET 替代品。
在这次网络研讨会中，Efficient Power Conversion (EPC) 的 GaN 应用研究员 Michael De Rooij 展示了一种用于下一代服务器电源系统的高性能 800 V (±400 V) 至 12.5 V 隔离转换器。他解释了使用八个交错模块的级联输入（输入串联，输出并联）架构，结合半桥主转换器和推挽副转换器以减少纹波电流、最小化电容并改善热分布。演讲者详细介绍了低压 GaN FETs 的使用、隔离和驱动方案，以及测量的效率超过 98%。他最后介绍了一种新的 800 V 至 50 V、多千瓦、1 MHz 设计，该设计功率密度翻倍。
马可·帕尔马（Marco Palma），高效电力转换（EPC）公司电机驱动系统及应用部主任，展示了 氮化镓（GaN）逆变器 如何在人形机器人的电机控制中实现变革。在这次演讲中，他解释了快速切换的GaN器件以及零反向恢复如何实现更高的PWM频率、减少死区时间以及消除或减少电解电容器的使用。其结果是 更高的效率、更高的每安培扭矩、更小的形式因素以及更平滑的关节运作。帕尔马详细介绍了 EPC的参考设计 ，涵盖了从手臂和腕部到臀部的各种人形关节，包括集成的三相模块和高电流离散解决方案，功率范围从几百瓦到几千瓦。
在这个视频中，Microchip 和 EPC 展示了他们在高效能功率转换方面的最新进展，这些技术将应用于下一代数据中心和人工智能服务器。Microchip 的 dsPIC 高级技术应用工程师 Andreas Reiter 和 EPC 的 GaN 应用研究员 Michael De Rooij 展示了一个 5 千瓦多级飞行电容 PFC 和一个超紧凑的 800 V 至 12 V、6 千瓦 ISOP 转换器。他们解释了低压 GaN 设备、先进的基于 DSP 的数字控制以及复杂的 LLC 启动序列是如何实现显著的尺寸、损耗和 EMI 减少的。如果您正在设计高密度服务器电源或探索尖端数字电源架构，这个深入探讨将为您提供实用的见解和具体的实施思路。
这次由 EPC 的可靠性副总裁张胜科所做的演讲，解答了一个关于 GaN 功率器件可靠性中最常见的问题：制造商如何能够自信地保证10年的使用寿命，而不必等待十年来验证它。讲话中介绍了可靠性的“浴缸曲线”，解释了标准1000小时资格测试的局限性，并展示了用于预测长期磨损行为的测试到失败方法。通过关于数据中心48 V 中间总线转换器（IBC）模块的案例研究，张强调了温度循环、故障机制分析和基于物理的寿命模型对于确保在要求严苛的高功率密度应用中 GaN 性能的稳健性的影响。
EPC 开发了一种新的转换器，专为基于人工智能的“挎斗”服务器设计，其中电源与信息技术设备分开架设。这块板是一种固定比率转换器，可以将 800 伏降至 12 伏。为了实现总输出功率 6 千瓦，设计使用了额定功率为 750 W 的 100 伏至 12 伏模块。这些单独模块的输入串联在一起，而它们的输出则并联连接。
整个 6 千瓦模块具有紧凑的物理尺寸，长 106 毫米，宽 47 毫米，仅有 8 毫米厚。这种高度的小型化是通过 GaN 技术实现的。
EPC 展示了 EPC 91122 板，该板配备了 EPC 3111 模块，这是一个 100 伏特的三相模块，专为电机控制应用设计。
该板集成了控制器、功率模块、两个电流传感器和一个位置传感器。由于氮化镓 (GaN) 技术支持 100 kHz 的切换频率，设计完全依赖于 MLCC 电容器，完全消除了对体积较大的电解电容器的需求。
在这次网络研讨会中，高效电力转换（EPC）的首席执行官Alex Lidow详细介绍了GaN是如何跨越关键性能边界，现在在所有电压和所有拓扑结构中均优于最好的硅MOSFET。您将看到关于导通电阻、硬切换和软切换损失以及在人工智能、服务器和点负载转换器中的实际效率提升的具体数据 - 从数十伏降至低至1伏以下的电压。Lidow还预览了未来以集成为重点的几代产品，这些产品将GaN推向其理论极限。
氮化镓（GaN）功率器件通过结合宽禁带物理特性与针对高速、低损耗运行而优化的横向 HEMT 结构，正在重新定义开关转换器的极限。本文介绍了 GaN 如何成为 100–650 V 等级中硅 MOSFET 的天然继任者，并展示材料品质因数如何直接转化为更低的导通电阻、更高的开关频率，以及在具有竞争力的成本下实现更高得多的功率密度。
自 20 世纪 70 年代末以来，硅功率 MOSFET 凭借多数载流子工作、坚固耐用和易于驱动等优势，取代了双极型晶体管，推动了开关模式功率转换的发展。数十年来，单元间距、沟槽和超结等结构的持续改进，在保持击穿能力和可制造性的同时，不断降低 RDS(on) 。然而，在 100–600 V 范围内，硅如今基本已达到单极器件的理论极限。
EDN 2026 年 3 月
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电力电子技术中最古老的挑战之一是并联多个晶体管以获得更高电流的开关。这项任务很少是简单的，因为两个或更多的晶体管从未表现出完全相同的电气参数，这阻碍了电流的均匀分配。
对于早期电源转换器的设计者来说，这项任务更加艰巨，因为当时可用的组件是电流驱动的双极结晶体管（BJTs）。这意味着不能利用任何固有的稳定效应来帮助实现均匀的电流共享。实际上，所需的基极-发射极电压（VBE）随着温度的升高而降低（-2 mV/°C）——在正常操作下——因此即使是小的不平衡也会导致电压较低的晶体管导通更多电流并进一步升温，从而导致故障。
在这个视频中，您将看到与Alex Lidow的对话——他是在国际整流器公司任职期间发明了最初的功率MOSFET和HEXFET的发明者。Alex后来成为了他父亲创立公司的首席执行官，如今是高效功率转换（EPC）的创始人兼首席执行官，该公司以生产市场上一些最高效的GaN FETs而闻名。在讨论中，您将听到功率MOSFET是如何在Alex工作的第一天就被发明的故事，以及这一突破是如何塑造现代电力电子技术的。
对话还深入探讨了硅物理学、GaN技术的崛起，以及人工智能数据中心和仿人机器人日益增长的电力需求，提供了一个迷人的视角，将功率半导体的起源与推动计算和电气化未来的技术联系起来。
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本文研究了寄生电容对并联配置中氮化镓（GaN）场效应晶体管（FETs）动态电流共享行为的影响。随着GaN技术在高性能电力电子系统中的地位日益突出，将多个设备并联已成为增加电流处理能力的常用策略。
Salvatore Musumeci 博士, Vincenzo Barba 博士, Michele Pastorelli 教授, Marco Palma 硕士
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在过去十年中，AI 工作负载一直依赖于并非为其快速增长的功率需求而设计的服务器架构。近年来，“AI 工厂”的概念逐渐兴起，将数据中心重新定义为以生产力为导向、针对高计算密度进行优化的系统。
Bodo’s Power Systems 2026 年 3 月 阅读 Alejandro Pozo 和 Michael De Rooij 的文章
EPC33110是一个三相模块，采用氮化镓(GaN)单片集成电路，使得电机驱动逆变器的开发更加小型化、轻量化。其紧凑的设计非常适合无人机和仿人机器人应用，与传统的基于硅的逆变器相比，支持更高的切换频率，最终提升了系统的尺寸、重量和性能。
Bodo’s Power Systems 2025年12月 阅读文章
随着新一代GaN晶体管在40伏至15伏范围内的运行，RDS(on)规格已达到数百微欧姆的惊人水平，显著优于同等尺寸的功率MOSFET。为了充分利用这些超低电阻FET的优势，精心的PCB布局至关重要，以防止任何可能削弱其性能的额外电阻。本文将探讨GaN FET的各种布局策略，分析不同PCB配置如何影响每种设计的附加电阻。
Bodo的电力系统 2025年10月 阅读文章
我们三部分系列的最后一期探讨了服务器电源中的孤立直流-直流阶段。设计包含四个LLC模块，采用输入串联、输出并联（ISOP）配置，能够在400 VDC总线和50 VDC输出之间处理高达5.5 kW的功率。这种固定比率转换器为高级服务器电源架构提供了电气隔离和高性能。
Bodo的电力系统 2025年9月 阅读文章
在接受《电力电子新闻》的采访时，EPC的电机驱动系统及应用部门主任马可·帕尔马指出，EPC91118支持从15伏至55伏直流输入的三相无刷直流电机每相最高15 Arms。值得注意的是，完整的功率级、感测、控制和通信功能都集成在直径为32毫米的电路板上，为电机控制的微型化设定了新的标杆。
电力电子新闻 2025年7月 阅读文章
GaN FET 正在彻底改变电力电子技术 —— 比硅 MOSFET 更快、更小、更便宜。在 2025 年欧洲 PCIM 展会的视频中，EPC 首席执行官 Alex Lidow 解释了为什么 GaN 技术现在被用于 AI 服务器、卫星和机器人。了解宽禁带半导体如何实现比硅高出 10 倍的性能，为什么在 100-200V 范围内 GaN 实际上更便宜，以及第七代新器件如何比前几代小三倍。
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