仿人機器人的發展正在改變馬達驅動電子設備的需求。在傳統的工業驅動中，變流器通常安裝在外部櫃子中，透過電纜與馬達連接。然而，在仿人機器人中，執行器必須安裝在模仿人類動作的關節中，如肩膀、肘部、手腕甚至手指。這種架構的轉變迫使功率電子設備遷移到馬達外殼內部，其中空間、熱散失和動態響應的要求顯著地更具挑戰性。
在這段來自APEC的影片中，EPC的馬達驅動系統及應用部門主管馬可·帕爾瑪（Marco Palma）介紹了基於氮化鎵（GaN）技術的先進馬達驅動參考設計。他首先介紹了EPC91122參考設計，該設計特點是使用EPC33110三相功率模組來驅動中型無人機馬達和高扭矩的仿人機器人關節。隨後他介紹了EPC91121，這是一款為電動工具設計的高度整合板，基於EPC最新的第七代40V GaN裝置。這兩個平台都展示了緊湊的外形尺寸、高效率以及從250W到5kW的易於擴展性，適合快速原型製作。
在過去幾年中，寬禁帶半導體的採用出現了驚人的增長，這似乎是一個朝著取代傳統硅產品的穩固趨勢。碳化矽已成功針對電動車和充電基礎設施，而氮化鎵 (GaN) HEMT最初則進入以消費者為導向的應用，主要是充電器和轉接頭。然而，GaN 的多功能性遠超過單純作為製造更輕更薄充電器的 MOSFET 替代品。
在這次的網絡研討會中，Efficient Power Conversion (EPC) 的 GaN 應用研究員 Michael De Rooij 展示了一款高性能的 800 V (±400 V) 至 12.5 V 隔離轉換器，用於下一代伺服器電源系統。他解釋了使用八個交錯模組的串聯輸入（輸入串聯，輸出並聯）架構，結合半橋主橋與推拉式次級橋，以減少紋波電流、最小化電容並改善熱分佈。講者詳細介紹了低壓 GaN FET 的使用、隔離與閘極驅動方案，以及測量效率超過 98%。他最後介紹了一款新的 800 V 至 50 V、多千瓦、1 MHz 設計，其功率密度增加了一倍。
馬可·帕爾瑪（Marco Palma），高效能電力轉換（EPC）的馬達驅動系統及應用部門主任，展示了氮化鎵（GaN）變頻器如何在仿人機器人中轉變馬達控制。在這次演講中，他解釋了快速切換的GaN裝置具有零反向恢復功能，能夠實現更高的PWM頻率、減少死時間，以及消除或減少電解電容的使用。其結果是 更高的效率、更大的扭矩每安培、更小的形狀因素，以及更平滑的關節運作。帕爾瑪詳細介紹了EPC的參考設計針對各種仿人關節—從手臂和手腕到臀部—涵蓋了整合的三相模組和高電流的分立解決方案，功率範圍從幾百瓦到幾千瓦。
在這部影片中，Microchip 和 EPC 展示了他們在高效能電力轉換技術上的最新進展，這些技術將應用於下一代數據中心和 AI 伺服器。Microchip 的 dsPIC 高級技術應用工程師 Andreas Reiter 和 EPC 的 GaN 應用研究員 Michael De Rooij 展示了一個 5 kW 多級飛行電容 PFC 和一個超緊湊的 800 V 至 12 V、6 kW ISOP 轉換器。他們解釋了低壓 GaN 裝置、先進的基於 DSP 的數位控制，以及複雜的 LLC 啟動排序是如何實現顯著的尺寸、損耗和 EMI 降低。如果您正在設計高密度伺服器電源供應器或探索尖端數位電力架構，這次深入探討將為您提供實用見解和具體實施想法。
這場由 EPC 可靠性副總裁張勝科所作的演講，回答了一個關於 GaN 功率器件可靠性中最常見的問題：製造商如何能夠自信地保證10年的使用壽命，而不需要等待十年來驗證它。演講介紹了可靠性的“浴缸曲線”，解釋了標準1000小時資格測試的限制，並展示了用於預測長期磨損行為的失效測試方法。通過對數據中心48伏特中間匯流排（IBC）模塊的案例研究，張勝科突出了溫度循環、故障機理分析和基於物理的壽命模型對於確保在要求嚴苛的高功率密度應用中GaN的堅固性能的影響。
EPC 開發了一種新的轉換器，專為使用人工智能的「側車」伺服器設計，其中電源供應與資訊技術設備分開機架。此轉換器是一種固定比率轉換器，可以將 800 伏特降至 12 伏特。為了達到總輸出 6 kW，設計使用了多個 100 伏特至 12 伏特的模組，每個模組的額定功率為 750 W。這些單獨模組的輸入串聯在一起，而輸出則並聯連接。
整個 6 kW 模組具有緊湊的物理尺寸，尺寸為 106 毫米 x 47 毫米，僅有 8 毫米厚。這種高度的小型化是通過 GaN 技術實現的。
EPC 展示了 EPC 91122 板，該板配備了 EPC 3111 模組，一個 100 伏特的三相模組，專為電機控制應用設計。
該板整合了控制器、電源模組、兩個電流感測器和一個位置感測器。由於鎵氮化物 (GaN) 技術支持在 100 kHz 的切換頻率，設計完全依賴 MLCC 電容器，徹底省去了體積較大的電解電容器的需求。
在這場網絡研討會中，高效能功率轉換（EPC）的首席執行官Alex Lidow闡述了GaN是如何突破關鍵的性能界限，現在在所有電壓和所有拓撲結構中均超越了最佳的矽MOSFETs。您將看到關於導通電阻、硬切換和軟切換損失以及在人工智能、伺服器和點負載轉換器中的實際效率提升的具體數據——從數十伏特到低至1伏特以下的導軌。Lidow還預覽了未來以整合為重點的幾代產品，這將GaN推向其理論極限的更近一步。
氮化鎵（GaN）功率元件透過結合寬能隙物理特性與針對高速、低損耗運作而最佳化的橫向 HEMT 結構，正在重新定義開關轉換器的極限。本文介紹了 GaN 如何成為 100–650 V 等級中矽 MOSFET 的天然繼任者，並展示材料品質因數如何直接轉化為更低的導通電阻、更高的開關頻率，以及在具競爭力的成本下實現高得多的功率密度。
自 20 世紀 70 年代末以來，矽功率 MOSFET 憑藉多數載子運作、堅固耐用和易於驅動等優勢，取代了雙極型電晶體，推動了開關模式功率轉換的發展。數十年來，單元間距、溝槽和超接面等結構的持續改進，在保持崩潰能力和可製造性的同時，不斷降低 RDS(on) 。然而，在 100–600 V 範圍內，矽如今基本已達到單極元件的理論極限。
EDN 2026 年 3 月
閱讀文章
電力電子學中最古老的挑戰之一是將多個晶體管並聯，以獲得更高電流的開關。這項任務很少是簡單的，因為兩個或更多的晶體管從來不會表現出完全相同的電氣參數，這阻止了電流的均勻分配。
對於早期的功率轉換器設計者來說，這項壇業更加艱難，因為當時可用的元件是電流驅動的雙極性接面晶體管（BJTs）。這意味著無法利用內在的穩定效應來幫助實現均勻的電流共享。事實上，所需的基極-射極電壓（VBE）隨著溫度的增加而降低（-2 mV/°C）—在正常操作下—因此即使是輕微的不平衡也會導致VBE較低的晶體管導通更多的電流並進一步加熱，導致故障。
在這段影片中，您將看到與Alex Lidow的對話 - 他在國際整流器公司期間發明了原始的功率MOSFET和HEXFET。Alex後來成為了他父親創立公司的CEO，今天是高效能功率轉換（EPC）的創始人兼CEO，該公司以生產市場上一些最高效的GaN FETs而聞名。在討論中，您將聽到功率MOSFET是如何在Alex工作的第一天被發明的故事，以及這一突破是如何塑造現代功率電子技術的。
對話還深入探討了矽物理學、GaN技術的興起，以及人工智能數據中心和人形機器人日益增長的電力需求，提供了一個引人入勝的觀點，將功率半導體的起源與推動計算和電氣化未來的技術連接起來。
觀看完整訪談
本文探討了寄生電容對鎵氮化物(GaN)場效應晶體管(FETs)在並聯配置中動態電流共享行為的影響。隨著GaN技術在高性能電力電子系統中的持續崛起，並聯多個裝置已成為增加電流處理能力的常見策略。
Salvatore Musumeci 博士, Vincenzo Barba 博士, Michele Pastorelli 教授, Marco Palma 碩士
ScienceDirect 閱讀文章
在過去十年中，AI 工作負載一直依賴於並非為其快速成長的功率需求而設計的伺服器架構。近年來，「AI 工廠」的概念逐漸興起，將資料中心重新定義為以生產力為導向、並針對高運算密度進行最佳化的系統。
Bodo’s Power Systems 2026 年 3 月 閱讀 Alejandro Pozo 和 Michael De Rooij 的文章
EPC33110 是一款三相模組，採用氮化鎵 (GaN) 單晶集成電路，使得電機驅動變流器的體積更小、更輕。其緊湊的設計非常適合無人機和仿人機器人應用，支持比傳統基於矽的變流器更高的切換頻率，最終提升系統的尺寸、重量和性能。
Bodo’s Power Systems 2025年12月 閱讀文章
隨著下一代GaN晶體管在40伏至15伏範圍內的操作，RDS(on)規格已達到數百微歐姆的驚人水平，顯著超越了同等尺寸的功率MOSFET。為了充分利用這些超低阻抗FET的優勢，精心的PCB布局至關重要，以防止任何可能削弱其性能的額外阻抗。本文將研究GaN FET的各種布局策略，分析不同PCB配置對每種設計增加的阻抗如何影響。
Bodo的電力系統 2025年10月 閱讀文章
我們三部分系列的最後一部分探討了伺服器電源供應中的隔離 DC-DC 階段。該設計具有四個 LLC 模組，採用輸入串聯、輸出並聯（ISOP）配置，能夠在 400 VDC 總線和 50 VDC 輸出之間處理高達 5.5 kW 的功率。這種固定比例轉換器為先進的伺服器電源架構提供了電氣隔離和高性能。
Bodo’s Power Systems 2025年9月 閱讀文章
在接受《功率电子新闻》的采访时，EPC的电机驱动系统及应用部门主管马可·帕尔马指出，EPC91118支持每相最高15 Arms的三相BLDC电机，输入电压从15伏至55伏直流。值得注意的是，完整的功率级、传感、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准。
功率电子新闻 2025年7月 阅读文章
GaN FET 正在徹底改變電力電子技術 —— 比矽 MOSFET 更快、更小、更便宜。在 2025 年歐洲 PCIM 展會的影片中，EPC 執行長 Alex Lidow 解釋為什麼 GaN 技術如今被用於 AI 伺服器、衛星與機器人。了解寬能隙半導體如何實現比矽高出 10 倍的效能、為什麼在 100-200V 電壓範圍內 GaN 實際上更便宜，以及第七代新器件如何比前幾代小三倍。
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