雜談GaN技術

The proliferation of small electric motors in robotics and unmanned aerial systems is creating demand for highly integrated and efficient motor-drive electronics. In the context of humanoid robot joints, robotic hands, and lightweight drone propulsion systems, we require power converters that have a high current density in very limited mechanical space.

本影片評測的是 EPC91122，這是一款基於 GaN（氮化鎵）的精巧型三相 BLDC 無刷直流馬達驅動逆變器，專為 人形機器人 關節及其他空間受限的致動器而最佳化。此產品以 EPC33110 共封裝 GaN 模組為核心，將功率級、閘極驅動器、感測、控制與通訊功能整合在一塊圓形電路板上。憑藉板載 STM32 微控制器、磁編碼器、精準的電流與電壓感測，以及 RS‑485/JTAG 介面，它可為先進機器人應用提供高效率、快速動態響應和穩健效能。

人形機器人旨在模擬人類運動，目前在各種應用領域中呈現出強勁的市場成長。馬達控制是機器人設計中的關鍵環節。本文概述了基礎電源架構以及作為核心元件的電力電子系統所需滿足的要求，並介紹了高效功率轉換公司（EPC）提供的相關解決方案範例。

Power Electronics News
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近期氮化鎵（GaN）功率元件的進展顯示，其運作範圍已大幅擴展至 40 V 以下的低電壓應用領域。由於具備良好的導通性能、成熟且廣為理解的製造製程，以及經驗證的可靠性，矽 MOSFET 長期以來主導此電壓範圍。

PCIM Mesago
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借助我們的死區時間優化指南，釋放基於氮化鎵元件的馬達控制器的潜力。提高效率、增强績效和提高投資回報率。

傳統上，發燒友一直看不起D類音頻放大器，因為開關電晶體從未實現具備足够開環綫性度的放大器以滿足最挑剔的聽衆的需求。隨著氮化鎵電晶體和積體電路的普及，設計人員現在可以用行銷標題為“達到THD+N性能目標和減少瞬態互調失真，實現微妙的溫暖感和添加色彩，享受最佳的聆聽體驗”。

移動性是所有經濟體的重要驅動因素。電子移動性（或 e-Mobility）是一種清潔且具影響力的方式，可以在不增加環境壓力的情況下保持商業運轉，避免低效能引擎或燃燒化石燃料引擎對我們星球造成的損害。對於高效且緊湊的電機驅動設計需求日益增加。EPC 的基於 GaN 的電機驅動參考設計正在開發中，以啟動支持這一趨勢的競爭性和環保替代方案。

隨著馬達技術的進步，功率密度增加；馬達被製成更小的形式，設計速度更高，精度更高，這需要更高的電氣頻率。

使用手術機器人的微創手術為尋求更高精度的外科醫生提供了前所未有的控制能力，從而減少了患者的風險和創傷，加速了康復過程。為了控制各種機器人附屬裝置，如手臂、關節和工具控制，需要許多電機來賦予手術機器人所需的自由度（DOF）和靈活性，以執行極其精細的操作。因此，電機控制電路的重量和尺寸是這類機器人設計中的重要因素，因為它們直接影響手術過程中操縱機器人附屬裝置的電機的尺寸。