雜談GaN技術

在PCIM展會上，宜普電源轉換公司（EPC）展示了氮化鎵（GaN）技術的快速進展，與矽MOSFET相比，可實現更高效率、更高頻率和更高功率密度。Alex Lidow介紹了從150 V到18 V的全新第七代GaN元件，針對AI伺服器電源架構（從800 V降至6–12 V）和高頻負載點轉換器進行了優化。他還概述了面向機器人和無人機的高度整合GaN馬達驅動器發展路線圖，重點強調小型化、保護功能以及未來整合電流感測功能。

機器人和無人航空系統中小型馬達的快速普及，正在推動對高度整合、高效率馬達驅動電子設備的需求。在人形機器人關節、機器人手以及輕量化無人機推進系統等應用中，需要功率轉換器在極為有限的機械空間內實現高電流密度。

本次演講介紹了採用800 V DC配電和ISOP轉換器的新型伺服器電源架構。它比較了800 V→50 V電源架解決方案與800 V→12.5 V直接到板設計，重點介紹基於GaN的EPC2305/EPC2366、磁通抵消磁性元件，以及面向高密度AI伺服器機架、實測效率高達98%的性能表現。

At PCIM，Alex Lidow 重點介紹了 GaN 技術的最新演進，強調其在導通電阻、電容和電壓性能方面取得的重大提升。他指出，第七代 GaN 的導電性正接近銅，同時在各個電壓等級上持續超越矽 MOSFET。Lidow 還展示了 EPC2370，該元件具有超低導通電阻和大幅降低的電容。展望未來，EPC’s 第八代 GaN 將瞄準低電壓、高頻率和高功率密度應用，以及用於機器人和無人機的單片馬達驅動 IC，並計劃在 2027 年和 2028 年整合保護功能和電流感測功能。 觀看影片

在本影片中，我們將介紹 EPC90167，這是一款專為40 V EPC2366 eGaN FET設計的半橋評估板。這款小巧的2.5 x 2英寸電路板整合了閘極驅動器、死區時間產生、極性控制以及所有關鍵被動元件，讓您能夠快速評估高效率、高頻功率轉換。我們將介紹其主要特性、工作模式和測試點，並展示其如何輕鬆配置為降壓或升壓轉換器，適用於現代馬達驅動、DC-DC轉換器和AI電源應用。

作者：Maurizio Di Paolo Emilio 全文最初發表於 EPDT 功率電子的發展歷史一直呈現出一種可預見的節奏：材料極限、架構轉變，以及一種新的半導體平台重新定義產業預期。如今，這一轉變正在再次發生，這一次的主角是氮化鎵（GaN）。

在本影片中，來自 EPC 的 Marco Palma 和 Andrea Nicotera 展示了兩款高效能參考設計的實驗測試：EPC91107 四電平飛跨電容圖騰柱 PFC，以及 EPC91110 四電平 ISOP LLC 諧振 DC-DC 轉換器。影片拍攝於都靈理工大學電力電子創新中心，展示了一套完整的 5.5 kW AC 至 50 V DC 轉換鏈，重點介紹測試架構、量測設備，以及該系統在高功率等級下的優異效率。

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。

作者：Maurizio Di Paolo Emilio，Data Centre Digest 特約編輯

GaN 正在 AI、機器人和汽車電力電子領域成為主流。在 APEC 2026 上，EPC 的 Nick Cataldo 討論了 GaN 的系統級價值和成本優勢。