Φορτιστές GaN: Από το πυρίτιο στο νιτρίδιο του γαλλίου!

Οι φορτιστές GaN (Gallium Nitride ή νιτριδίου του γαλλίου) είναι μικρότεροι από τους φορτιστές πυριτίου, έχουν λιγότερα εξαρτήματα, μπορούν να μεταφέρουν υψηλότερα φορτία και προσφέρουν ταχύτερη και αποτελεσματικότερη φόρτιση. Αποτελούν την τελευταία τεχνολογική εξέλιξη στον τομέα της φόρτισης και αφού διαβάσεις αυτόν τον οδηγό είμαστε σίγουροι πως θα θέλεις να αποκτήσεις και εσύ έναν!

Μα τι είναι τέλος πάντων αυτό το νιτρίδιο του γαλλίου;

Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς ημιαγωγούς πυριτίου, το νιτρίδιο του γαλλίου προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα. Το ευρύτερο ενεργειακó διάκενο που το χαρακτηρίζει μπορεί να διατηρήσει υψηλότερες τάσεις και υψηλότερες θερμοκρασίες από τα MOSFET πυριτίου. Αυτό του επιτρέπει να χρησιμοποιείται σε οπτοηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ισχύος και υψηλής συχνότητας. Κατάλληλο για τη κατασκευή τρανζίστορ υψηλής ισχύος (GaN FETs) - ικανών να λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες - το νιτρίδιο του γαλλίου άρχισε να αξιοποιείται ως ημιαγωγός τη δεκαετία του 1990. Έκτοτε, χρησιμοποιείται σε διόδους εκπομπής φωτός (LED) και σε εξαρτήματα RF, σε λέιζερ και συστήματα φωτονικής (για τη δημιουργία, τον έλεγχο και την ανίχνευση φωτονίων), ενώ το μπλε φως που εκπέμπει χρησιμοποιείται ακόμα και για την ανάγνωση δίσκων Blu-ray. Σε σύγκριση με τις συσκευές που βασίζονται στο πυρίτιο, οι συσκευών νιτριδίου του γαλλίου είναι έως και 100 φορές πιο γρήγορες και ταυτόχρονα πιο αποδοτικές, προσφέροντας αισθητά μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Αυτές οι ιδιότητες τις καθιστούν ιδανικές για χρήση στην αυτοκινητοβιομηχανία, τις τηλεπικοινωνίες και σε συγκεκριμένες εφαρμογές ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης, όπως - στην προκειμένη περίπτωση - οι φορτιστές (smartphones, tablets, laptops κλπ.).

Τα πλεονεκτήματα των φορτιστών GaN

Επί του παρόντος, οι ημιαγωγοί GaN κοστίζουν περισσότερο από τους αντίστοιχους ημιαγωγούς πυριτίου, άρα και οι υλοποιήσεις που τους ενσωματώνουν είναι ελαφρώς ακριβότερες (10% με 20% σε σχέση με έναν συμβατικό φορτιστή). Ωστόσο, λόγω της βελτιωμένης απόδοσης, υπάρχει μικρότερη εξάρτηση από πρόσθετα υλικά (συστήματα ψύξης, φίλτρα, στοιχεία κυκλώματος κ.ά.), για αυτό και τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν οι φορτιστές GaN προσφέρουν άμεση απόσβεση:

• Είναι συμπαγείς και κατάλληλοι για ταξίδια: η εν λόγω τεχνολογία επιτρέπει πιο βελτιωμένη σχεδίαση εξαρτημάτων, άρα και την υποστήριξη μικρότερων και ελαφρύτερων μορφών. Εκτός αυτού, τα μικρότερα εξαρτήματα (άρα και η εξοικονόμηση χώρου) επιτρέπουν την παρουσία πολλαπλών θυρών φόρτισης σε ένα και μόνο φορτιστή. Επομένως μπορείς να φορτίζεις όλες τις συσκευές σου με μόνο έναν μετασχηματιστή - όπου κι αν βρίσκεσαι!
• Έχουν διευρυμένες δυνατότητες ισχύος: όπως αναφέραμε και παραπάνω το νιτρίδιο του γαλλίου έχει την δυνατότητα να εξάγει ενέργεια έως και 100 φορές ταχύτερα από τα παραδοσιακά τσιπ πυριτίου, άρα οι φορτιστές GaN διαχειρίζονται μεγαλύτερη ισχύ υπό υψηλότερες τάσεις και θερμοκρασίες.

• Εξοικονομούν ενέργεια: με τους φορτιστές GaN όλη η ενέργεια διοχετεύεται απευθείας στη μπαταρία της συσκευής με σημαντικά μικρότερες απώλειες. Οι συμβατικοί φορτιστές (οι οποίοι συμπεριλαμβάνονται με τις συσκευές μας) ανεβάζουν υψηλές θερμοκρασίες και ένα μεγάλο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας διαρρέει με τη μορφή θερμότητας στο περιβάλλον.
• Έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής: η θερμότητα είναι ο μεγαλύτερος εχθρός των ηλεκτρονικών συσκευών. Εφόσον έχουμε χαμηλότερες θερμοκρασίες, έχουμε και λιγότερες φθορές, μικρότερες πιθανότητες για βλάβες, μικρότερη εξασθένηση των υλικών - άρα και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του φορτιστή.

• Είναι κατάλληλοι για μία μεγάλη γκάμα ηλεκτρονικών συσκευών: με τη χρήση κατάλληλων καλωδίων USB-C και υιοθετώντας το πρότυπο Power Delivery για τη μετάδοση μεγάλης ισχύος, οι φορτιστές GaN επιτρέπουν τη σύνδεση μικρών και μεγάλων συσκευών, φορτίζοντας ταχύτερα και με ασφάλεια ακόμα και έναν φορητό υπολογιστή.
• Έλεγχος κατά τη διάρκεια της φόρτισης: οι φορτιστές πυριτίου (ειδικά κάποια παλαιότερα μοντέλα) αναπληρώνουν τη χωρητικότητα μίας μπαταρίας μεταφέροντας συνεχώς ρεύμα. Αυτό όμως μπορεί να δημιουργήσει φαινόμενα υπερφόρτωσης ή υπερθέρμανσης. Οι φορτιστές GaN διαθέτουν συστήματα τα οποία ελέγχουν και προσαρμόζουν τη ροή του ρεύματος, καθώς αυτό μεταφέρεται στη μπαταρία.

Έλα στο κοντινότερο κατάστημα Πλαίσιο ή μπες στο plaisio.gr, μάθε περισσότερα για τους φορτιστές GaN και ανακάλυψε το μοντέλο που ανταποκρίνεται στις προσωπικές σου ανάγκες!

Ποιες συσκευές μπορώ να φορτίσω με ένα φορτιστή GaN;

Σε ό,τι αφορά τη συνδεσιμότητα, καθώς και τη συμβατότητα, οι φορτιστές GaN είναι σωστά... μπαλαντέρ! Στο συμπαγές σώμα τους φέρουν υποδοχές USB Type-A (το κλασικό USB) και USB Type-C, προσφέροντας άφθονη ενέργεια σε πλήθος συσκευών. Οι κατασκευαστές προσανατολίζονται στη δημιουργία φορτιστών GaN οι οποίοι θα μπορούν να αναπληρώσουν τη μπαταρία κάθε εμπορικά διαθέσιμου smartphone, tablet, φορητού υπολογιστή, smartwatch, ασύρματου headset/TWS, drone κ.ο.κ. Ιδιαίτερο όφελος έχουν οι κάτοχοι συσκευών που υποστηρίζουν ταχεία/υπερταχεία φόρτιση (Fast/Ultra-fast Charging) και Power Delivery (PD), μιας και οι συγκεκριμένοι φορτιστές παρέχουν την υψηλότερη δυνατή απόδοση (ακόμα και πάνω από 100W), προσφέροντας πολλαπλές δυνατότητες προστασίας (προστασία από υπερβολική τάση, προστασία βραχυκυκλώματος, προστασία υπερθέρμανσης, χαμηλές ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, VPP, αντιστατική κ.ά.). Και φυσικά, όπως εξελίσσονται τα πρωτόκολλα φόρτισης ταυτόχρονα εξελίσσονται και οι «γενιές» της τεχνολογίας GaN.

Πώς να επιλέξω τον κατάλληλο φορτιστή;

Σε γενικές γραμμές, αυτό που πρέπει να προσέξεις περισσότερο είναι η ισχύς εξόδου που προσφέρει η θύρα του εκάστοτε φορτιστή, η οποία πρέπει να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της συσκευής σου. Για παράδειγμα:

• Φορτιστής με έξοδο έως και 20W: smartphones, tablets, ακουστικά, gadgets (π.χ. iPad Pro, iPhone)
• Φορτιστής με έξοδο από 20W έως 40W: μεγαλύτερα tablets, υπερφορητοί υπολογιστές (π.χ. MacBook Air)
• Φορτιστής με έξοδο από 40W με 60W: μεσαίου μεγέθους φορητοί υπολογιστές (π.χ. Dell XPS 9365 ή Latitude 7275)
• Φορτιστής με έξοδο που υπερβαίνει τα 60W: μεγαλύτεροι και ισχυρότεροι φορητοί υπολογιστές (π.χ. MacBook Pro)

Σημαντικό ρόλο, για να υποστηριχθεί απροβλημάτιστα η μεταφορά του ρεύματος, παίζει και το καλώδιο που χρησιμοποιείται για τη φόρτιση, το οποίο θα πρέπει να είναι πιστοποιημένο για διαχείριση μεγάλης ισχύος (USB-C έως και 100W) και υψηλής κατασκευαστικής ποιότητας.