Блоки питания GaN — новый тип зарядных устройств, в основе которых лежит нитрид галлия. Он применяется для повышения энергоэффективности и снижения тепловыделения. Детали, созданные из альтернативного полупроводникового материала, обладают высокой теплопроводностью, стойкостью к высоким температурам и устойчивостью к кислотам и щелочам. По сравнению с традиционными технологиями производства аккумуляторов, компоненты которых содержат кремний, зарядные устройства из нитрида галлия отличаются небольшим размером и обычно одновременным использованием сразу нескольких портов.
Преимущества и недостатки зарядных устройств формата GaN
✅ Плюсы:
- Компактность — новые устройства формата GaN не нуждаются в огромном количестве компонентов, как кремниевые зарядки, а потому при сравнимых показателях мощности они чаще всего примерно на треть меньше по габаритам.
- Многофункциональность — обычно GaN-зарядки укомплектованы сразу несколькими разъёмами. Благодаря этому можно одновременно заряжать не одно устройство, а два, три или даже четыре. Это очень удобно.
- Энергоэффективность — запрещённая зона нитрида галлия составляет 3,4 эВ. Благодаря чему материал выдерживает более высокие напряжение и температуру. У GaN выше коэффициент полезного действия (КПД) и ниже энергопотребление.
- Минимальный нагрев — нитрид галлия менее подвержен тепловыделению, что становится одной из главных причин высокого КПД. Он безопаснее в использовании и проще работает с высокой мощностью в маленьком корпусе.
- Снижение себестоимости — устройства GaN можно изготавливать на тех же предприятиях, что и кремниевые. За счёт меньшего числа компонентов себестоимость и конечная цена будут только снижаться. Но, в будущем.
❌ Минусы:
- Актуальная стоимость — технология на основе нитрида галлия только набирает популярность, из-за чего цена на блоки питания с использованием GaN сейчас выше среднего. Но, ситуация постепенно должна измениться.
За счёт чего у зарядок формата GaN так много плюсов
Нитрид галлия совершил прорыв в мире силовой электроники. Этот материал становится все популярнее и в скором времени полностью заменит кремний в качестве основы для технологии передачи энергии. GaN-зарядки способны удовлетворить растущие потребности гаджетов. Они — революция, которая уже происходит.
Нитрид галлия — бинарный полупроводник с прямой запрещённой зоной III–V класса, что идеально подходит для мощных транзисторов. С 1990-х годов материал широко используется для производства светодиодов (LED), полноцветных светодиодных дисплеев, радиочастотных компонентов и лазеров для DVD.
В 2006 году транзисторы, в основу которых лёг нитрид галлия, начали изготавливать путём выращивания тонкого слоя этого материала на стандартной кремниевой пластине с использованием химического осаждения из газовой фазы. Этот процесс дал возможность изготавливать GaN-зарядки на тех же производствах, что и традиционные кремниевые блоки питания. Благодаря этому их себестоимость значительно снизилась, поэтому спустя несколько лет подобные решения добрались, в том числе, и до массового пользовательского рынка. Судя по всему, вскоре они в полной мере заменят традиционные блоки питания.
Да, важной особенностью нитрида галлия является ширина запрещённой зоны, которая показывает, насколько хорошо металл проводит электричество. GaN имеет запрещённую зону в районе 3,4 эВ, а кремний — 1,12 эВ. Это говорит о том, что нитрид галлия может выдержать более высокие напряжение и температуру, чем кремниевые транзисторы. Более того, нитрид галлия имеет более высокую частоту переключения, что позволяет использовать в силовых цепях катушки индуктивности и конденсаторы меньшего размера. Отсюда минимальные габариты блоков питания и возможность использовать сразу несколько портов.
Зарядные устройства формата GaN — отнюдь не новинка из 2021 года. С 2018-го та же Anker уже пыталась выпустить на массовый рынок несколько блоков питания, но они оказались слишком дорогими для обычных пользователей. В 2020-м уже 20% зарядных устройств Anker работали с нитридом галлия. Прогресс.
Какой блок питания на базе нитрида галлия купить сегодня
Baseus GaN Charger 45W
Эта модель в ассортименте Baseus является одной из самых интересных из-за минимального размера и мощности (45 Вт), которой будет достаточно даже для зарядки ультрабука. Устройство поддерживает основные протоколы быстрой зарядки: Power Delivery, Quick Charge 4+ и так далее. Девайс представлено в двух цветах: чёрном и белом. У него два выхода: USB-A и USB-C. Вес блока питания всего 85 грамм, а габариты — 99×32×30 мм.
Купить на AliExpress по цене от 1 800 рублей.
Baseus GaN 65W Fast Charger
Данная модель на 65 Вт оснащена сразу тремя портами: одним выходом USB-A и двумя USB-C. Устройство идеально подходит для зарядки нескольких мощных девайсов. Как и предыдущая модель, эта также поддерживает все популярные методы быстрой зарядки. Её габариты 112×36×32 мм, вес — 126 грамм. Цвета: чёрный и белый.
Купить на AliExpress по цене от 2 400 рублей.
Baseus 100W GaN Charger
Мощный блок питания на 100 Вт с четырьмя портами: двумя USB-С и парой USB-A. Он, конечно же, поддерживает все популярные стандарты быстрой зарядки. Платой за высокую мощность оказались внушительные габариты 92×30,5×85,2 мм и большой вес 205 грамм.
Купить на AliExpress по цене от 3 800 рублей.
Ugreen GaN 65W PD Charger
Четырёхпортовый блок питания Ugreen на 65 Вт, который предлагает три USB-С и один USB-A. У него небольшие габариты 65×65×31,8 мм, а вот вес производитель не указывает.
Купить на AliExpress по цене от 2 750 рублей.
Xiaomi Mi 65W Fast Charger with GaN Tech
Первое зарядное устройство Xiaomi на базе нитрида галлия. У него всего один порт USB-C с мощностью 65 Вт. Немного, зато дизайн стильный. Габариты — 30,8×30,8×56,3 мм. Вес не указывается.
Купить на AliExpress по цене от 1 980 рублей.
Подведём итоги: когда GaN-зарядки окончательно покорят мир
Блоки питания формат GaN — новое поколение зарядных устройств, которое позволяет заряжать не только смартфоны, но даже ноутбуки. Да, чаще всего это ещё и получится делать одновременно. В 2021 году нитрид галлия вряд ли станет стандартом отрасли. Всему виной высокая цена, которая пока не опустилась, и недоверие пользователей. Судя по всему, время GaN придёт тогда, когда технологию будут использовать не только производители из Поднебесной, но и общепризнанные лидеры отрасли вроде Apple и Samsung. Но, сомнений нет, нитрид галлия — будущее, и оно точно наступит.
