O que é um carregador GaN e por que você deseja um?
Justin Duino
Os carregadores de nitreto de gálio (GaN) estavam em toda parte na CES 2020. Essa alternativa moderna ao silício significa que carregadores menores e mais eficientes e fontes de energia estão a caminho. Eis como funciona.
As vantagens de um carregador de nitreto de gálio
Carregadores GaN são fisicamente menores que os carregadores atuais. Isso ocorre porque os carregadores de nitreto de gálio não exigem tantos componentes quanto os carregadores de silício. O material é capaz de conduzir tensões muito mais altas ao longo do tempo do que o silício. Os carregadores GaN não são apenas mais eficientes na transferência de corrente, mas isso também significa que menos energia é perdida no calor. Então, mais energia vai para o que você está tentando cobrar. Quando os componentes são mais eficientes na transferência de energia para seus dispositivos, geralmente você precisa de menos deles.
Como resultado, os blocos e carregadores de energia do GaN serão visivelmente menores quando a tecnologia se tornar mais difundida. Também existem outros benefícios, como uma frequência de comutação mais alta, que permite uma transferência de energia sem fio mais rápida e maiores "lacunas de ar" ” entre o carregador e o dispositivo.
Atualmente, os semicondutores GaN geralmente custam mais do que o tipo silício. No entanto, devido à eficiência aprimorada, há uma dependência reduzida de materiais adicionais, como dissipadores de calor, filtros e elementos de circuito. Um fabricante estima uma economia de 10 a 20% nessa área. Isso poderia melhorar ainda mais quando os benefícios econômicos da produção em larga escala surgirem.Você pode economizar um pouco na sua conta de energia, pois carregadores mais eficientes significam menos desperdício de energia. Não espere ver uma grande mudança com dispositivos de baixa potência, como laptops e smartphones.
O que é nitreto de gálio?
O nitreto de gálio é um material semicondutor que ganhou destaque nos anos 90 através da fabricação de LEDs. O GaN foi usado para criar os primeiros LEDs brancos, lasers azuis e displays de LEDs coloridos que você podia ver à luz do dia. Nos aparelhos de DVD Blu-ray, o GaN produz a luz azul que lê os dados do DVD.Parece que o GaN em breve substituirá o silício em muitas áreas. Os fabricantes de silício trabalham incansavelmente há décadas para melhorar os transistores baseados em silício. De acordo com a Lei de Moore (em homenagem ao co-fundador da Fairchild Semiconductor e, mais tarde, ao CEO da Intel, Gordon Moore), o número de transistores em um circuito integrado de silício dobra a cada dois anos.
Esta observação foi feita em 1965 e, em grande parte, se tornou realidade nos últimos 50 anos. Em 2010, porém, o avanço dos semicondutores desacelerou abaixo desse ritmo pela primeira vez. Muitos analistas (e o próprio Moore) prevêem que a Lei de Moore ficará obsoleta até 2025.A produção de transistores GaN aumentou em 2006. Processos de fabricação aprimorados significam que os transistores GaN podem ser fabricados nas mesmas instalações do tipo silício. Isso mantém os custos baixos e incentiva mais fabricantes de silício a usar o GaN para produzir transistores.
Por que o nitreto de gálio é superior ao silício?
Os benefícios do GaN em comparação ao silício se resumem à eficiência de energia. Como GaN Systems, um fabricante especializado em nitreto de gálio, explicou:
Todos os materiais semicondutores têm o que é chamado de bandgap. Esta é uma faixa de energia em um sólido onde nenhum elétron pode existir. Simplificando, um intervalo de banda está relacionado a quão bem um material sólido pode conduzir eletricidade. O nitreto de gálio tem um intervalo de banda de 3,4 eV, comparado ao intervalo de banda de 1,12 eV do silício. O intervalo de banda mais amplo do nitreto de gálio significa que ele pode suportar tensões e temperaturas mais altas que o silício. ”
A Efficient Power Conversion Corporation, outro fabricante de GaN, afirmou que o GaN é capaz de conduzir elétrons 1.000 vezes mais eficientemente que o silício, e com menores custos de fabricação, para inicializar.
Uma maior eficiência de bandgap significa que a corrente pode passar através de um chip GaN mais rápido que o de silício. Isso pode resultar em recursos de processamento mais rápidos no futuro. Simplificando, os chips feitos de GaN serão mais rápidos, menores, mais eficientes em termos de energia e (eventualmente) mais baratos que os feitos de silício.
Onde você pode comprar um carregador GaN hoje
Embora eles ainda não estejam disseminados, você pode comprar carregadores que usam a tecnologia GaN de empresas como Anker e RAVPower. São carregadores USB-C capazes de fornecer energia USB-C para laptops modernos.
O Anker PowerPort Atom PD1 é um carregador de 30 watts com capacidade de carregamento rápido. Ele foi projetado para telefones, tablets, laptops e muito mais. Você notará que é cerca de 40% menor que um carregador que não usa a tecnologia GaN. A Anker também produz o PowerPort Atom PD2 de 60 watts, que tem duas portas USB-C, para que você possa carregar vários dispositivos simultaneamente, e o PowerPort Atom III Slim de quatro portas.
Anker
O RAVPower tem uma linha semelhante. O PD Pioneer 30W oferece um rendimento modesto com uma porta USB-C. O PD Pioneer 61W, mais robusto, lida com mais energia, mas ainda abriga apenas uma porta USB-C. Se você deseja usar um desses carregadores, seu laptop deve suportar a entrega de energia USB-C.
Outros carregadores GaN, como os Aukey exibidos na CES 2020, não estarão disponíveis até o final deste ano. No entanto, esperamos ver muito mais no mercado em breve.
Talvez o carregador GaN mais emocionante no horizonte seja o HyperJuice da Sanho. Financiada com sucesso no Kickstarter (que arrecadou mais de US $ 2 milhões), a Sanho pretende entregar o primeiro (e menor) carregador USB-C de 100 watts do mundo aos apoiadores até fevereiro de 2020. Este será o primeiro que pode alimentar e carregue laptops de última geração como o MacBook Pro.
A boa notícia é que nenhum desses carregadores é particularmente caro. O RAVPower de 61 watts é vendido por cerca de US $ 40, e a Sanho anunciou uma faixa de preço entre US $ 50 e US $ 100 para a versão de varejo de seu carregador de 100 watts. Para referência, um novo adaptador de energia Apple-96-Watt USB-C é vendido por US $ 79 e é consideravelmente maior e mais pesado que o HyperJuice do tamanho de um cartão de crédito.
Os carregadores do futuro
Você provavelmente não verá muitos carregadores GaN em estado selvagem até que grandes fabricantes de hardware, como Apple e Samsung, comecem a incluí-los em seus novos computadores e smartphones.
Pense nisso - quando foi a última vez que você comprou um carregador? Quantos carregadores conectados em sua casa ou escritório vieram com uma compra passada?
Se você decidir começar a aproveitar os benefícios de cobrança do GaN agora, poderá fazê-lo sem pagar o prêmio normalmente associado à tecnologia de ponta.
Via: How to Geek
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