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电源|氮化镓的下一个风口：PC电源

每台电脑PC电源需要用到10-16颗氮化镓功率器件，氮化镓应用下一个风口也浮出水面 。
随着电脑CPU的“核战”开启，对多核性能的追求，电脑的CPU从单核到双核到四核再到现在YES的几十核 。功耗自然是水涨船高，对电脑的电源自然提出了更多的要求，从功率到效率，从体积到功能，随着CPU的提升，电源也是不断进步的 。
氮化镓应用新风口
氮化镓材料是第三代宽禁带半导体，基于氮化镓材料的开关管，现在已经在PD快充中普及 。在快充中使用氮化镓开关管，能让我们的充电器变得更小巧，同等体积可以输出更大功率 。
根据充电头网的观察，使用氮化镓的PD快充，和常规Si MOS的适配器对比，同等输出功率，体积只是常规Si MOS适配器的一半，可以说氮化镓的使用，真的非常明显的缩小了适配器体积 。
使用氮化镓器件，氮化镓器件具备的高开关速度，可以通过提高电源的开关频率，以减小变压器的体积 。
并且氮化镓器件的导阻低，效率高的优势，用在任何电源内部，都可以降低散热需求，无需使用散热片等辅助散热措施，减小电源体积 。相比使用传统Si MOS，体积可以大大减小 。
接下来我们来说说台式机电源 。
台式机电源的主流规格是ATX和SFX电源，ATX电源是多年来沿用下来的老标准，由于历史遗留问题，体积较大 。但是ATX电源也有着更多的选择，价位从百元到千元均有产品，功率选择也很多，真正做到丰俭由人 。
电源|氮化镓的下一个风口：PC电源
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SFX电源是近年来兴起的新电源尺寸，ATX标准尺寸150*140*86mm，体积为1806立方厘米，SFX标准尺寸为125*100*63.5mm，794立方厘米，体积是ATX电源的一半还少 。虽然体积小了很多，依然兼容现有的主板，也具有很好的扩展性 。
随着现代电源拓扑的使用和元件性能的进化，SFX电源的功率已经达到750W，已经能够满足主流的装机需求 。同时现代人对电脑的体积也开始有了要求，出现了很多小机箱，只有10升以下的体积 。
这种机箱通常都采用SFX电源来缩小体积，满足人们对减小机箱体积，减少空间占用 。高性能小钢炮的追求开始普及，越来越多的人，也在装机的时候选择小型机箱 。
截止目前，SFX电源的功率为750W，虽然说这个功率已经不算小，能满足很多主流平台的功率要求，但是相比ATX电源动辄1KW以上的输出功率，配合高性能平台，还不是很够用 。那么我们有没有办法继续提高SFX电源的输出功率和转换效率呢？
办法一定是有的，我们可以把氮化镓器件引入到SFX电源中，在初级开关管和同步整流管都使用氮化镓开关管来取代传统的Si MOS，组成All GaN方案 。
在电源中使用氮化镓开关管，除了受益于氮化镓本身优势，减少损耗以外，All GaN方案，由于次级使用氮化镓开关管来进行同步整流，降低了次级同步整流控制器的驱动压力，可大幅提高电源的工作频率，从而缩小电源内部变压器等磁性元件的体积 。
同时12V转5V和3.3V的同步整流降压电路也可以使用氮化镓器件，通过降低损耗提高效率和提高频率，降低电路板散热要求，并且缩小磁性元件体积 。
氮化镓让PC电源小巧高效
除了在电源中使用氮化镓开关管，我们还有没有其他办法减小电源内部元件的体积呢？通过我们的拆解，快充适配器的内部，早年是需要多颗IC来实现PFC+LLC的功能 。近年来推出了多款多合一的控制器，可以减小初级侧的元件数量 。我们在SFX电源中也可以使用这种多合一的控制器，来精简电源的初级，减小电路板的面积 。
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据Gartner统计，2020年全球PC出货量同比增长4.8%至2.75亿台，为十年来最高增幅 。加上以往出货量，全球至少有数十亿台电脑保有量 。而这些个人电脑内置的PC电源，也都有升级为氮化镓功率器件的潜力 。
80 PLUS计划是由美国能源署出台，Ecos Consulting 负责执行的一项全国性节能现金奖励方案 。起初为降低能耗，鼓励系统商在生产台式机或服务器时选配使用满载、50%负载、20%负载效率均在80%以上和在额定负载条件下PF值大于0.9的电源 。
电脑玩家对80 PLUS评分等级再熟悉不过了，根据转换效率的高低，分别为白牌、铜牌、银牌、金牌、铂金、钛金 。
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