ANKER GaN充电器:用上黑科技的半导体材料 充电器要越来越小了

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  [硬核买手]氮化镓(GaN)拥有极高的稳定性,它的熔点约为1700℃。作为目前是最优秀的半导体材料之一,GaN用作整流管能降低开关损耗和驱动损耗,提升开关频率,附带地降低废热的产生。这些特性让氮化镓应用在电源上有很好的发挥,降低元器件的体积同时能提高效率。

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  很多人都会抱怨:笔记本、手机等设备充电器不通用的问题,导致出差、旅游都要带上大量的充电器,不少笔记本更是要带上板砖似的充电电源。

  难道真的没有小巧一点的、通用性强一点的充电器么?其实还是因为穷的,使用黑科技材料氮化镓得ANKER GaN充电器虽然比普通得PD充电器价格高了一倍,但是体积却小了40%。

  为什么能有这么大的改变呢?氮化镓又是一个怎么样的黑科技呢?

  黑科技半导体氮化镓的来历和优势/劣势

  其实早在2000年左右,就有研究人员投入到射频氮化镓技术的研究,最开始氮化镓器件成本高、产量不高,氮化镓器件主要应用于军事和航天领域,雷达和电子战系统。如今在点对点军用通信无线电中就有使用氮化镓工艺的放大器,未来手机是否也会获得军事领域的技术下放虽然还不好说。但氮化镓器件确实开始走向消费领域了,如今市场上已经有了不少已量产的氮化镓充电器。

  氮化镓被业界称为第三代半导体材料,被应用到不同行业的产品上,应用范围包括半导体照明、激光器、射频领域等,应用在电源类产品上可以在超小的体积上实现大功率输出,改变行业设计制造方案、改变消费者使用习惯。

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  氮化镓的熔点和饱和蒸气压相当高,因此在自然界无法以单晶体的形式形成,目前常用的制备方法为薄膜法和溶胶凝胶法。

  目前经过测试发现,用氮化镓材料代替传统的MOSFET后,电源的驱动损耗、开关损耗会更小,死区也缩小(缩短优化开关转换时的死区时间)。而更高的电子迁移率使得反向恢复时?浼蹋簿筒淮嬖诜聪蛩鸷摹?

  5G是今年最热门的话题,而氮化镓恰好在5G技术上能发挥巨大作用,这种材料非常适合提供毫米波领域所需的高频率和宽带宽,加上低内阻低发热量、适合在高温环境下工作的特点,GaN材料将应用于各种被动散热的户外电子设备以及汽车上。

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  不过虽然氮化镓的优点多,物理性能优异,但它不能应用在比较高的电压环境下。

  而且成本也会更高一些,与现今的硅器件相比,氮化镓的导通电阻要低3个数量级,击穿电场是硅器件的10倍,带来的就是更高的转换效率和工作频率,并降低元器件体积。另外氮化镓可以在严酷的工作环境下保持正常的性能,不过目前氮化镓的成本还是太高了。

  所以目前氮化镓比较成熟的应用是在小型的充电器上。这就是我们今天要说到的”ANKERPowerPort Atom PD1“GaN充电器。

  目前市面上的各种快充协议

  PD快充协议有大一统的趋势

  从2017年开始,智能设备的性能开始大幅度攀升,相对应的设备对电池的容量有了更高的要求。但大电池充电就成为了一个难题,所以现在有了众多的快充标准。除了大家一般使用的QC快充、还有各家智能手机厂商开发的各种快充私协议,前不久vivo更是推出了120W快充。

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  不过目前最新的QC4.0也仅仅只支持28W的功率,于是追求充电更快的路途上,手机厂商也不断推出并升级自家的快充协议,如一加的WARP闪充(30W)、华为的Super Change(40W)、VOOC闪充(50W),vivo Super FlashCharge(120W)。

  但是没有哪一家能打通全平台,实现一个充电器就能对所有的设备都能快速充电。市面上的快充协议“百家争鸣,各自为政”,即使有兼容也不能达到最理想的充电速率。

  “协议兼容性目前的确是整个快充行业发展的最大技术壁垒,如果能够打通快充协议不兼容的问题,整个行业的发展能够加速前行。”

  好在,基于USB type C接口的PD协议有大一统电子数码充电协议的趋势,支持笔记本电脑、平板电脑、手机、游戏机等设备快速充电,目前最新的PD 3.0标准最大功率可以达到100W。

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  ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器支持DCP协议,支持5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A四个USB PD输出档位最高输出30W,PD快充版本为3.0。

  ANKER GaN充电器:小体积实现更高功率

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  ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器在设计上无论是在包装还是产品本身,都是充满了十足的“ANKER”风格。蓝白的搭配简约时尚很有辨识度,第一眼看见就能准确知道是ANKER产品。充电器的外形体积整体圆润十分小巧,手感也十分不错。

  使用氮化镓GaN功率器件让ANKER PowerPort Atom PD 1在体积上十分有优势,与市面上多款热门PD充电器进行对比之,无论是重量还是体积ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器都位列前茅。

  性能上,ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器支持5V、9V、15V、20V PD输出,可以满足大部分产品设备,它的输出最高可达30W功率,在我们实际的兼容性测试中,无论是充手机、还是笔记本,它都能胜任,性能着实不错。

  鹅暖石丰满造型

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  ANKER PowerPort Atom PD 1 ANKER GaN充电器沿用了家族饱满丰润的设计,正面镜面与侧面哑光细节互为补充简约,犹如一块软润的鹅暖石。

  一个蓝色舌片的USB-C输出口上印刷这“PD”字样标识,PD目前通用性最强也是未来数年的发展方向的USB PD快速充电标准。

  小体积大功率

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  (从左至右依次是“ANKER GaN充电器 30W” “苹果原装18W快充” “联想ThinkPlus 65W快充” “苹果笔记本充电器”)

  GaN场效应管小体积低内阻高性能的优点在充电器上体现的淋漓尽致,而且还完美避免了不耐高压的缺陷。

  ANKER PowerPort Atom PD 1GaN充电器实现30W的功率,其体积要比苹果的18W快充都小一圈,与苹果手机自带的5W小充电器相差不大,携带出去旅行还是相当方便的。

  30W功率只有iPad刚刚好

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  30W的功率见仁见智吧,因为如果需要给笔记本充电的话至少需要使用65W的供电,而手机目前最多也只能18W的PD快充。目前使用30W PD供电的也就只有iPad Pro了,也就是说你要是有个iPad Pro的话,买这款充电器可能比较实用。

  此前测试iPad Pro最大支持32~35W PD快充。在我们使用ANKER GaN充电器给iPad Pro充电时,根据POWERZ的数据显示,可以达到26~27W的充电功率。整个充电过程发热量比普通的充电器要低一些。

  在兼容性上,支持iPhone X/XS/XS MAX/XR、华为P10/P20/P20 Pro/Mate 9/Mate10、xiaomi 8/9、魅族PRO 5、三星S8以上手机的PD快充。

  非PD快充的设备大多数也能获得标准的10W充电功率。

  笔记本和平板上,只要是支持PD协议的笔记本都能获得接近30W的充电功率,例如MacBook、小米笔记本Air、华为MateBook等,平板电脑的支持上iPad Pro因为支持PD充电也可以获得27W左右的供电支持。不过需要注意即使是支持PD充电协议的笔记本。充电时间长一点,这比较适合不想带多个充电头出差的人。不过需要注意的是晚上给Macbook充电需要时间长一点或需要换一个60W的。

  总结

  ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN氮化镓充电器最开始发布的时候可谓吸引了全球眼球,造型也比较小巧可爱,在小体积的情况下实现了更高功率的输出。如果你有支持30W充电的设备比如iPad Pro,就更好了。

  而且从价格上来说,ANKER PowerPort Atom PD 1 GaN充电器官方定价188元,价格上来说还是比较高的,毕竟是新技术。不过更高高功率的60W氮化镓充电器却没有了体积上的优势,而且价格高。不过,如果你是比较追求轻薄的,那也可以上上手体验一下。

  优点:

  1、同体积下实现更高的充电功率,体积小易携带。

  2、充电时发热量小,热损耗小转化率更高。

  3、30W PD快充,支持新款iPhone、华为P20/P10/Mate 10/Mate9、xiaomi 9/8、iPad Pro、三星S系列等设备的PD充电,支持iPad air 2.4A充电。

  缺点:

  1、价格贵,188元的价格。新技术在刚开始落地时都这样,而且海外MKT售价要30.68美元,这样算下来,这个价格还可以接受。

  2、非PD设备最高只支持10W左右的功率充电;

  3、给笔记本充电时间长一点;

  详细参数:

  充电器名称:PowerPort Atom PD 1

  型号:A2017

  输入:100-240V~1.2A 50~60Hz

  输出:5V/3A、9V/3A、15V/2A、20V/1.5A

  该充电器通过CCC认证。

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