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新型高頻、高功率氮化鎵電晶體技術

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新型高頻、高功率氮化鎵電晶體技術

●技術簡介:
無線充電藉由電感耦合傳送來能量,如同沒有鐵芯的變壓器,目前市面上的無線充電設備使用電磁感應的技術,其需緊密貼合且精準定位,並且只允許一對一充電,造成使用者的不便,而諧振式無線充電則是憑藉頻率共振的原理來進行電能傳輸,允許多個收裝置、較寬鬆的距離限制,AC電源經轉換為300VDC直流電,輸入E類放大器,藉由控制E類放大器共振最佳狀態,將電能轉為磁場發射至接收端,接收端再由高頻整流電路將交流電轉為直流電供電子產品或對電池充電。其中E類放大器由兩個電壓分別控制頻率與佔空比,壓控震盪器產生訊號後,再由比較器電路進行輸出訊號調變,如此,偵測E類放大器的當前狀態即可對頻率與佔空比進行調整,達到發射功率的優化控制。
●技術之科學突破性:
目前大多數無線充電系統皆以電感(Qi)標準為基礎,透過頻率在100至300kHz範圍內的電感耦合進行運作,但只能為單一裝置充電,而且放置裝置時必須符合特定方向且非常靠近充電器。替代的E類拓撲以透過諧振耦合實現更自由的無線電力傳輸設計。利用E類拓撲結構,可在1至10MHz的運作頻率範圍內實現高效率。由下圖可知,當切換頻率為6.78MHz與13.6MHz時,GaN會是最佳選擇方案。在以6.78MHz為基礎的諧振無線充電中,藉由使用諧振電感耦合,其高Q因數諧振器可利用周邊區域中明顯較弱的磁場,在更遠的距離範圍內傳輸電力。
電磁共振技術,原理是透過磁場共振實現電磁能量的交換,充電距離可達10公分以上,支援「一對多」充電,但相比電磁感應技術,其充電效率通常不足70%,而使用交大團隊研發之氮化鎵電晶體於無線充電效率可達95%以上。
●技術之產業應用性:
無線充電市場有著巨大的成長空間。根據智研諮詢資料,2019年無線充電市場規模已達到86億美元,2024年市場規模可望達到150億美元,年複合成長率達12%。從細分領域市佔率看,消費電子及汽車佔比較高,分別達到36%、29%,工業、航空軍工(如無人機無線充電)、醫療(植入式醫療器械)分別佔17%、10%、8%。
另根據Strategy Analytics資料,2019年全球無線充電在手機中的滲透率為20%左右,2016~2019年滲透率年複合增速達到58.74%。以2019年全球手機出貨量為15億支計算,2019年無線充電手機的出貨量為3億支,另有資料研究機構預測這一數字將在2024年達到14億支。氮化鎵功率元件效率高、體積小可以將無線充電模組提升切換效率,同時電磁波放大共振傳遞更遠、效率更佳!

線上展網址:
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/04843982-ff33-4e76-aa15-b42f4e39356c?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw

聯絡人

  • 姓名:胡瀚

  • 電話:03-5712121分機59428

  • 地址:

Email

其他資訊

  • 展館別:未來科技館 2023半導體專區

  • 所屬代表參展單位:國家科學及技術委員會

  • 主要應用領域:電子與光電

位置 更多資訊

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  • 技術成熟度:雛型

  • 展示目的:商機推廣、研發成果展示

  • 流通方式:技術授權/合作

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