La recharge rapide haute puissance devient la norme pour les appareils numériques. Par conséquent, les chargeurs basés sur GaN sont désormais considérés comme une découverte de pointe.

Contrairement à une idée répandue, cette technologie n’est pas nouvelle. Il a été utilisé dans la production de LED au cours des trois dernières décennies. Mais il n’a été déployé que récemment dans le domaine de l’électronique de puissance.

En ce qui concerne l'avenir du GaN, on estime que l'utilisation de l'USB-C et Chargeurs USB-PD  et les câbles, qui peuvent être utilisés pour charger n'importe quel appareil compatible, sont prêts à se développer. En fait, l’époque où l’on utilisait un seul chargeur pour un seul appareil pourrait bientôt appartenir au passé, laissant place à l’ère d’un seul chargeur pour tous les appareils.

Les utilisateurs peuvent s'attendre à utiliser un seul adaptateur/chargeur compatible avec chaque appareil, quelles que soient les différentes tensions d'un téléphone (5 V), d'une tablette (12 V) ou d'un ordinateur portable (19 V).

Il est également prévu qu'un adaptateur alimenté par GaN avec deux ports de type C sera en mesure de répondre aux besoins en énergie élevée de plusieurs appareils se chargeant dans un petit format.

Nous parions que vous souhaitez en savoir plus sur le rôle du GaN dans la recharge rapide. Dans cet article, nous discuterons de tout ce que vous devez savoir sur les chargeurs GaN.

1. Comprendre la nécessité d'une charge rapide

Les appareils numériques évoluent pour devenir polyvalents, offrant davantage de fonctions et de fonctionnalités pour une expérience utilisateur améliorée.

Mais comment minimiser le temps de chargement de tels appareils ? C'est là qu'intervient le développement de protocoles de charge rapide. En fait, la recharge rapide est désormais devenue la norme pour les appareils numériques. Il permet aux utilisateurs de recharger leurs appareils en une fraction du temps nécessaire aux chargeurs traditionnels.

En charge rapide, l'appareil se charge plus rapidement car les fabricants :

• Augmentez l'ampérage ou
• Changer la tension pour augmenter la quantité d'énergie potentielle

Ce dernier est pratiqué plus couramment que le premier.

La technologie GaN devient populaire à cette fin. Pourtant, il y a eu quelques spéculations (et scepticisme) quant à son caractère pratique. Découvrons-en davantage en comprenant ce qu’est réellement le GaN.

2. Qu'est-ce que le nitrure de gallium ?

nitrure de gallium ou GaN est un semi-conducteur qui peut être utilisé pour produire des puces électroniques. C'est un matériau cristallin transparent.

La technologie GaN promet un rendement et des tensions élevés. Il présente une faible résistance à l'état passant et des propriétés de commutation rapide. Cela signifie que ses capacités de charge rapide peuvent être facilement activées. Cela signifie que vous obtenez ce que vous voulez, c’est-à-dire un confort accru.

Habituellement, le matériau principal utilisé dans la production de puces est le silicium. Mais le silicium permet un transfert thermique et électrique limité. Il devient donc difficile pour les fabricants de puces de l’utiliser dans les appareils modernes.

C’est là que le nitrure de gallium peut prendre le relais du silicium, ce qui nous amène au point suivant.

3. Nitrure de gallium contre silicium

Examinons maintenant la question à un million de dollars : le nitrure de gallium peut-il remplacer le silicium ?

Lorsqu’il s’agit de remplacer le silicium, le GaN est un candidat prometteur. Il permet de meilleures performances et efficacité avec un encombrement réduit. En ce qui concerne les chargeurs, les possibilités du GaN sont immenses pour les raisons suivantes :

Il offre également une meilleure bande interdite. Cela fait essentiellement référence à la façon dont un matériau peut conduire l’électricité. Le nitrure de gallium a une bande interdite de 3,4 électronvolts (eV), tandis que celle du silicium n'est que de 1,1 eV. Une bande interdite plus large permet d’utiliser des tensions plus élevées sans poser de problèmes.

Le GaN offre des tensions plus élevées que le silicium. Le champ de claquage du GaN est de 3 MV/cm (millivolt par centimètre), tandis que le silicium a un champ de claquage de 0,3 MV/cm.

Il a été démontré que la charge GaN est capable de conduire les électrons avec une efficacité 1 000 fois supérieure à celle du silicium.

Les chargeurs GaN nécessitent moins de composants que ceux en silicium. Ils sont donc de plus petite taille. Le GaN est un matériau très dur et possède une structure cristalline Wurtzite. Le rétrécissement de la taille peut être attribué à l’énergie de liaison plus élevée des atomes du cristal. Les cristaux GaN se vantent d’une plus grande mobilité des électrons.

Ils sont moins sensibles à la chaleur. Non seulement ils transmettent l’énergie de manière efficace, mais ils la conservent également mieux. Cela facilite un meilleur flux vers le dispositif de charge, ce qui entraîne une charge rapide.

Plus de puissance peut être transmise à travers chaque composant GaN. Ainsi, les fabricants peuvent en faire plus plutôt que d’utiliser plusieurs composants en silicium. L’utilisation de moins de composants permet aux fabricants de réduire la taille du chargeur. Cela le rend plus compact.

4. Avantages des chargeurs basés sur GaN

La vitesse à laquelle la batterie de votre téléphone peut passer de zéro à une charge complète dépend de votre téléphone et de votre chargeur.

L’utilisation d’un chargeur puissant ne sera d’aucune utilité à moins que votre téléphone ne puisse supporter cette quantité d’énergie. Vous disposez peut-être d'un téléphone doté de la dernière version technologie de charge rapide. Mais il ne se chargera pas sans un chargeur approprié.

Un téléphone et un chargeur approprié doivent fonctionner ensemble dans une configuration de charge rapide pour optimiser le courant et la tension. Cela aide également à garder votre batterie au frais et à l’empêcher d’exploser.

Heureusement, les chargeurs GaN sont compatibles avec la plupart des modèles d’ordinateurs portables et de téléphones existants. Le nitrure de gallium peut conduire des tensions plus élevées.

Les chargeurs basés sur GaN offrent de nombreux avantages. Voyons ce qu'ils sont.

• Des chargeurs plus compacts

Les chargeurs au nitrure de gallium n’ont pas besoin d’autant de composants que les chargeurs au silicium. Ils peuvent également conduire des tensions plus élevées au fil du temps. Ces facteurs ont permis aux fabricants de produire des chargeurs compacts de plus petite taille. Par conséquent, les utilisateurs peuvent s’attendre à une commodité et des expériences améliorées. À mesure que cette technologie gagne en popularité, les chargeurs continueront de devenir de plus en plus petits.

• Meilleur transfert d'énergie

Les chargeurs GaN transfèrent le courant plus efficacement. Par conséquent, moins d'énergie est perdue à cause de la chaleur et une plus grande partie est dirigée vers l'appareil en cours de charge. La batterie ne surchauffe pas non plus. Lorsque les composants transmettent efficacement l'énergie aux appareils, l'énergie est utilisée de manière optimale. De plus, les chargeurs à haut rendement signifient moins de gaspillage d’énergie. Ainsi, les utilisateurs économisent de l’argent sur leurs factures d’énergie.

• Fréquence de commutation améliorée

Un chargeur de technologie GaN est doté d’une fréquence de commutation plus élevée. Cela prend en charge une transmission de puissance sans fil plus rapide. Cela permet également de plus grands espaces d'air entre l'appareil et le chargeur.

• Économies de coûts

Il est vrai que les semi-conducteurs GaN coûtent actuellement plus cher que ceux en silicium. Mais ils sont très efficaces. Ainsi, il y a moins de dépendance à l’égard de matériaux supplémentaires tels que les filtres et les composants de circuits. Cela entraînera à terme des économies de coûts. Les économies peuvent encore s’améliorer à long terme à mesure que la production à grande échelle démarre.