雖然從蘋果被認爲是取消附帶充電器的始作俑者，但現在的智能手機不附帶充電器已經成爲常態了，所以人們不得不自行購买。由於當下的手機的電池容量越來越大，加上人們愈發追求較短的充電時間，所以高功率的快速充電器就成爲首選，尤其是氮化鎵GaN充電器已經成爲了主流，例如下圖的這款聯想拯救者C135氮化鎵GaN充電器輸出功率就高達135W。

早期的電源適配器，通常都是由傳統的硅鋼片或者鐵氧體環繞制初級和次級线圈的變壓器變壓，然後再經過整流和濾波即可輸出我們所需的直流電，這種電源也被稱爲线性電源。下圖就是一個最簡單的线性電源電路圖，不僅只有一路電壓輸出，甚至連濾波電容都沒有。

线性電源可以說是簡單粗暴，但是能效較低，想要提高輸出功率勢必就要增加變壓器的體積和重量，尤其是一些高功率的變壓器，體積往往重達數公斤，而且還會帶來較大的發熱損耗，這顯然是人們所不能接受的，所以現在线性電源基本淘汰，僅應用於一些音頻功放中，而我們使用的無論是手機充電器還是筆記本電腦的電源適配器，還是台式機用的電源供應器，都是用的开關電源。

线性電源能效低的原因就是使用時220V 50Hz或者110V 60Hz的工頻交流電，人們發現如果提輸入交流電源的頻率，就可進一步提升電源的效能，這樣就使得變壓器在保證足夠的功率輸出的同時，還能實現較小的體積。但這樣會使得電源的電路發生較大的變化，开關電源需要先將220/110V 50/60Hz正弦波交流電整流成高壓直流電，然後再由开關電路將其逆變成超高頻率的方波交流電，然後再經過變壓器的變壓，最後經過整流和濾波即可輸出我們所需的直流電，下圖就是個簡單的开關電源電路。

那么开關電路如何把直流電變成高頻交流電的？我們在高中物理中學過，變壓器的初級线圈如果快速的有電流通斷，次級线圈也會感應出交流電，但是圖形就是方波而非正弦波。在开關電源中，半導體的开關管就成爲核心部件，它是通過高速的开關來實現對於變壓器輸入電源頻率的提升，例如問我們的工頻交流電是50Hz，而开關管的开關頻率達到數KHz，甚至1MHz以上。开關管的开關頻率越高，電源的能效也會隨之提升，但由於半導體元件也是有電阻的，高頻工作時發熱量較大，往往要固定在散熱片上。我們目前常用的开管主要採用的是硅基功率MOSFET，但隨着人們對於更快的开關速度和更低電阻的要求不斷提升，硅基功率MOSFET已經被推到了極限，所以氮化鎵GaN半導體就成爲新一代的功率元件。

氮化鎵GaN被稱爲第三代半導體，堪稱是把電子性能帶到另一個更高水平、恢復摩爾定律的的快速發展一種全新材料，當然晦澀難懂的材料解析和工作原理我們就略過了，大家只要知道氮化鎵GaN器件的電子傳導效率是硅基器件的1000倍就可以了，氮化鎵GaN高電子遷移率可實現更高的擊穿強度、更快的开關速度、更高的熱導率和更低的導通電阻，用氮化鎵GaN制造高效率功率晶體管和集成電路會，實現更高的功率和更小的體積，例如下圖就是硅功率元件和氮化鎵GaN的功率元件的體型對比，而“五福一安”的體型現在已經可以做到的30W的功率。

除此之外，氮化鎵GaN也开始嘗試在台式機的電源供應器上使用，並帶來了較大的功率，典型的產品就是華碩ROG玩家國度的雷神，最高可提供1600W的功率輸出，可以說直接帶兩個RTX 4080都沒問題，只是價格方面讓人只能仰視了。

簡單的說，氮化鎵GaN讓我們用上了更小體型、更高效率和更高穩定性的電源。不過，氮化鎵GaN電源雖好，不過購买的時候也不要過於追求功率，例如100W以上的都可以爲筆記本電腦供電了，而手機和平板電腦，選30W或者65W的就可以了。

標題：氮化鎵GaN成主流 它是如何讓電源更高效的？

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