#嵌入式系統 #電路設計 #汽車電子 #溫度感測 #風扇控制器 #熱電偶

【溫度感測器＋風扇控制器＋熱電偶，電路熱耗不失控】

「散熱」一直是電路設計的頭號課題，借助單通道／多通道的低功耗溫度感測器＋風扇控制器＋熱電偶解決方案，能有效管理特定設計的熱耗。

@溫度感測器：
1. 對於需要在各種溫度範圍內保持精度和可靠性的設計，單通道 (本地) 溫度感測器——包括：類比、數位輸出和溫度開關感測器 IC，可取代負溫度係數 (NTC) 熱敏電阻等分離式感測器解決方案，以降低硬體、軟體的複雜性並加速設計流程；
2. 若需要測量伺服器、網路／電信設備以及液晶投影機等嵌入式系統中的多個溫度，多通道溫度感測器可簡化監控並降低系統總成本——使用數位溫度 IC (遠程溫度感測器) 以及遠至數百呎的每個遠程位置中的電晶體測量應用溫度，精度仍可控制在 ±1°C 內。

＠風扇控制器：
具有脈寬調變 (PWM) 功能的「驅動器數目」是增進設計靈活性的關鍵，因為可因而提升運算能力、儲存容量、網路和其他應用中的系統性能。若閉環風扇控制器能提供查找表、PID (比例積分微分) 迴路控制、轉子鎖定和空氣路徑阻塞警報且集成溫度感測功能，有利於及時調整設計及單晶片嵌入式解決方案；代碼相容的多通道裝置，則方便設計擴展或重用。

@熱電偶：
堅固、準確的熱電偶須在惡劣／極端環境下運行、承受劇烈的高溫條件，並具備寬幅溫度範圍。另結合精密、高解析度的類比數位轉換器 (ADC) 和精密儀器，可校正熱電偶元件的非線性誤差。現在，全球首個完全集成、隨插即用的「熱電偶至攝氏度轉換器 IC」已問市——將高精度 ADC、溫度感測器和預編程的數學引擎集成到一個封裝中，大幅簡化設計。

延伸閱讀：
《Temperature Sensor ICs and Fan Controllers》
https://www.microchip.com/design-centers/sensors?utm_source=www.compotech.com.cn&utm_medium=LeaderboardAd&utm_content=MSLD_860x80&utm_campaign=ThermalSensing

#微芯科技Microchip

#電源設計 #功率器件 #寬能隙WBG #碳化矽SiC #氮化鎵GaN #氧化鎵Ga2O3

【GaN 憑什麼躍然而起？】

氮化鎵 (GaN) 市場可概略分為光電和功率兩大塊，現階段，在發光二極體 (LED)、射頻 (RF) 元件和無線充電較具優勢，在 LED 照明和顯示器等光電領域擁有高滲透率；但著眼於它能最小化功率損耗並具有小型化、高速開關和高擊穿電壓等特性，今後功率半導體的成長空間相對更大，初期鎖定「低電壓之高階產品」。

隨著技術推進、工作電壓拉高，未來在新能源、智能電網、資通訊設備和消費電子前景看俏，無線和自動化設備發展以及汽車 GaN LED 汰換潮，將成為推動氮化鎵的主力。GaN 理論上能以高於碳化矽 (SiC) 的速度進行切換、實現高速開關操作，確保電氣系統的高效率操作；物理學家表示，如果將具有高擊穿電壓和低導通電阻的氮化鎵，推廣至所有電子設備，全球用電量可減少 10～25%！

GaN 的低導電性能以緊湊尺寸維持高能量應用，進一步實現電路小型化或在同一區域擠進更多的氮化鎵。用一個淺顯易懂的形容，就是能把筆記型電腦 (NB) 原本大如磚塊的笨重充電器，精簡至一盒餅乾大小，更加輕巧、方便攜帶。此外，光達 (LiDAR) 改用增強型氮化鎵 (eGaN) 晶片感知環境的精度可以「吋」計算，較矽晶片只能明確至 10 呎以內表現更佳。

特別一提的是，氮化鎵對離子輻射靈敏度低，極適合作為衛星的太陽能電池陣列材料或應用於超音波、核磁共振成像 (MRI) 和結腸鏡檢查外科手術等醫療設備，在輻射環境相對穩定亦有利於航太和軍事——GaN 已被歐洲太空總署 (ESA) 認定為「關鍵使能技術」；美國國家航空暨太空總署 (NASA) 亦資助氮化鎵研究以支援水星和金星的探索。

當人們還在掙扎什麼情境下值得採用 GaN？新的強勁對手已悄然出現。美國國家可再生能源實驗室 (NREL) 拋出一個震撼彈：未來「氧化鎵」(三氧化二鎵，Ga2O3) 的成本可能更低！考慮諸如晶體生長和晶錠加工之類的因素，氧化鎵晶圓成本比 SiC 便宜 3～5 倍，且晶圓尺寸較 GaN 更容易擴大，可能為現有的矽、碳化矽和氮化鎵技術提供互補，應用在 AC-DC 轉換等低頻、高壓應用。

延伸閱讀：
《氮化鎵：輕巧、耐熱、高速開關，節能一把罩》
http://compotechasia.com/a/feature/2019/0409/41524.html
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