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65W氮化鎵GaN充電器體積這么小重量這么輕？
目前市場主流的65W氮化鎵GaN充電器，為什么能夠做到比普通65W PD充電器的體積縮減40%~50%，重量也大大減輕呢？在同等功率條件下，比老舊充電器實現(xiàn)小體積輕量化的表現(xiàn)。
手機充電器是一個電源轉(zhuǎn)換器，其有兩個重要的參數(shù)：輸入和輸出
（1）輸入「100-240V～ 50/60Hz 0.5A」。
100-240V是指正常家里的市電，100-240V是為了滿足多個國家能夠使用，如日本的民用電壓是110V，中國的民用電壓是220V；～代表交流電，50/60Hz也是為了滿足兩種交流電頻率，如中國為50Hz，中國香港為60Hz，0.5A為額定工作電流。
（2）輸出「USB 5V?2.4A」。
USB即為輸出端口是USB，輸出電壓是5V，?是直流符號，2.4A是額定輸出電流。
所以手機充電器就是一個把220V市電轉(zhuǎn)為5V直流電的設(shè)備，無論我們使用的蘋果手機祖?zhèn)?V1A充電頭，或筆記本的65W充電器，或雷布斯手中的65W氮化鎵GaN充電器，這些充電器的目的都是為了把220V的交流電壓變成穩(wěn)定的直流電壓，才能給手機或者筆記本的鋰電池充電。
而且通過拆解手機充電器，我們可以看到充電器里面用到了變壓器，但是為了更高效，更安全，更穩(wěn)定的實現(xiàn)變壓輸出，變壓器輸入輸出前都有一些處理電路。首先，手機充電器不是直接將220V 50Hz的市電直接通過變壓器進行降壓。220V交流電整流后先經(jīng)過開關(guān)管（一個速度很快的開關(guān)）然后才到變壓器，由于開關(guān)管的高頻開啟和關(guān)閉，所以輸入電壓是高頻變動的，變動的電壓通過變壓器就會產(chǎn)生互感現(xiàn)象。輸出端的電壓也需要經(jīng)過濾波和穩(wěn)壓才能穩(wěn)定為直流。輸出電壓還會反饋到輸入端來調(diào)節(jié)開關(guān)頻率，作用就是穩(wěn)定輸出電壓。
這個變壓過程有個關(guān)鍵就是高頻，如圖中的高頻震蕩和高頻變壓器。國內(nèi)市電的頻率是50Hz，而充電器中開關(guān)管的高頻通斷的頻率一般是10kHz以上，為什么不直接用220V/50Hz的市電，其目的就是為了在功率相同的條件下減小變壓器的體積。并且我們知道能量轉(zhuǎn)換的中間人是磁場能，磁場能夠承載的能量大小和變壓器的體積有關(guān)，如變壓器中間鐵芯大小和線圈匝數(shù)的圈數(shù)。簡單的關(guān)系就是在變壓器材質(zhì)一致情況下，體積越大，能夠承載的磁場能量越大。提高頻率意味著即使每次電磁變化轉(zhuǎn)換的能量一樣，可以使單位時間內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的次數(shù)增加，所以導(dǎo)致轉(zhuǎn)換功率增加。反過來說就是總功率一定時，頻率越高，變壓器的體積可以更小。（關(guān)于磁通密度，匝數(shù)，截面積，變化時間關(guān)系可以參考麥克斯韋的電磁方程）
舉例：蘋果5W/12W/29W充電器
功率和體積的正向關(guān)系也可以解釋為什么蘋果充電器輸出功率越大時，體積越大，一個很大原因就是變壓器大了，當然還有一些其他電子器件體積（如電容）也會增大。
那么氮化鎵GaN手機充電器為什么小呢？
氮化鎵GaN充電器小的關(guān)鍵因素是大大提高了開關(guān)頻率。開關(guān)頻率越高，體積可以做得更小。目前使用的開關(guān)管基本上都還是硅和鍺半導(dǎo)體材料，而這類開關(guān)管頻率提升空間已經(jīng)很小了，因為進一步提高頻率會帶來更大的開關(guān)損耗和發(fā)熱。而氮化鎵GaN是一種更好的新型材料而且能夠替代硅和鍺的第三代半導(dǎo)體材料，由它制成的氮化鎵GaN開關(guān)管開關(guān)頻率可以大幅度提高，能夠達到100kHz至10MHz，并且損耗更小。所以用了氮化鎵GaN開關(guān)管的充電器在功率一定情況下，可以使用體積更小的變壓器和電容等器件，因此這也是雷布斯手中的65W氮化鎵充電器可以做到這么小的原因。
在市面上，其他廠家也早有了氮化鎵GaN手機充電器，并不是什么首次出現(xiàn)的黑科技。如果你經(jīng)常帶著手機充電器出差還是可以買一個，建議買大廠的，質(zhì)量更有保障。如果你只是家里和辦公室兩邊跑，或者宿舍和實驗室兩邊跑就沒有必要買氮化鎵GaN手機充電器，可以多買一個普通的充電器，兩邊各放一個，畢竟不帶充電器比帶個輕的更舒服。最好選擇帶多個USB孔的充電器，尤其對于iPhone的用戶，手機與筆記本可以一起充電。
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