Vorteile der Verwendung von GaN-Ladegeräten

GaN-Ladegeräte gibt es schon lange. Ihren Durchbruch erlebten sie jedoch erst mit dem Preisverfall von Galliumnitrid. Ihre kompakte Größe und die beeindruckende Leistung sind ihre größten Vorteile. Zudem stellen sie eine moderne Alternative zu Silizium dar, was darauf schließen lässt, dass noch effizientere Netzteile in Entwicklung sind.

Was ist Galliumnitrid?

Galliumnitrid ist eine Halbleiterverbindung, die in den 1990er-Jahren als Bestandteil bei der LED-Produktion an Popularität gewann. GaN erzeugt das blaue Licht, das die DVD-Daten in Blu-ray-Playern ausliest. Es wurde auch zur Herstellung der ersten sichtbaren weißen LEDs, blauer Laser und vollfarbiger LED-Displays verwendet.

Seit Jahrzehnten arbeiten Siliziumhersteller unermüdlich an der Verbesserung von Siliziumtransistoren. Das Mooresche Gesetz besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem integrierten Siliziumschaltkreis alle zwei Jahre verdoppelt. Diese Beobachtung wurde 1965 gemacht und in den darauffolgenden 50 Jahren weitgehend bestätigt.

Viele Experten gehen davon aus, dass das Mooresche Gesetz bis 2025 überholt sein wird. Aus diesem Grund stieg die Produktion von GaN-Transistoren im Jahr 2006 an. Im Jahr 2010 fiel der Fortschritt in der Halbleiterindustrie jedoch erstmals unter diese Rate.

Dank verbesserter Fertigungstechniken können GaN-Transistoren nun in denselben Anlagen wie Siliziumtransistoren hergestellt werden. Dies senkt die Preise und ermutigt mehr Siliziumhersteller, GaN anstelle von Silizium für die Transistorproduktion einzusetzen.

GaN-Ladegeräte

Standard-Netzteile bestehen, wie die elektronischen Geräte, die sie aufladen, aus Silizium. Galliumnitrid (GaN) ist eine weitere Halbleiteroption. Da GaN kein natürlich vorkommendes Material ist und seine Herstellung etwas aufwendig ist, waren GaN-Ladegeräte in der Vergangenheit eine kostspielige Seltenheit.

Vorteile von GaN-Ladegeräten

Die Verwendung von GaN-Netzteilen gegenüber Silizium-Netzteilen bietet erhebliche Vorteile und lohnt sich daher immer. Zunächst einmal leiten sie Strom wesentlich besser. Das bedeutet, dass deutlich mehr Leistung in einem wesentlich kleineren Netzteil untergebracht werden kann.

Aufgrund des geringeren Energieverlusts erzeugen sie zudem weniger Wärme als herkömmliche Methoden. Da Überhitzung eine häufige Ursache für Elektronikausfälle ist, ist dies ein willkommener Vorteil. Außerdem benötigen Silizium-Ladegeräte dadurch nicht die massiven Kühlkörper anderer Ladetechnologien.

GaN-Ladegeräte sind physisch kompakter als Standardladegeräte. Das liegt daran, dass ein Galliumnitrid-Ladegerät weniger bewegliche Teile enthält als ein Silizium-Ladegerät. Im Material lassen sich deutlich höhere Spannungen aufrechterhalten als in Silizium.

Folglich werden Ladegeräte bei breiterer Verwendung von GaN deutlich kompakter sein. Weitere Vorteile sind größere Abstände zwischen Ladegerät und Gerät, die eine schnellere drahtlose Energieübertragung ermöglichen, sowie eine höhere Schaltfrequenz.

GaN-Halbleiter sind mittlerweile teurer als ihre Silizium-Pendants. Aufgrund der höheren Effizienz werden jedoch keine zusätzlichen Materialien wie Kühlkörper, Filter und Schaltungsteile mehr benötigt. Vergleichende Studien zeigen, dass ein Hersteller in diesem Bereich Kosteneinsparungen von 10–20 % erzielt.

Sobald die Kosteneinsparungen durch die Massenproduktion spürbar werden, dürfte sich die Situation weiter verbessern. Da effizientere Ladegeräte weniger Energie verschwenden, könnten Ihre monatlichen Stromkosten sogar sinken. Geräte mit geringem Stromverbrauch wie Laptops und Mobiltelefone werden voraussichtlich einen schrittweisen Wandel durchlaufen.

Ein weiterer Vorteil für die Verbraucher ist, dass sie nur ein Ladegerät benötigen.

GaN-Ladegeräte im Vergleich zu herkömmlichen Batterieladegeräten

Zwischen dem GaN-Ladegerät und dem herkömmlichen Batterieladegerät bestehen mehrere Ähnlichkeiten. Sowohl die Stromverteilung als auch das Laden erfolgen mit ihnen.Ihre Unterschiede sind jedoch weitaus bemerkenswerter.

Hafen

Die meisten neu hergestellten GaN-Ladegeräte verfügen über USB-C-Anschlüsse. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ladegeräten, die nur einen Micro-USB-, einen USB- oder einen Lightning-Anschluss besitzen, bieten GaN-Ladegeräte zudem mehrere USB-C-Anschlüsse. Dadurch profitieren GaN-Ladegeräte deutlich von der größeren Anzahl an Ladeanschlüssen.

GaN-Ladegeräte mit USB-C-Anschlüssen erreichen Ladegeschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s und eine erhöhte Leistungsabgabe von bis zu 100 W bei gleichzeitiger Datenverbindung. Die meisten GaN-Ladegeräte nutzen jedoch mehrere USB-C-Anschlüsse oder USB-C mit USB-A-Anschlüssen, um mehrere Geräte gleichzeitig schnell zu laden.

Ladeeffizienz

Dies hängt ausschließlich von ihren unterschiedlichen Bandlückenbreiten ab. Aufgrund seiner relativ schmalen Bandlücke und daraus resultierender physikalischer Einschränkungen kann das in herkömmlichen Ladegeräten verwendete Halbleitermaterial Silizium weder hohe Spannungen noch hohe Leistungsdichten verarbeiten oder Schnellladen ermöglichen. Das im GaN-Ladechip verwendete Galliumnitrid (GaN) hingegen besitzt eine deutlich größere Bandlücke als Silizium, wodurch es wesentlich höhere Spannungen übertragen und über einen längeren Zeitraum deutlich mehr Leistung aufnehmen kann.

Das GaN-Ladegerät ist beim Elektronentransport 1000-mal effizienter als ein Silizium-basiertes Ladegerät. Dadurch lädt es schneller und verbraucht weniger Energie. Dies hebt das GaN-Ladegerät von seinen Konkurrenten im Wettbewerb um die besten Ladegeräte ab.

Größe

Das GaN-Ladegerät ist deutlich kleiner. Mit ihm können Sie Ihren Laptop oder Ihr Smartphone unterwegs schnell aufladen. Dank seiner kompakten Abmessungen passt es bequem in Ihre Handtasche oder Ihren Rucksack. Die kompakte Bauweise ist auf die hohe Leistungsdichte der GaN-Komponenten zurückzuführen, die eine größere Leistung schalten können.

Das GaN-Ladegerät ermöglicht die Übertragung von mehr Leistung für ein schnelleres Laden bei gleichzeitig kleinerer Gesamtgröße als herkömmliche Batterieladegeräte.

Sollten Sie auf ein GaN-Ladegerät umsteigen?

Zweifellos GaN-USB-Ladegeräte Sie bieten viele Vorteile. Heißt das aber, dass Sie Ihre alten Ladegeräte durch neue ersetzen sollten? Ehrlich gesagt, ist das letztendlich eine Frage Ihrer persönlichen Vorlieben.

Beachten Sie jedoch, dass ein Netzteil mit 61 oder 65 Watt Ihr System nicht so schnell auflädt wie ein 85- oder 87-Watt-Netzteil. Es eignet sich gut für den mobilen Einsatz und ist optimal, um ein System dauerhaft geladen zu halten. Falls Sie jetzt ein kleineres, leistungsstärkeres USB-Ladegerät benötigen, empfehlen wir Ihnen dringend ein GaN-Ladegerät. So erhalten Sie alle Vorteile moderner Technologie zu einem vernünftigen Preis.

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