人形机器人的演变和对先进电子设备的需求

• 市场增长：随着社会老龄化和出生率下降，全球人形机器人市场预计在未来几年将显著增长。

• 应用领域：人形机器人被视为解决劳动力短缺的可行方案，将在医疗保健、老年护理、制造业和服务行业等领域发挥作用。

• 挑战：人形机器人的广泛采用受限于成本、功能速度、编程教学费用和适应未知情况的能力。

• 技术趋势：推动人形机器人发展的技术趋势包括成本和功能性，其中高效、紧凑、可靠的先进电力电子设备是关键。

人形机器人的机械和感官功能

• 电机控制：人形机器人使用无刷直流（BLDC）电机来模仿人类运动，这些电机需要高效率以减少能耗和热量产生。

• GaN的优势：氮化镓（GaN）器件在电机控制中比传统硅基MOSFET具有更快的开关速度、更小的尺寸和更高的可靠性。

• GaN在电机控制中的重要性

• 高速开关：GaN器件的高速开关能力减少了电机损耗，提高了系统效率。

• 小型化：GaN器件允许使用更小的陶瓷电容器，有助于减小电机驱动器的尺寸和重量。

• 无反向恢复电荷：GaN器件没有反向恢复电荷，减少了能量损失和热量产生，提高了效率。

在新兴的人形机器人市场中，GaN功率晶体管和集成电路的作用

• 单片功率级：GaN技术的发展，如EPC23102，集成了功率晶体管、门驱动器和保护电路，节省了设计时间和空间。

• 参考设计：EPC9176是一个使用EPC23102的400瓦电机驱动逆变器，适用于机器人的小型关节和执行器。

• 增强机器人视觉：GaN在Lidar系统中的作用

• Lidar的重要性：Lidar系统为人形机器人提供了高分辨率的三维环境地图，对于导航和避障至关重要。

• GaN在Lidar中的优势：GaN器件的高速开关和高电流密度特性使Lidar系统能够实现高分辨率和长距离检测。

为AI大脑供电：GaN在DC-DC转换器中的作用

• AI系统的需求：人形机器人的AI系统需要高效的电源供应来处理数据和控制运动，GaN基DC-DC转换器提供了高效率和高功率密度。

• 参考设计：EPC9159是一个紧凑型、高效率的1千瓦DC-DC转换器，适用于AI系统。

GaN在未来机器人中的关键作用

• 市场增长：随着全球人形机器人市场的增长，对GaN等先进电力电子设备的需求也在增加。

• GaN的优势：GaN技术提供了优越的性能、效率和可靠性，是推动人形机器人发展的关键技术。

结语

• 应用实例：人形机器人已经在酒店服务、机场安全等领域得到应用，预计未来将在更多领域发挥作用。

• 劳动力缺口：人形机器人有潜力填补因出生率下降导致的劳动力缺口，维持经济稳定和提高生活质量。

• 技术进步：GaN技术的持续进步将推动人形机器人向更高效、可靠和能力的方向发展。