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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。
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