Caricabatterie al nitruro di gallio GaN: come funzionano

Il nitruro di gallio (GaN, gallium nitride) è un semiconduttore che all’inizio degli anni ’90 era utilizzato per fabbricare i LED. Con il passare del tempo è stato utilizzato anche per la realizzazione dei pannelli solari installati sui satelliti.
Il materiale offre diversi vantaggi ed è per questo motivo che già da tempo ha iniziato a essere usato anche nei nuovi caricabatterie. Perché?

Il nitruro di gallio è un materiale simile al cristallo, è in grado di gestire tensioni molto più elevate e la corrente può attraversare i componenti GaN più velocemente rispetto a quelli in silicio. Si tratta quindi di un materiale che consente di realizzare caricabatterie più potenti ma allo stesso tempo più piccoli grazie al fatto che essi generano meno calore (cinque volte di meno rispetto alle soluzioni basate sul silicio).
La dispersione dell’energia sotto forma di calore viene ridotta al minimo tanto che un moderno caricabatterie GaN in genere funziona senza manifestare problemi per un periodo molto più lungo rispetto ai caricabatterie tradizionali “non-GaN”.

Chi ha scelto di realizzare caricabatterie GaN

Sono tante le aziende di primo piano che hanno iniziato a produrre caricabatterie GaN: Xiaomi, Oppo, Samsung, Huawei, Razer e più di recente anche Apple. Ci sono poi i produttori di accessori come Belkin e Anker, anch’essi della partita.

USB-IF, organizzazione senza scopo di lucro che promuove e supporta lo standard USB, ha annunciato le specifiche USB-C 2.1 EPR (Extended Power Range) che permetteranno di realizzare dispositivi capaci di fornire e ricevere fino a 240W di potenza. L’utilizzo del nitruro di gallio diventa quindi una scelta tecnica essenziale per proseguire con l’innovazione tecnologica e immettere sul mercato caricatori potenti, efficienti ma allo stesso tempo anche compatti.

Già nel 2020 Xiaomi utilizzò un caricabatterie GaN per il suo Mi Note 10 Pro: era capace di erogare una potenza di 65W con un ingombro ridotto della metà rispetto ai caricatori tradizionali.

Razer, ad esempio, aveva presentato a metà 2021 il suo caricabatterie USB-C GaN di dimensioni paragonabili a quelle di una carta di credito. Pur misurando infatti 7,7 x 6,2 x 3,2 centimetri, il caricabatterie permette di trasferire fino a 130W di potenza suddivisibili tra due porte USB-C e due USB-A.
Le due porte USB-C poste sul caricabatterie Razer possono erogare fino a 100W complessivi oppure fino a 100W sul singolo connettore. Le porte USB-A non possono superare invece i 18W sia in coppia che individualmente.

I caricatori GaN possono essere utilizzati per alimentare qualunque dispositivo perché si tratta di caricabatterie intercambiabili con gli altri in commercio, ovviamente con i dovuti distinguo come chiarito nell’articolo.