News 250-Watt-Passivnetzteil: Hdplex revolutioniert das Kleinformat mit GaN

[Beitrag]

Wie immer Props an @Hibble für den schönen Netzteil-Artikel mit vielen technischen Details.

GaN ist nicht neu, aber man kann scheinbar mehr verlangen, wenn irgendwo mit GaN, Graphen oder vitalisiertem Wasser geworben wird.

Im Vergleich zu normalen Si-Power-MOSFETs und IGBTs sind GaN-HEMT-Transistoren schon noch ziemlich neu. Und vor allem auch noch ziemlich teuer. Und das Angebot an verschiedenen GaN-Transistoren auf dem Markt ist auch noch um Größenordnungen kleiner.
Man muss also auch mehr verlangen. Deswegen landen die Dinger bislang auch nur in solchen Produkten wie diesem, wo man das Netzteil kompakt bauen will/muss. Das geht nämlich nur mit hohen Schaltfreuenzen und dafür sind die GaN-FETs eben gut geeignet. Schau mal in ein Datenblatt, die werden explizit für solche Anwendungen beworben. Die Hersteller wissen selbst, dass die für 0815-Anwendungen P/L-mäßig nicht mithalten können.

 

[steve-sts]

Gallium ist sehr selten. Außerdem wird es heute schon in der Elektronik eingesetzt. Ich bin gespannt wie weit das getrieben wird. Silizium ist in rauen Mengen verfügbar, auf lange Sicht vielleicht der bessere Werkstoff.

 

[Deinorius]

GaN ist nicht neu, aber man kann scheinbar mehr verlangen, wenn irgendwo mit GaN, Graphen oder vitalisiertem Wasser geworben wird.

In Relation ist es neu genug und wird ja noch nicht so sehr ausgereizt, wen man Vermutungen glauben darf.
Solange das Netzteil in den Dimensionen wirklich kompakter ist und auch stabile Energie liefert, darf es ruhig mehr kosten. Bei diversen Netzteilangeboten (Ugreen, Baseus) gibt es ja immer wieder diverse negative Rezensionen zu lesen. Abseits von diesen, anderen Chinaböllern und Anker sehe ich kaum was in Richtung GaN.

Da musst du doch eigentlich nur bei Notebooks mit entsprechend dimensionierten Netzteilen gucken oder peilst grob über den Daumen, was bei den gängigen CPU und GPU Tests herumkommt.

Nen 5800X3D kannst du mit ~65 Watt laufen lassen, ne 6650XT zieht ~175 Watt; lässt du beide undervoltet laufen, bist du vlt. 5-10% sparsamer ohne Leistung einzubüßen.

Notebooks zählen nicht, da schon die Hardware allein speziell ist. Mir geht es um Desktop-Hardware und wie kompakt man diese bekommt. Immerhin sollte dann noch immer ein Upgradepfad vorhanden sein können.

Ein 5800X3D wird defintiv die beste Wahl bei den CPUs sein, erst recht, weil der große Cache die CPU noch sparsamer laufen lässt.
Die andere Frage ist aber auch, ob diese nicht sogar Overkill ist, weil man bei der GPU begrenzt ist. Möglicherweise ist man zumindest in Spielen mit einer 12400F kaum begrenzt. Wie du schon andeutest, eine 6650 XT ist in der Hinsicht sicherlich die beste Wahl, aber ich weiß auch nicht, wie gut sich eine 6600 XT und eine RTX 3060 hinsichtlich Undervolting bewegen.

 

[AGB-Leser]

Schön kompakt. Ob's nach der ATX-Norm gebaut wird, weiß ich nicht. Mir wäre der Preis wert für einen richtig kompakten Rechner. Was hier mit Automotive gemeint sein kann, keine Ahnung, dazu passen die Steckverbindungen irgendwie nicht so richtig. Vielleicht als Testsystem im Zug?

 

[Deinorius]

Gallium ist sehr selten. Außerdem wird es heute schon in der Elektronik eingesetzt. Ich bin gespannt wie weit das getrieben wird. Silizium ist in rauen Mengen verfügbar, auf lange Sicht vielleicht der bessere Werkstoff.

Im Vergleich zu Silizium ist beinahe alles selten. Liegt ja wie Sand am Meer... ba dumm tss.
Die bessere Frage ist, wie "einfach" kann man es gewinnen und für die entsprechenden Nutzungsgebiete verarbeiten? Zahlt es sich dennoch aus, weil man weniger nutzen muss?

 

[D0m1n4t0r]

Wow, d.h. demnächst haben PCs dann drei davon? Ein Netzteil versorgt die 170W CPU, Board, Laufwerke. Und zwei Netzteile die jeweils einen 8-Pin und und 6-Pin Stromanschluss der 450W Grafikkarte versorgen.
Aber das gute, in Reihe geschaltet und nebeneinander könnte man die auf der Rückseite vom Board verbauen. Sind ja ziemlich flach.

 

[Beitrag]

Gallium ist sehr selten. Außerdem wird es heute schon in der Elektronik eingesetzt. Ich bin gespannt wie weit das getrieben wird. Silizium ist in rauen Mengen verfügbar, auf lange Sicht vielleicht der bessere Werkstoff.

Was Leistungshalbleiter anbelangt, ist schon absehbar, dass Silizium in einigen Bereichen abgelöst werden wird. Wobei noch offen ist, ob sich eher Siliciumcarbid oder Galliumnitrid durchsetzen wird.

Aktuell sieht es so aus, dass aus SiC bereits komplette Wafer hergestellt werden und dann Transistoren mit ähnlichem Aufbau wie normale Si-Power-MOSFETs hergestellt werden, die aufgrund der Materialeigenschaften von SiC aber viel höhere Spannungen sperren können.
SiC-MOSFETs werden deshalb u.a. schon seit einigen Jahren oft in der PFC von Schaltnetzteilen eingesetzt und sind heiße Konkurrenten, um IGBTs im Bereis 1200 V und 1700 V abzulösen - manche Elektroautos bspw. nutzen Umrichter mit SiC-MOSFETs statt Si-IGBTs (höhere Schaltgeschwindigkeiten möglich, da viiieel geringere Schaltverluste).

GaN ist nochmal deutlich neuer als SiC und derzeit werden auch keine kompletten GaN-Wafer hergestellt, sondern das Material auf Si- oder SiC-Wafern abgeschieden. Damit sind auch keine normalen Leistungshalbleiter möglich (bei denen da fließt der Strom vertikal durch den Chip durch, also von Oberseite zu Unterseite), sondern nur lateral aufgebaute Transistoren.
Die GaN-Transistoren, die derzeit verkauft werden, sind deshalb alles HEMT-Transistoren und afaik gibt es die derzeit auch nicht für mehr als 600V.

SiC hat aktuell also klar die Nase vorn, aber am Ende wird schlicht der Preis entscheiden, was sich durchsetzen wird. Die Möglichkeit GaN einfach auf billigen Si-Wafern abzuscheiden, könnte ein Kostenvorteil werden, hat aber auch seine Nachteile und Einschränkungen.
Von den physikalischen Eigenschaften her sind sich jedenfalls beide Materialien ungefähr ebenbürtig.

 

[Skysnake]

Wäre mal interessant das für nen NAS mit seinen normal <30W aber dann doch sich Peaks bis 100W+zu testen. Also auch insbesondere gegen normale 250W und ansere ACDC Netzteile bezüglich cost of ownership bei 12/7/365 bzw 24/7/365 Betrieb

 

[Cronos83]

Perfektes Teil für ein Velka 3.
Dazu ein 12400f und ne 3060 im ITX Format.
Beides etwas undervolten. Läuft.

Da gehen zwar auch flex ATX, aber da muss man eigentlich bei allen den Lüfter tauschen, sonst sind die unerträglich.

 

[icetom]

Hab schon gan Handy Netzteile gesehen wo man daran zweifeln kann dass das Element verwendet wird. Und einige der Netzteile werden super heiß, will man das in der Wohnung? Wenn der Preis die Ersparnis nicht auffrisst ist es ja gut.

 

[mkossmann]

Die 250W erinnern mich irgendwie an die 240W die mit USB-PD 3.1 möglich werden .
Solche USB-Netzteile werden wohl auch das Hauptanwendungsgebiet für GaN-Technik werden und nicht "normale" PC-Netzteile, wo der Preis eine gewichtige Rolle spielt und weniger Bauvolumen.

 

[k0n]

Schade dass da kein leises 300-350W Flex-ATX Netzteil möglich zu sein scheint

Sehr interessantes Teil um es z.B. anstelle von einem Flex-ATX Netzteil zu verwenden. Vielleicht bekommt man sogar zwei unter? Einmal 6+2 Pin-PCIE hätte sogar gereicht und wäre realistischer bei 250W.

 

[Hibble]

@Beitrag
Das stimmt.. bleibt aber nur abzuwarten, ob SiC MOSFETs im 650V Bereich Zukunft haben. Aktuell sieht es eher weniger danach aus. Für alle Leistungswandler in Halbbrückenkonfiguration würden sich die aber sehr gut eignen, weil man immer kostenlos eine SiC Schottky Body Diode bauartberechtigt dazu bekommt

Silizium für die Halbleiterfertigung ist übrigens auch nicht so grenzenlos verfügbar wie man denkt..

 

[mike2105]

Ich habe das 400W passive Netzteil von HDPlex im Einsatz. Da wird ein Dell 330W AC/DC-Netzteil angeschlossen (das ist ziemlich groß)

Ich finde das neue 250W Netzteil von außen zwar jetzt nicht so hübsch und das Netzkabel sollte auf jeden Fall noch eine robuste Ummantelung haben - so würde ich das nicht einbauen.

Das man kein extra Netzteil braucht ist aber schonmal eine Verbesserung. Und wenn die Leistung nicht reicht (250W ist etwas sehr wenig für einen Gaming-PC) nimmt man 2 Stück und gat 500W - das ist toll (aber auch teuer).

 

[Aurum909]

Sehr schön, könnte mir mein Vorhaben erleichtern / ermöglichen nen AMD 5900X zusammen mit ner AMD RX 6400 Grafikkarte in einem 4.6 Liter ITX Gehäuse zu betreiben. Aktuell habe ich ein G-Unique Arch Daemon DC-ATX 200W Pico mit welchem ich sogar einen 5800X verwenden konnte. Da dieser jedoch zu heiss wurde, läuft aktuell ein 5700G einwandfrei in meinem mini-ITX Rechner.

 

[Powl_0]

FlexATX find ich auch schon klein und das hat Lüfter

Und genau der Lüfter ist oft ein großes Problem bei FlexATX, weil meist unerträglich laut.

Ergänzung (26. Mai 2022)

Nur weil es keinen Lüfter hat, ist es nicht passiv.

Da drin sind aktiv schaltende Halbleiter.

Wir reden hier bei passiv aber über die Kühlung, nicht die Schaltung

 

[Beitrag]

Das stimmt.. bleibt aber nur abzuwarten, ob SiC MOSFETs im 650V Bereich Zukunft haben. Aktuell sieht es eher weniger danach aus. Für alle Leistungswandler in Halbbrückenkonfiguration würden sich die aber sehr gut eignen, weil man immer kostenlos eine SiC Schottky Body Diode bauartberechtigt dazu bekommt

Kann gut sein, der 600V-Bereich ist auch hart umkämpft. Superjunction Si-MOSFET vs. GaN-HEMT vs. SiC-MOSFET und dann sind die meisten Anwendungen in dem Bereich auch recht preisempfindlich. Dort, wo die Body-Diode nicht wichtig ist, werden wohl einfach günstigere Superjuction Si-MOSFETs verwendet und für hohe Schaltfrequenzen dann lieber GaN als SiC.

Ich denke auf jeden Fall mal, dass SiC stark vom Elektroauto-Boom profitieren wird. Hier werden die Hersteller jedes bisschen Wirkungsgrad mitnehmen wollen und gerne den Aufpreis vom IGBT-Modul zum SiC-MOSFET-Modul zahlen. Und wenn dann entsprechend große Stückzahlen abgefragt werden, wirkt sich das sicher auch auf die Preise aus. Allerdings ist das dann natürlich mehr als 650 V, fraglich, wie weit die Synergiefffekte da reichen.
Für GaN wiederum sehe ich im Bereich <1000V große Chancen, weil man eben mit billigen Si-Wafern arbeiten kann, aber mit dieser Transistorbauweise wird es schwer werden Chips für höhere Spannungen herzustellen.

Vorerst werden also beide Technologien in ihren jeweiligen Nischen nebeneinander existieren und es belibt spannend.

Silizium für die Halbleiterfertigung ist übrigens auch nicht so grenzenlos verfügbar wie man denkt..

Worauf möchtest du hinaus?

 

[Hibble]

Worauf möchtest du hinaus?

Das war nicht an dich, sondern allgemein zum Thema "wie Sand am Meer" gerichtet

 

[beckenrandschwi]

Sehr geil! Dann sehen wir hoffentlich bald 300W ATX Netzteile mit Platin Zertifizierung.

 

[Hibble]

@beckenrandschwi
Unwahrscheinlich. Im Standard-ATX-Format gibt es im Allgemeinen nur "Stangenware" von den Auftragsfertigern. Solange da kein entsprechendes Design entwickelt wird, bzw. ein entsprechendes Design in Auftrag gegeben wird, das signifikant Umsatz macht, wird es da auch nichts geben.

Von den Auftragsfertigern sind zudem die Fertigungslinien für so ein Netzteil gar nicht ausgerichtet, weil beispielsweise die komplette THT Montage durch SMT ersetzt werden müsste. Auch würde so ein Netzteil im ATX-Format nur sinnvoll (als Single-PCB-Lösung) vertikal eingebaut werden, wobei heute die Platine immer horizontal im Netzteilgehäuse drin ist. Neben der Elektronikfertigung brauchts deswegen auch spezielle Gehäuse.

Für hocheffiziente und passive PSUs im Kleinleistungsbereich sehe ich derzeit nur Hoffnung in Formfaktoren abseits von ATX und SFX. Weil du darfst nicht vergessen: Die ATX- und SFX-Formfaktoren sind darauf ausgerichtet, dass ein Lüfter im Gehäuse montiert ist. Wird das Ganze aber passiv gekühlt, gibt es ganz andere Anforderungen an den Formfaktor (möglichst viel Grundfläche, geringe Bauhöhe).