平时我们使用充电器，一般都是关注充电器的品牌，是小米还是华为，不会去在意它里面是使用的什么材料，为什么小米这款65W的充电器要单独说明是GaN呢？
答案很明显，我们以前用的充电器里面的材料都不是GaN。这次使用新的材料当然很有必要告知大家一下。就像你买了一件新衣服或者新的mac色号，肯定是希望别人注意到它。
GaN是个什么东西呢？作为一个非材料的学生，我也不能说的很准确，用本专业的知识理解就是：小米的GaN的充电器里面有个芯片—— GaNFast功率IC，它使用材料是氮化镓（GaN），而GaN是一种新的半导体材料，其运行速度比以前的硅（Si）电源芯片快100倍（数据有待考究）。简单的说就是，GaN是一种新的半导体材料。它的新让充电器优势体现在下面几个方面：
- 你家里用的都是Si充电器，它是GaN
- 体积比较小，而且很轻，充电还快
- 发热小，功率密度大，效率高
无论是GaN充电器，还是你手上正在用的充电器，目的只有一个——交流变成直流。现在家里使用电器设备，供电输入基本都是AC220V的电压，但是在设备内部，有的需要DC12V，DC5V，DC3.3V等不同类型的电压，且这些电压必须持续不断的提供稳定的电压和电流。这里面使用的技术统称为开关电源技术。
开关电源的基本电路包含六大部分：输入电路、开关电路、激励电路、输出电路、稳压电路、保护电路。
由于开关电源内部错综复杂，上面的箭头只是列举了非常简单的连接关系。比如保护电路其实在使用任何一个器件的时候，都会考虑到它的耐压，耐流，功耗值等方面，这里的保护电路是指的过压保护，欠压保护，过流保护，过热保护。
在《电力电子技术》这本书第六章里面，讲述了四种直流变直流的开关电源拓扑结构，这几个拓扑在生活场景中应用的比较多的是降压，升压以及升降压电路。随着电子产品的种类日益丰富，不同设备对电源的要求不一样，显然这些简单的拓扑已经无法满足设备的供电需求。于是发展出来了准谐振技术、PFC技术、谐振型技术、ZVS ZCS技术、同步整流、双管PFC、数控开关电源等等技术。
下面是开关电源拓扑演变的过程。
（1）线性稳压电路
这种线性稳压电路只能将电压降低，优点是电路简单，纹波小，噪声小，缺点是发热大，降压范围有限。缺点限制了它在输入电压高，输出电压低的场合使用，而经常用作二级降压电路的降压。因此，为了克服电压范围的问题，陆续出现的串联型开关电源、并联型开关电源、变压器型的开关电源。
（2）串联型降压稳压电源
（3）串联型降压开关电源
（4）带变压器的串联型降压开关电源
（5）并联型升压开关电源
上面几个拓扑可以看出不同类型开关的电源如下：
- 线性稳压器：可靠，简单，范围窄，损耗大
- 开关电源：动态范围大，损耗小，电路复杂，故障率高
- 变压器型：多路输出，隔离，所有路的输出都稳压
回到小米的GaN充电器，按照目前的开关电源拓扑，现在华为，小米的充电器在技术上应该是采用变压器型的开关电源，当然里面可能还有软开关等技术。GaN充电器在技术上它不可能创造了一个新的拓扑，还是那些东西，但是它的功率IC在用料上比Si性能强太多了。
在20世纪70年代，那个时候的电子电路主角还是电子管，而一个电子管差不多都有半个充电器大。到后来晶体管的使用，也就是Si半导体，充电器就成了我们现在用的，直到现在的GaN半导体出现，也就成了“雷布斯”说的那样“GaN（氮化镓）作为一种新半导体材料，给充电器，带来了无法想象的效果。它特别小，充电效率特别高，比小米10 Pro标配的65W充电器再小了一半”。
所以现在再理解小米充电器文案写的“氮化镓黑科技”、“第三代半导体材质”是不是好多了？
