EPC技術記事

電力変換:シリコンの道は行き止まり

シリコンは、電力変換特性の理論的限界に達しています。窒化ガリウム(GaN)や炭化シリコン(SiC)は、シリコン・パワーMOSFETの120億米ドル市場のほとんどを置き換えます。シリコンの理論的限界よりも5〜10倍優れている製品が今日、生産されています。

Bodo’s Power Systems誌
By Alex Lidow博士
2014年5月

D級およびE級のワイヤレス・パワー伝送システムにおけるエンハンスメント・モードGaNトランジスタの特性評価

無線エネルギー伝送の人気は、特に、携帯機器の充電を目的とする用途で、過去数年にわたって上昇してきています。この記事で、EPCは、免許不要のISM(Industrial、Scientific and Medical)帯の6.78MHzまたは13.56MHzで動作するA4WP規格に最適な疎結合コイルで高共鳴の無線ソリューションに焦点を当てます。

Bodo’s Power Systems誌
By Alex Lidow博士、Michael De Rooij博士
2014年5月

GaNの利用法:大電流用途向け高速eGaN FETの並列接続

このコラムでは、高速で寄生要素が小さいデバイスを並列接続したときに直面する課題を扱うことによって、大電流出力の用途向けに並列接続したeGaN® FETの能力を評価し、並列化技術の改良を示しました。この設計法の実験的検証では、最適化されたレイアウトにおける並列接続した4つのハーフブリッジが、480W、300kHz、40Aの48Vから12Vへのバック・コンバータとして動作し、35%~100%の負荷に対して、96.5%以上の効率が得られました。この設計法は、従来の並列化方法と比べて、電気的・熱的に優れた特性が得られ、高速GaNデバイスは、より大きな電流の動作向けに効率的に並列接続することができることを実証しました。

EEWeb
著者: Alex Lidow
2014年4月

PMBus、GaNなどがAPEC 2014で満開

APEC 2014が終わりました。今年、米テキサス州フォートワースで開催されたIEEEパワー・エレクトロニクス会議では、印象に残るものが多くありました。その1つは、窒化ガリウム(GaN)・パワー・トランジスタが、興味深い方法で発展していることです・・・。

Electronic Design誌
2014年3月
http://electronicdesign.com/blog/pmbus-gan-and-more-dominate-apec-2014

EPCのMichael de Rooij、APECでワイヤレス・パワー伝送をデモンストレーション

EPCのMichael de Rooijは、米Power Systems Design誌エディタのAlix Paultre氏にワイヤレス・パワー伝送のデモを実演しました。

Power Systems Design誌
2014年3月
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ブラシレスDCサーボ・モーターのパワー・インバータで使うシリコンFETと窒化ガリウムFETの比較

ドイツ航空宇宙センター(DLR)のThe Institute of Robotics and Mechatronicsは、センサーとパワー・エレクトロニクスの改良に非常に関心を持っており、EPCの新しいエンハンスメント・モード窒化ガリウムFET技術を評価するために、この新しいロボット開発の機会を利用しました。そして、これまでで最高の当社のインバータ設計でこれを比較します。

Bodo’s Power Systems
著者:Robin Gruber、ドイツ航空宇宙センター(DLR)
2014年3月

GaNの利用法:高性能D級オーディオ・アンプにおけるeGaN® FET

THD(全高調波歪み)、ダンピング・ファクタ(DF)、T-IMD(相互変調歪み)のような重要な特性パラメータで測定されたオーディオ・アンプによって再生された音の質は、使われたスイッチング・トランジスタの特性によって影響を受けています。D級オーディオ・アンプには、通常はパワーMOSFETを使いますが、エンハンスメント・モードGaN(eGaN)FETによって提供される、より低い導通損失、より速いスイッチング速度、および逆回復損失がないことは、音質の著しい向上、およびヒートシンク(冷却器)を不要にできる高い効率を可能にします。この結果、低コストで構築することができる小さな筐体で、より良い音質のシステムになります。

EEWeb
Alex Lidow
2014年2月

GaN:さらに、1度で1つのシリコンのアプリケーションを粉砕する

エンハンスメント・モード窒化ガリウム・トランジスタは、4年以上前から市販されており、成熟したシリコン・パワーMOSFETによって、すでに独占されていた多くの用途に浸透してきています。高共鳴ワイヤレス・パワー伝送、RF包絡線追跡、D級オーディオのような新たに出現した用途では、最新世代のeGaN® FETから得られる多くの利点があります。この記事では、これらの新しい用途において、パワーMOSFETから窒化ガリウム・トランジスタに急速に転換する動きについて考察します。

Power Pulse
Alex Lidow
2014年2月

GaNの利用法:高周波ワイヤレス・パワー伝送用eGaN® FET

高共鳴、疎結合で、6.78MHzのISM帯ワイヤレス・パワー伝送についてのプレゼンテーションです。eGaN FETがどのようにこの技術を可能にしているかを示します。このコラムでは、現在のeGaN FETを使う効率的な無線エネルギー伝送や、電圧モードのD級とE級のアプローチの例を示します。

EEWeb
Alex Lidow、2014年1月26日(日)

パワー半導体メーカーは、特定用途向けの新製品をねらう

以下のメーカーによって発表された新製品の調査:米テキサス・インスツルメンツ社、米アナログ・デバイセズ社、米リニアテクノロジー社、米マキシム・インテグレーテッド社、米インターシル社、米フェアチャイルド社、EPC社、米IR社。Don Tuite氏が共通要素を見つける:これら企業の製品は、顧客のために困難な仕事を行っている。

米Electronic Design誌
Don Tuite
2014年1月6日

GaNの利用法:高周波スイッチング用eGaN® FET

この回では、ハード・スイッチング・コンバータに戻りますが、シリコン技術の現実的な限界を越えて、より高い周波数へ押し上げます。

EEWeb
Alex Lidow
2013年12月

高周波電力変換デバイス向けパッケージの考察

スイッチング周波数10MHz以上での電力変換には、高速トランジスタと、高周波特性の良いパッケージの両方が必要です。eGaN FETは、パッケージと同様に、匹敵するもののないデバイス特性を提供することによって、成熟したパワーMOSFETと比べて、高周波での電力変換特性を改善する能力が実証されています。

Bodo’s Power Systems
寄稿者:Alex Lidow
2013年11月

GaN:1度で1つのシリコンのアプリケーションを粉砕する

エンハンスメント・モード窒化ガリウム・トランジスタは、4年以上の間、市販品を入手可能であり、成熟したシリコン・パワーMOSFETによって以前から独占されていた多くのアプリケーションに浸透してきています。

Power Pulse
寄稿者:Alex Lidow
2013年10月

EPC8000ファミリー、Bodo’s Power Systems誌の「今月の環境に優しい製品」として脚光を浴びる

eGaN FETのこのファミリーの製品化で、パワー・システムやRFの設計者は今、高性能窒化ガリウム・パワー・トランジスタを利用できるため、シリコンでは達成できない革新的な設計が可能になります。

Bodo's Power Systems誌
2013年10月

GaNの利用法:ハード・スイッチングの中間バス・コンバータにおけるeGaN FET

この回では、絶縁型DC-DC電力変換に使われる複雑なハード・スイッチング・コンバータが議論されます。

EEWeb
Alex Lidow
2013年10月

RFパワー・アンプの非効率を強化:包絡線追跡(ET:envelope tracking)システム

米EDN誌のこの記事で、Steve Taranovich氏は、無線通信や他の基地局の送信機で使われる悪名の高い非効率な広帯域パワー・アンプ(PA)の潜在的なシリューションとして、包絡線追跡(ET:envelope tracking)システムを調べています。マルチフェーズ方式バック・コンバータに高速eGaN FETを搭載するETソリューションを調べています。
http://www.edn.com/design/power-management/4422469/Enhancing-the-inefficiency-of-an-RF-power-amp--The-envelope-tracking--ET--system

GaNの利用法:高周波バック・コンバータにおけるeGaN FET

この回では、高周波バック(降圧型)・コンバータに最適なレイアウトを施すと、スイッチング1 MHzで効率96%以上が得られることについて説明します。

米EEWeb誌
By: Alex Lidow
2013年9月

GaNの利用法:eGaN FETの駆動とレイアウトの考察

このシリーズの前の回では、eGaN® FETの利点、および、シリコンMOSFETで可能とする以上の高い効率と高いスイッチング速度が得られるこのデバイスの可能性について議論しました。この回では、eGaN FETで達成可能な特性を得るために、ドライバとレイアウトの考察について議論します。

米EEWeb誌
By: Alex Lidow
2013年8月

eGaN FET対シリコンのパワー決戦:16本の過去記事の回顧

新しい技術が導入されると、エンジニアは、その新しい技術が提供する特性の優位性を、有効、かつ効率的に利用する方法が直観的に分かるだろう、と考えることは合理的ではありません。すなわち、常に学習曲線があるからです。これは、突然出現した高性能窒化ガリウム・トランジスタ技術の場合にも当てはまります。

Efficient Power Conversion(EPC)社が業界初の商用GaNトランジスタを市販した2010年の中ごろ、一般の電力変換エンジニアリング・コミュニティでGaN FET技術が利用可能になりました。そのとき以来、EPC社は2つの並列の道を歩んでいます。つまり、1つは、製品のポートフォリオを拡張する道、もう1つは、技術の使用に関して電力変換システムの設計エンジニアと共に学習する道です。これらの教育への努力のうちの1つは、米Power Electronics誌の編集者と連携し、GaN技術とそのアプリケーションの特性に関する一連の記事を隔月で掲載することでした。

この連載には、eGaN FET対パワー・シリコンの決戦というタイトルを付けました。この連載の記事は、基礎編と、窒化ガリウム部品を使う特定のアプリケーション編の2編で構成されています。エンジニアが学習曲線を登ることを支援するためのゴールに到達したことを確認するために、16本の記事を簡単に振り返る良いタイミングです。この回顧は、GaN技術の採用を進めるために必要となる更なるトピックと学習は何か、についての洞察を与えるでしょう。そして、学習する必要性には、決して終わりがありません。

By:JOHAN STRYDOM博士、Efficient Power Conversion Corporationのアプリケーション部門バイス・プレジデント
MICHAEL DE ROOIJ博士、Efficient Power Conversion Corporationのアプリケーション・エンジニアリング部門エグゼクティブ・ディレクタ
DAVID REUSCH博士、Efficient Power Conversion Corporationのアプリケーション部門ディレクタn

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GaNの利用法:エンハンスメント・モードGaNトランジスタの電気的特性

パワーMOSFETを使って仕事をしているパワー・システム設計者にとって、エンハンスメント・モードGaNトランジスタにアップグレードすることは簡単です。基礎的な動作特性は、非常に類似していますが、この新しい世代のデバイスから最大の利益を得るために、効率的な設計の中で考慮しなければならない2~3の特性があります。

米EEWeb誌
By: Alex Lidow
2013年7月

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