GaNの話

EPCの開発基板は、一般的なアプリケーションにおいて、eGaN^® FETとICを評価する機会を提供します。例えば、ハーフブリッジ開発基板のEPC9094は、バック（降圧型）・コンバータまたはブースト（昇圧型）・コンバータとして構成できます。EPC9094は、新しく製品化された面積1.3×1.3 mm、2×2ピンのWLCSP（ウエハー・レベルのチップスケール・パッケージ）に収めた耐圧200 V、最大オン抵抗43 mΩのeGaN FETであるEPC2054を搭載しています。この非常に小さいFETの非常に低いオン抵抗R_DS(on) 値によって、高電圧電源からの大電流負荷をサポートできます。この能力を実証するために、開発基板のEPC9094をバック・コンバータに変更します。140 V電源を使ったSpiceシミュレーションでは、2.5 A、28 V出力で90％の高効率が得られることを示しています。米ビシェイ・インターテクノロジーの33 µH、4.4 A、最大95 mΩ、10.2×10.8×4 mmのコイルIHLP-4040DZET330M11を選択すると、500 kHzでリップルは40％になるでしょう。出力コンデンサは、4個の10 µFのセラミック・コンデンサY5V 50V 1210で構成しました。このシミュレーションでは、スイッチング周波数を500 kHzと375 kHzの間で変えた場合、リップル電流と全体的な効率のトレードオフが示されました。このシミュレーションは、デッドタイムを調整して、ハイ・レベルからロー・レベルへの完全なZVS（ゼロ電圧スイッチング）遷移を可能にすることで、バック・コンバータの軽負荷時の効率が最大化されることを示しました。

最近まで、オーディオ・アンプで高品質のサウンドを実現するには、数1000米ドルの費用がかかり、大きくて重く、電力を大量に消費するA級アンプに依存していました。今、窒化ガリウムのFETとICの出現によって、高品質で低コストのD級オーディオ・アンプの時代が到来しています。

GaNの話のブログのゲスト：Pavel Gurev、ロシアのSinftech Rus LLC

パルスLidar（光による検出と距離の測定）システムは通常、発光には波長905 nmまたは1550 nmのレーザーを使います。1400 nmを超えると、目のさまざまな要素が光を吸収するので、網膜に到達して損傷することを防げます。レーザー出力を上げると、すべてが吸収されるわけではなく、ある時点で網膜の損傷が発生する可能性があります。905 nmの光は吸収されないため、網膜に到達します。そのため、損傷を防ぐためにエネルギー密度を制限して使うように注意しなければなりません。

GaNベースのソリューションをデジタル制御や高性能磁気部品と組み合わせることで、超薄型ノート・パソコンやハイエンド・ゲーム・システムなどの高密度コンピューティングのアプリケーションの効率を高め、サイズを縮小し、システム・コストを削減できます。

Steve Colinoと共著

パワー・エレクトロニクスの技術者は常に、高い信頼性を維持し、コストを最小限に抑えながら、より高い効率とより高い電力密度が得られる設計に取り組んでいます。設計技術の進歩と部品技術の向上によって、技術者は、これらの目標を終始一貫して達成することができます。パワー半導体は、これらの設計の中核であり、それらの改善は、より良い性能に不可欠です。このEPCの宇宙のブログでは、GaNパワー半導体が宇宙用途の過酷な放射線環境での革新を可能にする方法を示します。

普通のことを再考し、心理的バイアスを克服する

モーター駆動の用途は、産業、家電製品、自動車など、いくつかの市場に広がっています。市場に関係なく生じる共通点は、新しい技術が提案されると、その採用に対する抵抗感に直面することです。結局、知られていることに固執し、変化に抵抗することは、人間の本性です。

ブラシレスDC（BLDC）モーターは人気があり、ロボット、イーモビリティ、ドローンの用途で広がっていることが分かります。このような用途には、軽量、小型、低トルク・リップル、低可聴雑音、非常に精密な制御などの特別な要求があります。これらのニーズに対応するために、モーターに電力を供給するインバータは、より高い周波数で動作する必要がありますが、結果として生じる大きな電力損失を減らすための高度な技術が必要です。エンハンスメント・モード窒化ガリウム（eGaN ®）のトランジスタと集積回路は、大きな損失を生じることなく、はるかに高い周波数で動作する能力があります。

ブリックDC-DCコンバータは、データセンター、電気通信、自動車のアプリケーションで広く使われており、公称48 Vのバスを公称12 Vのバス（または12 Vから48 V）に変換します。GaN集積回路（IC）技術の進歩によって、ハーフブリッジとゲート・ドライバの集積化が可能になり、レイアウトが簡素化され、面積が最小化され、コストが削減されるワン・チップ・ソリューションが実現できました。

このアプリケーション・ノートでは、最大出力電力300 W、ピーク効率95％で、48 Vから12 Vへの変換用途向けに集積化したGaNパワー段を使ったデジタル制御の双方向1/16ブリック・コンバータの設計について説明します。

1/16ブリック・コンバータの面積の規格は33×22.9 mm（1.3×0.9インチ）です。この設計の高さ制限は10 mm（0.4インチ）に設定されています。