GaNの話

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。

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。

GaN FETは、Si MOSFETに比べて非常に高速にスイッチングできるため、多くのシステム設計者は、スイッチング速度の高速化がEMI（電磁干渉雑音にどのように影響するかを気にします。

このブログでは、eGaN^® FETを使ってスイッチング・コンバータ・システムを設計するときに考慮すべき簡単な軽減手法について説明し、スイッチング速度が高速であるにもかかわらず、GaN FETがMOSFETsよりもEMI雑音の発生が小さい理由を示します。

EPCの親愛なる友人、同僚、パートナ様

みなさま、および、ご家族のみなさま、EPCの全社員より、謹んで新春のお慶びを申し上げます！

2019年は、EPCのGaNの革新と、成果を上げたGaNの複数のユース・ケースで記憶に残る年でした。EPCの最新世代のGaN製品は、オン抵抗R_DS(on)が低く、効率が高く、熱特性が向上し、小型で低コストであるため、パワー段の優位性を強化することができました。現在、これまで以上に、パワー・システムの設計者は、シリコン・デバイスから高性能のGaN部品に切り替えています。

この記事は、2016年6月13日にJohn Glaser博士とDavid Reusch博士によって書かれ、米Power Systems Design誌のウエブ・サイトで公開されました。

シリコンの時代は、十分すぎるほど長過ぎます。若くてより適切な挑戦者が半導体材料の主役を引き継ぐ時です。

モーター技術の進歩によって、電力密度が高くなりました。モーターは、より小さな形状で実現され、より高速で高精度な設計になっているので、より高い周波数が必要になります。

3相ブラシレスDC（BLDC）モーターは、出力定格の割に小型なので、正確に制御でき、高い電気機械効率を提供し、適切に制御された場合、最小限の振動で動作できます。これらのモーターは、サーボ駆動、外科ロボットなどのロボット、回転翼を4基搭載したドローンなどの精密な用途で、ますます、または排他的に使われています。電流リップルを適切な範囲内に維持するために、これらのモーターは、低いインダクタンスを考慮すると、最大100 kHzのスイッチング周波数が必要です。損失を最小限に抑えた上で、振動を発生させ、駆動精度を低下させ、効率を低下させるモーターのトルク・リップルを相殺するには、高周波で高効率に動作できるFETが必須です。

この記事は、もともとM. Di Paolo Emilio氏が米Power Electronic Newsのウエブ・サイトに公開したものです。

eGaN® FETベースの電力変換システムは、Siベースの代替品に比べて、高効率化、高電力密度化、全体的なシステム・コストの削減が可能です。これらの優れた性能によって、ゲート・ドライバ、コントローラ、特にeGaN FETの性能を向上させる受動部品など、パワー・エレクトロニクス部品のエコシステムがますます拡大しています。eGaN FETの例を図1に示します。

コンピュータや電気通信の市場の急速な拡大によって、中間バス・コンバータ向けに、これまで以上に小型、高効率、高電力密度のソリューションが求められています。LLC共振コンバータは、高電力密度と高効率のソリューションを提供するための優れた候補です。非常に小さいオン抵抗と寄生容量を備えた eGaN® FETは、Si MOSFETを使うときに困難だった大幅な損失低減によってLLC共振コンバータを高性能化します。EPC2053やEPC2023などのeGaN FETを採用した48 V入力、6 V出力の900 W、1 MHz動作の LLC DC-DCトランス（DCX）・コンバータがデモされ、比電力48 W / cm2（308 W / 平方インチ）、電力密度69 W / cm3（1133 W / 立方インチ）でピーク効率98.1％が得られています。