環境への圧力によって、より新しく、よりクリーンで高効率な輸送オプションを迅速に採用したいという圧力がかかっています。2025年には、販売される自動車の10台に1台が、より燃費効率の高い48 Vのマイルドハイブリッドになると予想されています。これらのシステムには、電力範囲が1.5 kW～6 kWの48 Vと12 Vの間の双方向コンバータが必要になるでしょう。これらのシステムの設計上の優先事項は、サイズ、コスト、高い信頼性です。GaN電力変換ソリューションは、これらの新しいモデルで使われる48 Vと12 Vの間の双方向コンバータをサポートするために最適です。

新しいリファレンス・デザインのデモ・ボードであるEPC9165を使うと、2 kWの双方向コンバータの設計をすぐに始めることができます。EPC9165は、電流センサーや温度センサーなどの他のサポート回路を備えた同期バック（降圧型）／ブースト（昇圧型）のコンバータです。コントローラ基板EPC9528には、EPC9165が同梱されており、デジタル制御とハウスキーピング電源が組み込まれています。この基板は、米マイクロチップ・テクノロジーのデジタル・コントローラdsPIC33CK256MP503を使っています。

デモ・ボードEPC9165で使われている信頼性の高いEPC2302 などの新しいパワー・エレクトロニクスの利点を利用して、このFETによって、技術者は、従来のMOSFET設計と比較して、4倍優れた性能指数（チップ面積・オン抵抗）を実現できます。同じ5 Vのゲート電圧の場合、GaN FETのゲート電荷は、MOSFETの1/5以下です。GaN FETのその他の重要な利点には、出力電荷C_ossが小さい、電圧遷移が高速、逆回復ゼロ、物理的に小型などがあります。

EPC9165の熱管理では、標準の市販の1/8ブリックのヒートシンクを使います。

&全負荷時、EPCのeGaN FETは、スイッチング周波数500 kHzにおいて効率96%で動作し、最高スイッチング周波数100 kHzでのコイル電流の制限によって600 W/相に制限されるシリコン・ベースのソリューションと比べて、1 kW/相を可能にします。加えて、このソリューションはスケーラブルです；4 kWの場合は、2つのコンバータを並列接続し、6 kW の場合は、3つのコンバータを並列接続し、1 kWの場合は1相のみを使います。

完全なアプリケーション・ノート（パッケージ封止のeGaN FETを使って2 kWで48 V/12 Vの間の双方向パワー・モジュールを設計する方法（How2AppNote 031））が利用可能で、これは、マイルドハイブリッド車やパッケージ封止のGaN FET（EPC2302）を4個使ったバッテリー・バックアップ・ユニット向けの大出力双方向コンバータEPC9165の設計の詳細です。

EPC9165などのリファレンス・デザインのデモ・ボードは、新しい設計を「試作」するために最適なツールです。

回路図、部品表（BOM）、ガーバーなどすべての設計ファイルは、EPC9165のページにあります。

Tiziano Morganti, Senior Field Application Engineer at Efficient Power Conversion