LLC共振コンバータは、その高効率、高電力密度、優れた動的応答によって、中間の48 V から12 Vへの変換に推奨される回路構成として浮上しています。この回路構成とGaNトランジスタの組み合わせから得られる優れた性能は、これまでに実証されています。この記事では、EPCの製品などの最新世代のGaNデバイスが、どのように限界を一段と押し広げ続けているかを紹介します。

独Bodo’s Power Systems
2023年11月
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EPC9159は、17.5 mm×22.8 mmと超小型の実装面積に収めた1 kW、48 V/12 VのLLC コンバータで、最先端の電力密度5130 W/立方インチを実現します。

EPC（Efficient Power Conversion Corporation、本社：カリフォルニア州エルセグンド）は9月12日、高密度の48 Vサーバー電源やDC-DCコンバータ向けに設計した48 V / 12 VのLLCコンバータ「EPC9159」を製品化したと発表しました。このリファレンス・デザインは、17.5 mm×22.8 mmと小さな実装面積で電力密度 5130 W/立方インチが得られ、1 kWの電力を供給できます。これは、1次側回路と２次側回路の両方で高いスイッチング周波数で動作する窒化ガリウム（GaN）・パワー・スイッチを採用することによって実現しています。

コンピューティングやデータセンターにおける計算能力の増大と電子機器の小型化によって、48 Vの電力の供給や変換システムに対する圧力がますます高まっています。高効率で電力密度の高いコンバータによって、システム・レベルでの電力損失を削減すると同時に、形状を小型化することができます。これに関連して、GaN技術と組み合わせたLLC共振回路構成は、複数の例で実証されているように、優れた性能を実現することに成功しています。 この記事では、eGaN^® FETを使った48 Vから12 VへのLLCコンバータで、4 kW／立方インチを超える電力密度を達成するための主要な設計パラメータと部品を示します。

米Power Electronics News誌

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EPCは、耐圧40 V、オン抵抗1.1 mΩのGaN FETであるEPC2066を発売し、スペースに制約のある高性能アプリケーション向けに、シリコンMOSFETよりも大幅に小型で高効率なデバイスを供給します。

エンハンスメント・モード窒化ガリウム（eGaN^®）のパワーFETとICの世界的リーダーであるEPC（Efficient Power Conversion Corporation、本社：カリフォルニア州エルセグンド）は5月25日、GaN FETの「EPC2066」（オン抵抗の標準値0.8 mΩ、耐圧40 V）を発売し、低電圧の既製の窒化ガリウム・トランジスタの選択肢を広げたと発表しました。

GaN FETとICのユーザーは、アプリケーションに必要な定格低減を決定し、電圧の低減係数を小さくするためのツールを利用できるようになりました。EPCは、ハード・スイッチング条件下でのGaNトランジスタのオン抵抗RDS(on) の上昇を説明するために、第一原理物理ベースのモデルを開発しました。この論文では、2つの同期整流用途の例の事例を提供します。

英Electronic Specifier誌
2022年5月
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LLC共振コンバータの設計は、eGaN FETが現代の電源回路の物理的サイズを、いかに小型化できるかを示します。

英ニュース・サイト米Power Electronic Tips
2021年10月
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データ処理インフラの継続的で急速な成長に伴い、より高い電力レベルが最小の面積で得られることが求められています。

米Power Systems Design誌
2021年9月
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米MPS（Monolithic Power Systems）のコントローラとEPCの超効率eGaN^® FETの組み合わせによって、高効率、低コストのLLC DC-DC変換において、1700 W / 立方インチと最高クラスの電力密度を実現可能にします。

2025年までにデータが175ゼタバイト以上になると予想されています。データセンターの建設と配置、および既存の旧式のもののアップグレード努力は、2020年に日本で開催されるオリンピックに加えて、人工知能（AI：artificial intelligence）や機械学習（ML：machine learning）の成長において本格的に始まる5Gの出現で急速に拡大しています（6Gは、将来の開発としてすでに議論されています）。

サイズ、効率、速度が重要なデータセンターのパワー・アーキテクチャにおいて、GaNが最適なパワー・トランジスタであるべきだということは、私にとって非常に理にかなっています。48 V入力のすべての回路構成で、最高の効率がGaNデバイスで達成されました。

米EDN誌
2019年6月
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