EPC技術記事

高共鳴ワイヤレス・パワー伝送システムのティアダウン

この記事は、ワイヤレス・パワー伝送システムを組み立てるために必要な要素の概要です。 EPC社のデモ・システムEPC9104では、効率的なワイヤレス・パワー伝送のために要求される高周波数、大電圧、大電力が得られることを示します。

EDN Europe誌
2013年3月
http://mag.electronics-eetimes.com/EDNE_MARCH_2013/#/26/

eGaN FET対シリコンのパワー決戦Volume 13、Part 2:最適なプリント回路基板のレイアウト

eGaN FET ベースのPOL(負荷点)バック・コンバータ用プリント回路基板のレイアウトを最適化することは、寄生成分を低減するので、従来のMOSFETベースの設計に比べて、効率の向上、スイッチング速度の高速化、デバイスの電圧オーバーシュートの低減につながります。

By David Reusch博士、Efficient Power Conversionのアプリケーション部門ディレクタ

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eGaN FET、産業用POLコンバータにおける効率と電力密度を向上

直流24 Vのシステムで使われるPOL(負荷点)コンバータの設計者は、伝統的に、コストが高い絶縁型コンバータと、周波数と効率が低いバック(降圧型)・コンバータとの間で決めなければなりませんでした。コンピューティング・システムにおいて一般的な12 VのPOLコンバータと比べて、より高い電圧の24 VのPOLコンバータでは、スイッチ・ノードのリンギングに対応するためにFETの電圧を少なくとも40 Vに高くするので、転流と出力容量COSSの損失が大きくなります。EPC社のeGaN FETは、出力容量を充放電するとき、QGDが非常に小さいので転流損失を低減でき、QOSSが小さいので低損失にできます。さらに、EPC社のeGaN FETのウエハー・レベル・パッケージである革新的なランド・グリッド・アレイ(LGA)は、高周波のパワー・ループとゲート駆動ループの両方ともに超低インダクタンスにできます。最も重要なのは、これらのループに共通の経路は、共通ソース・インダクタンス(CSI)として知られ、電流の転流損失の最小化に役立ちます。eGaN FETの電荷とCSIが小さいことによって、伝統的なMOSFETのように、効率を犠牲にすることなく、周波数をより高くすることで電力密度をより高められます。

David Reusch博士、アプリケーション部門ディレクタ
Stephen L. Colino、セールス&マーケティング部門バイス・プレジデント

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eGaN FET対シリコンのパワー決戦パート12:デッドタイムの最適化

最初の決戦の記事は、eGaN® FETがシリコン・デバイスと同様に動作し、同じ基準の特性を使って評価できることを示しました。eGaN FETは、多くの基準で非常に良好な特性が得られますが、eGaN FETの「ボディ・ダイオード」の順方向電圧は、MOSFETの対応品よりも大きく、デッドタイム期間の大きな損失成分になります。ボディ・ダイオードの順方向導通損失だけが、デッドタイムに依存するすべての損失を構成するわけではありません。ダイオードの逆回復と出力容量の損失も重要です。この記事では、デッドタイム管理とデッドタイムのすべての損失を最小化する必要性について議論します。

By Johan Strydom博士、アプリケーション部門バイス・プレジデント、EPCのパワー・エレクトロニクス技術

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エンハンスメント・モードGaNがワイヤレス・パワー伝送を高効率化

2013年1月2日

この記事では、エンハンスメント・モードGaNトランジスタが、共振型回路の大幅な高効率化を可能にすることと、6.78 MHz帯で動作するワイヤレス・パワー伝送システムの実例を示します。

著者:EPC社CEO(最高経営責任者)のAlex Lidow(アレックス・リドウ)博士、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・ディレクタのMichael deRooij博士、アプリケーション・エンジニアリング部門ディレクタのDavid Reusch博士。独Bodo’s Power Systems誌 (www.bodospower.com)。

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人力のモバイル充電デバイス「nPower PEG」、EPC社のeGaN技術を採用

振動発電バッテリー「nPower® PEG」は、ハンドヘルドの電子機器向けの世界初の人力充電器です。米Tremont Electric社のこの製品は、それらのnPower PEG(Personal Energy Generator)にEfficient Power Conversion社のeGaN® FETを使用しています。

http://www.powerpulse.net/story.php?storyID=26832

eGaN FET対シリコンのパワー決戦パート11:FETのオン抵抗の最適化

これまで、このシリーズでは、ハードおよびソフトの両方のスイッチング用途において、eGaN® FETがシリコンMOSFETを超える特性改善を実現できることを示すことが重要な取り組みでした。すべての場合において、eGaN FETは、MOSFETを超える改善を示しました。eGaN FET対シリコンのパワー決戦シリーズのこの回では、チップ・サイズの最適化プロセスが議論され、特定の結果を示すためにアプリケーション例を使います。

Johan Strydom博士、EPC社のアプリケーション部門バイス・プレジデント
米Power Electronics Technology誌

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eGaN FETの安全動作領域

この記事では、eGaN FETの高い電子密度と非常に低い温度係数が、今日の高性能アプリケーションに必要とされるパワーMOSFETを超える主な優位性となることを示します。高電子密度が優れたオン抵抗RDS(ON)につながり、正の温度係数がチップ内のホット・スポットの発生を抑制し、この結果、優れた安全動作領域(SOA)特性が得られます。

By Yanping Ma博士、EPC社、品質部門のディレクタ
Bodo's Power Systems誌

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eGaN® FET-Silicon Power Shoot-Out Part 10: High Frequency Resonant Converters

The advantages provided by eGaN FETs in hard switching isolated and non-isolated applications have been addressed previously. Here, we demonstrate the ability of the eGaN FET to improve efficiency and output power density in a soft switching application, compared to what is achievable with existing power MOSFET devices.

By David Reusch, Ph.D., Director of Applications, EPC
Power Electronics Technology

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Are GaN Transistors Ready for Prime Time?

Gallium Nitride transistors have been available since Eudyna and Nitronex first introduced depletion-mode RF transistors in about 2005. Since then many new companies have entered the field with both RF transistors (e.g. RFMD, Triquint, Cree, Freescale, Integra, HRL, M/A-COM, and others), and transistors designed to replace power MOSFETs in power conversion applications (e.g. Transphorm, International Rectifier, GaN Systems, microGaN, and Efficient Power Conversion). This article discusses if this ground swell of activity mean that GaN transistors are ready to replace power MOSFETs, and, if so, why?

By Alex Lidow, Ph.D., CEO, EPC
Power Pulse.Net

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eGaN® FET-Silicon Power Shoot-Out Part 9: Wireless Power

Wireless power applications are gaining popularity in many commodity products such as mobile phones chargers. Enhancement mode gallium nitride transistors offer an alternative to MOSFET technology as they can switch fast enough to be ideal for wireless power applications. This article focuses on experimental evaluation of an induction coil wireless energy system using eGaN FETs operating at 6.78 MHz designed to be suitable for multiple 5 W USB based charging loads.

By Johan Strydom, Ph.D., Vice President of Applications, EPC and Johan Strydom, Ph.D., Vice President of Applications, EPC
Power Electronics Technology

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Eighth Brick DC-DC Converter Using Efficient GaN Transistor

In this article, we show that using GaN Transistors such as Efficient Power Conversion’s eGaN® FETs can improve the efficiency of isolated eighth brick DC-DC converters. This type of power converters is used extensively in mainframes, servers and telecommunication systems, and is available in a variety of sizes, output power capability, and input and output voltage ranges. Its modularity, power density, reliability and versatility have simplified the isolated power supply market.

By Johan Strydom, Ph.D., Vice President of Applications, EPC
Bodo’s Power Systems

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eGaN® FET- Silicon Power Shoot-Out Volume 8: Envelope Tracking

Envelope tracking (ET) for radio frequency (RF) amplifiers is not new. But with the ever increasing need for improved cell phone battery life, better base station energy efficiency, and more output power from very costly RF transmitters, the need for improving the RF Power Amplifier (PA) system efficiency through ET has become an intense topic of research and development.

We demonstrate what power and efficiency levels are readily realizable using eGaN FETs in a buck converter for high power envelope tracking applications.

By Johan Strydom, Ph.D., Vice President of Applications, EPC Power Electronics Technology

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eGaN® FET-Silicon Power Shoot-Out Part 3: Power over Ethernet

The eGaN FET is a viable and efficient alternative to standard MOSFET solutions in Power over Ethernet (PoE) applications. These FETs enable higher operating frequencies that can be leveraged into reduced converter size and cost. Both 13W and 26W PoE eGaN FET converters were built and evaluated side by side with standard MOSFET designs. In every instance, eGaN FET converters exhibited higher efficiencies with the potential of reducing system cost over their MOSFET counterparts.

By Johan Strydom, Ph.D., Vice President of Applications, EPC
Michael de Rooij, Ph.D., Director of Applications, EPC
March 1, 2011

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The eGaN FET-Silicon Power Shoot-Out: Part 2 – Drivers, Layout

eGaN FETs differ from silicon MOSFETs in part because of their significantly faster switching speeds. In the second article of this series, we explore the different requirements for gate drive, layout, and thermal management.

By Johan Strydom PHD, Director of Application Engineering, EPC
Power Electronics Technology
January 1, 2011

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Driving eGaN™ FETs Both gate and Miller capacitances are significantly lower

As enhancement mode gallium-nitride-on-silicon transistors (eGaN™) gain wider acceptance as the successor to the venerable - but aged - power MOSFET, designers have been able to improve power conversion efficiency, size, and cost. eGaN FETs, however, are based on a relatively new and immature technology with limited design infrastructure to quickly design and implement products.

By Johan Strydom PhD, Director of Application Engineering EPC
Bodo’s Power Systems
November, 2010

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How2 Understand eGaN Transistor Reliability

Efficient Power Conversion’s (EPC) enhancement-mode gallium-nitride (eGaN) power transistors, although similar to standard power MOSFETs, deliver performance unattainable by silicon-based devices.

Yanping Ma, PhD, Efficient Power Conversion, El Segundo, Calif.
How2Power
October, 2010

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Driving eGaN™ Transistors for Maximum Performance

The recent introduction of enhancement mode GaN transistors (eGaN™) as power MOSFET/ IGBT replacements in power management applications enables many new products that promise to add great system value. In general, an eGaN transistor behaves much like a power MOSFET with a quantum leap in performance, but to extract all of the newly-available eGaN transistor performance requires designers to understand the differences in drive requirements.

By Johan Strydom and Alex Lidow
September, 2010

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eGaN™-Silicon Power Shoot-Out: Part 1 Comparing Figure of Merit (FOM)

One yardstick to compare enhancement mode GaN (eGaN) power devices with state-of-the-art silicon MOSFETs is FOM. However, beyond these pure mathematical numbers, there are other device and package related parameters that significantly influence in-circuit performance.

By Johan Strydom PHD, Director of Application Engineering, EPC
Power Electronics Technology
September 1, 2010

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How2 Get the Most Out of GaN Power Transistors

Thirty years of silicon power-MOSFET development has taught us that one of the key variables controlling the adoption rate of a disruptive technology is how easy the new technology is to use. This principle has guided the design of EPC’s enhancement-mode GaN (eGaN) transistors. This article explains why eGaN devices are easy to use, describing how they operate and their similarities and differences versus power MOSFETs.

By Johan Strydom
How2Power
June, 2010

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