EPC技術記事

パワーの連鎖

パワー半導体は、イーモビリティの多くの分野で使われており、電圧と電流の要件に応じて車両の各部分に適したさまざまな技術が使われると同時に、新しい技術によって、システムの小型化が可能になっています。GaNやSiCの技術が成熟し、価格が低下するにつれて採用が増えており、この技術は、イーモビリティのパワー・トレインや電源システムの設計と開発をますます支配的になっています。

英E-Mobility Engineering誌
2024年3月
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宇宙におけるGaN:衛星システムの効率と性能を解放する

宇宙産業は、ユビキタス接続に対する需要の高まりと、革新的なビジネス・モデルの出現によって牽引され、「新しい宇宙」への変革的な移行を経験しています。この変革の重要な要素の1つは、宇宙用途における窒化ガリウム(GaN)技術の採用です。GaNは、その優れた耐放射線性、高いシステム効率、軽量という特性によって、計り知れない可能性を秘めています。

EETimes Europe誌との対談の中で、仏Yole Groupの一部であるYole Intelligenceの技術および市場のアナリストであるTaha Ayari氏とAymen Ghorbel氏は、新しい宇宙、すなわち典型的な衛星の寿命が3年から5年の低い信頼性要件の地球低軌道(LEO:low Earth orbit)ミッション・セグメントが、どのようにGaN採用の焦点になるかを説明しました。この結果、パワーGaNデバイスは、DC/DCコンバータ、POL(負荷点)システム、モーター駆動、イオン・エンジンなどのさまざまな衛星システムに採用されています。

EE Times Europe誌
2023年10月
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EPCはGaN分野に楽観的

Efficient Power Conversion(EPC)は、地政学的課題や化合物半導体分野の状況の変化にもかかわらず、GaNについて楽観的です。

台湾のDIGITIMES紙
2023年9月
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EPCは、GaNパワー部品はシリコン部品よりも安価になるとしています

窒化ガリウム(GaN)半導体の会社Efficient Power Conversion(EPC)は、パワー部品の分野に新たな挑戦をし、長年にわたるシリコンの覇権に挑戦しています。

台湾のDIGITIMES紙
2023年9月
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繰り返し過電圧スイッチング下でのGaN HEMTのRDS(on)のその場特性評価と寿命予測

過渡電圧オーバーシュートは、高スルーレートのスイッチング条件下でのGaN高電子移動度トランジスタ(HEMT)でよく見られる現象です。このようなストレス下での動的パラメータの不安定性は、GaNのアプリケーションにとって重要な懸念事項です。この調査では、最大数10億スイッチング・サイクルに及ぶ繰り返し電圧オーバーシュート下でのGaN HEMTの動的オン抵抗(RDS(on))の変化を初めて正確に特徴付けました。動的RDS(on)の増加が、過電圧スイッチング時の主要なデバイス劣化であることが分かりました。このような結果は、アクティブ温度制御と正確なその現場RDS(on)のモニタリングを備えた高周波、繰り返し、非クランプの誘導スイッチング(UIS:unclamped inductive switching)テストから得られました。動的RDS(on)ドリフトとピーク過電圧を相関付ける物理ベースのモデルが提案され、実験データとの良好な一致が得られました。このモデルはさらに、GaN HEMTの寿命を予測するために使いました。100 kHz、120 Vのスパイク下でスイッチングした100 V定格のGaN HEMTの場合、このモデルは、25年間の連続動作にわたって、動的RDS(on)シフトが10%以下であると予測しています。この調査は、GaN HEMTの過電圧スイッチングの信頼性に関する主要な懸念に対処し、電子トラップのメカニズムについての新たな洞察を提供します。

IEEE Xplore
Ruizhe Zhang、Ricardo Garcia、Robert Strittmatter、Yuhao zhang、Shengke Zhange
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ポッドキャスト:耐放射線および新しい宇宙用途におけるGaNの信頼性におけるEPCの進歩

Spirit:Behind the Screenのこのエピソードでは、米Spirit ElectronicsのCEO(最高経営責任者)のMarti McCurdyが、EPCのCEOのAlex Lidow(アレックス・リドウ)およびマーケティング・ディレクタのRenee YawgerとGaNの進歩について話します。彼らは、EPCのフェーズ15の信頼性レポートに詳述されている広範なテスト、故障モード、デバイス寿命だけでなく、強い放射線下でのGaNの性能についても議論しています。GaNの可能性は、まだ探求されておらず、新しいハーフブリッジ・ドライバ、ローサイド・ドライバ、フルパワー段などの新しいEPC製品が次々と製品化されているため、GaNは、特に新宇宙や商業宇宙の用途に役立ちます。

Spirit: Behind the Screen
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高効率なバッテリー駆動BLDCモーター推進システムにGaNパワー段を統合する方法

この記事では、GaNベースのパワー段の利点について説明し、ハーフブリッジ構成で実装されたEPCのサンプル・デバイスを紹介します。関連する開発キットを使ってプロジェクトを迅速に開始する方法を説明します。その過程で、設計者はBLDCモーターのパラメータを測定し、米マイクロチップ・テクノロジーのmotorBench開発スイートを使って、最小限のプログラミング作業でセンサーレス・フィールド・オリエンテーション制御(FOC)によって動作させる方法を学びます。

米Digi-Key Electronics
2023年4月
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GaN ePower™ IC搭載パワー・ステアリング

電動パワー・ステアリング(EPS)では、油圧システムが必要な場合にのみ運転者を支援する電気モーターに置き換えられています。デジタル・アシスタンス・コントロールは、運転状況に合わせてオンラインで変更できます。ただし、考慮すべき設計上の制約がいくつかあります。1つは、運転者がタイヤからの感覚的なフィードバックを逃したくないということです。特に、トラックなどの大型車両の場合はそうです。その他の制約は、特に無人搬送車の場合、安全規則によって決定されます。これらの制約によって、効率的で正確な冗長システムを採用する必要があります。窒化ガリウム技術は、これらすべての分野で設計者を支援します。

米Power Electronics News誌
2023年3月
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GaN世代の電力変換用パワー・パッケージング

2010年3月にGaNオン・シリコンのエンハンスメント・モード・パワー・トランジスタが発売されて以来、シリコン・ベースのパワーMOSFETの採用と置き換えに向けて、ゆっくりですが単調なシフトがありました。最初の採用は、Lidar(光による検出と距離の測定)、ハイエンドのオーディオ・アンプ、ロボット、車両のヘッドランプ、高性能DC-DCコンバータなどのアプリケーションのリスクを冒す先見の明のある人々によってもたらされました。電力変換用のGaNの拡大が初期の採用者たちを以外にも広がるためには、WLCP(ウエハー・レベルのチップスケール・パッケージ)よりも使いやすい形を開発する必要がありました。ただし、この形にするためには、小型、低オン抵抗RDS(on)、高速、優れた熱伝導率、および低コストという重要な属性を維持する必要がありました。言い換えれば、最良のパッケージは、技術的に可能な最小容量のパッケージということになります。PQFNを入力してください・・・

独Bodo’s Power Systems
2023年3月
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48 Vのマイルドハイブリッド車向けの2 kWで48 V/12 Vの間の双方向パワー・モジュールのGaNベース設計

政府による気候変動対策の強化に伴って、自動車メーカーは、早急に新しい技術を活用して、内燃エンジンから電気駆動の自動車に切り替えることで対応しようとしています。この記事では、効率96%を達成し、48 Vのマイルドハイブリッド・システムを対象としたGaN FETを使った2 kW、2相で、48 V/12 Vの間の双方向コンバータの設計を紹介します。

米PSD North America誌
2023年3月
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48 Vのマイルドハイブリッド車向け双方向パワー・モジュール

48 Vのマイルドハイブリッド車向けの2 kWで、48V/12Vの間の双方向パワー・モジュールのGaNベース設計の調査

英ニュース・サイトElectronics Today
2023年1月
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台湾RichtekとEPCが協力して、小型の140 Wの急速充電ソリューションを開発

世界をリードするアナログIC設計会社である台湾のRichtek Technologyは、窒化ガリウム(GaN)ベースのパワー・マネージメント(電源管理)技術の大手プロバイダであるEPCと協力して、高速充電用途向けの新しいリファレンス・デザインを製品化し、高い電力密度と最大効率98%を実現しました。

台湾の電子業界向け日刊紙DigiTimes
2023年1月
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科学プロジェクトから主流の電力導体へのGaNの進化

電力変換技術は、バイポーラからMOSへの移行以来、最初の地殻変動を経験しています。もちろん、その変化は、ワイド・バンドギャップのパワー・デバイスの急速な普及によるものです。現時点では、GaNは単なる特殊技術ではありません;これは、数10億米ドル規模の市場である30 Vから650 Vまでの範囲の用途において、シリコンMOSFETの広範な代替品です。

米Power Electronics News誌
2022年12月
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電子ブック:次のシリコン・フロンティア

従来のトランジスタのスケーリングの継続的な進歩にもかかわらず、半導体産業は、変曲点に達しています。より速く、より小さく、よりスマートで、エネルギー効率の高いチップに対する需要は、新しい設計と製造のパラダイムを必要としています。この電子ブックには、技術と市場の専門家である半導体調査会社の英Future HorizonsのMalcolm Penn;ルネサスエレクトロニクスのTim BurgessとBernd Westhoff;市場調査会社の仏Yole GroupのJean-Christophe Eloy;ベルギーの研究機関imecのLuc Van den hove;Yole GroupのYole IntelligenceのEzgi Dogmus、Poshun Chiu、Taha Ayari;Efficient Power Conversion のAlex Lidow(アレックス・リドウ);米ノースカロライナ州立大学の研究機関PowerAmericaのVictor Veliadis;市場調査会社の英IDTechExのRichard CollinsとYu-Han Chang;研究機関の仏CEA-LetiのJean-René Lèquepeysからの寄稿が収められています。

米EETimes誌
2022年12月
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eGaN FETは、48 Vから12 Vへの電力変換で4 kW/立方インチを超える電力密度を実現します

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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電動キックボード駆動システム向けのGaNベースの低電圧インバータ

このホワイト・ペーパーでは、電気マイクロモビリティの分野におけるモーター駆動用途向けの最新世代の低電圧(最大80 V)窒化ガリウム(GaN)・デバイスの用途について説明します。電力が1500 Wの軽い電動牽引(電動キックボードなど)向けの2レベル・インバータ構成が検討されています。インバータのレッグの各スイッチに2個のGaN FETを並列接続した実験用基板を用意しました。デバイス固有のパラメータの広がりと、回路とプリント回路基板の両方の漏れインダクタンスによる過渡状態と定常状態の両方での電流配分への影響を評価しました。この論文では、いくつかのシミュレーションを実行し、説明します。さらに、インバータの実験基板を使って、さまざまな負荷条件での相の電圧と電流を評価しました。最後に、温度制限対相電流の変動を評価しました。

IEEE 2022 AEIT International Annual Conference (AEIT)
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注:このサイトで完全な論文にアクセスするには、IEEEのメンバーシップが必要です。

次世代のGaN技術が電力密度を2倍に

この記事で、EPCは、第6世代GaN FETの性能の向上と、その結果として得られるデバイスが前世代のデバイスと同じオン抵抗RDS(on)を半分のチップ・サイズで実現する方法について説明します。

米オンライン・ニュースサイトHow2Power
2022年11月
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マイルドハイブリッド車の電化を支えるGaNパワー

より高い燃料効率基準を目的とした法律の増加に伴い、自動車メーカーは、増え続ける電子駆動機能に必要な電力を提供すると同時に、これらの要求を満たすための費用対効果の高いソリューションを探しています。この記事では、500 kHzのスイッチング周波数で48 Vから14.3 Vに変換するときに、GaN FETを使って96%を超える効率を実現するマイルド ハイブリッド車およびバッテリー・バックアップ・ユニット向けの双方向大電力コンバータについて詳しく説明します。

英Power Electronics Europe誌
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神話を払拭する:eGaN FET用のバイポーラ・ゲート駆動が必要だと言う人がいても、それを信じてはいけません

GaNデバイスは、過去15年間で、初期の研究開発段階から主流の設計に移行しました。残念ながら、これらの初期段階のバイポーラ駆動回路の開発、または行き止まりの技術分岐からの多くの誤解が残っています。最も有害なものの1つは、バイポーラ駆動の話題です。実際には、ユニポーラ駆動がeGaN® FETを駆動する最良の方法です。

英オンライン・ニュースPower Electronics Tips
2022年10月
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GaNのePower Stage ICは、モーター駆動用途に、論理入力、電力出力のシンプルさをもたらします

窒化ガリウム・デバイスは、電力変換の革新をリードしています。GaNベースのインバータの利点は、モーター駆動用途でますます明らかになっています。

米Power Electronics News誌
2022年10月
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