EPC技術記事

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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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対シリコンのつばぜり合い

新しい技術が採用の転換点を過ぎたことを知る1つの方法は、現状を支持する声によるものです。より保守的な声は、転換点で発生する急速な軌道修正を考えると、新しい設計の不十分な決定につながる可能性がある古い情報を引用する傾向があります。GaNパワー・デバイスの世界では、過去2年間に転換点が発生し、新しいGaNベースの設計の割合が前年比で2倍になり、従来のMOSFET設計は、微調整されたために重大な供給不足、柔軟性の低いサプライ・チェーンに直面し始めました。一方、GaNデバイスは、古いシリコン・ファウンドリーを利用した比較的新しく柔軟なサプライ・チェーンのため、ほとんどの主要な販売代理店に在庫がありますが、これらのファウンドリーに新しく活気のある未来をもたらします。この記事では、記事や会議でまだ見られる一般的な誤解のいくつかに対処します。これらは通常、現状の支持者によって提示されています。

独Bodo’s Power Systems
2022年5月
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パワー・システムにおけるGaN採用への障害

この記事では、一部のユーザーが古いシリコン・ベースのパワーMOSFETの置き換え技術であることが明らかなものを採用する速度が遅い最も一般的な理由について説明します。詳細な統計に立ち入ることなく、頻度順に理由のリストが導き出されます。このリストは、一部のアプリケーションが他のアプリケーションよりもGaNの特定の特性に重点を置くという理解に基づいています。ここでの説明は、定格電力400 V未満のデバイスに限定されています。これは、Efficient Power Conversion(EPC)のFETとICの各製品のアプリケーションの焦点になっているためです。

米Power Systems Design誌
2022年3月
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eGaN FETのより良い熱管理

いくつかの簡単な熱管理ガイドラインは、GaN FETから熱を放散することに役立ちます。エンハンスメント・モード窒化ガリウム(eGaN)FETは、形状がすべて小型で、超高速スイッチングと低オン抵抗によって高電力密度を提供します。ただし、これらの高性能デバイスが提供する電力レベルは、極端な熱流束密度によって制限される可能性があります。適切に管理しないと、発生した熱によって信頼性と性能が低下する可能性があります。幸いなことに、eGaN FETのチップスケールのパッケージは、基板側と裏側(つまり、パッケージ)を活用して、熱をよりうまく放散させることができます。

英ニュース・サイト米Power Electronic Tips
2022年2月
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モーター制御用途における低電圧GaN FET;問題と利点:総括

モーター制御の分野では、特に低電圧用途でGaNデバイスの利用が増えています。このホワイト・ペーパーでは、モーター制御用途でのGaN FETの最適な利用に関する設計者向けのガイドラインを提供し、その利点を特定し、主な問題について説明します。

スイスのEnergiesジャーナル誌
2021年10月
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FETのまとめ:eGaN FET、次世代SiC FET、「RibbonFET」が登場

今月は、FETの分野が賑わいました。従来のシリコン・トランジスタとは興味深い点で異なるEPC、米UnitedSiC、米インテルのFETです。

米ニュース・サイトAll About Circuits
2021年10月
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パワー・ブリックはGaNで効率が向上

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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超薄型コンピューティング用途向けの48 Vの超薄型、高電力密度DC-DCコンバータの電力と磁気の設計課題への対応

過去10年間で、コンピュータ、ディスプレイ、スマートフォン、その他の民生用電子機器の各システムは、より薄くなり、さらに強力になりました。この結果、市場は、より高い電力密度を備えたより薄い電源ソリューションに対する需要を増やし続けています。この記事では、定格250 Wの超薄型48 V入力、20 V出力に対して、さまざまな非絶縁型DC-DC降圧構成を採用することの実現可能性を検証します。さまざまな非絶縁型構成の長所と短所、および回路構成がコンバータの損失の大部分を占める2つの部品であるパワー・トランジスタと磁気部品、特にコイルの選択に、どのように影響するかを検証します。この記事では、コイルの損失、コイルのサイズ、およびEMI(電磁干渉)雑音への影響を含む設計のトレードオフを決める要因の調査など、これらの用途向けの薄いコイルを設計するときの課題の詳細な分析も行います。この作業では、超薄型のマルチレベル・コンバータ構成を選択し、構築し、テストしました。このコンバータから得られた実験結果は、98%を超えるピーク効率をもたらす動作設定と部品選択をさらに洗練するために使いました。

Michael de Rooij、 EPC
Quentin Laidebeur、独ウルト・エレクトロニクス

IEEE Power Electronics Magazine誌
2021年9月
(申し込みが必要です)
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eGaN FETを搭載した高効率、高密度で1 kWの1/8ブリック・サイズLLC共振コンバータ

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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極端なGaN:eGaN FETがデータシートの制限をはるかに超える電圧レベルと電流レベルに曝されたときに何が起こるか

最近、Efficient Power Conversion(EPC)は、eGaN® FETをデータシートの制限を超える一連のテストを実施し、さまざまな過大ストレス電圧と過大ストレス電流の影響を定量化しました。この結果はここで初めて公開されます。

独Bodo’s Power Systemss
2021年5月
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チップスケールGaNデバイスの熱管理

この記事では、特にチップスケール・パッケージ(CSP)において、電力密度の増加によって熱管理が引き起こす課題について説明します。ただし、見過ごされがちなのは、CSPのeGaN®のパワーFETと集積回路は、ヒートシンクを取り付けるという簡単な方法で標準的なプリント回路基板に実装すると、優れた熱特性が得られることです。シミュレーションは、実験的検証によってサポートされており、さまざまなパラメータと熱流経路の影響を調べて、性能対コストの設計に関するガイダンスを提供します。

独Bodo’s Power Systems
2021年2月
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自動車用Lidarに対するAECを超えたGaN信頼性試験

GaNパワー・デバイスを大量に使う自動車アプリケーションは、自動運転車用Lidar(光による検出と距離の測定)です。Lidar技術は、クルマの周囲に関する情報を提供するため、安全性と性能を確保するために、高い精度と信頼性が要求されます。この記事では、Lidarの特定の使用例について、AEC(Automotive Electronics Council)の品質認定要件を超えてeGaNデバイスをテストするために、EPCによって開発された新しいテスト・メカニズムについて説明します。

米Power Systems Design誌
2020年12月
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電圧と電流の極端なストレス下で窒化ガリウム・デバイスの故障を試験

半導体の標準的な認証試験では通常、デバイスのデータシートで指定された制限値またはその近くで、長期間、または特定のサイクル数のストレスをデバイスに加え、故障ゼロを実証します。故障する所まで部品を試験することによって、データシートの制限を超えるマージン量を理解することができますが、さらに重要なのは、半導体の本質的な故障メカニズムを理解することができるということです。

独Bodo’s Power Systems
2020年9月
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エンハンスメント・モードの窒化ガリウム・パワー・デバイスの放射線特性

エンハンスメント・モード窒化ガリウム(eGaN®)技術は、これまで実現できなかった高周波、高効率、高電力密度で動作する宇宙での新世代のパワー・コンバータを可能にします。 eGaNデバイスは、シリコンMOSFETと比べて、優れた耐放射線性も示します。

独Bodo’s Power Systems
2020年6月
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シリコンは死んでいる・・・そして、ディスクリート・パワー・デバイスは死にかけている

40年以上にわたって、パワーMOSFETの構造、技術、回路構成の革新が電力に対する拡大するニーズに対応していたため、パワー・マネージメント(電源管理)の効率とコストは着実に向上しています。しかし、新しいミレニアムでは、シリコンのパワーMOSFETが理論上の限界に近づくにつれて、改善率は劇的に鈍化しています。同時に、新しい材料である窒化ガリウム(GaN)は、成熟したシリコンMOSFETの6000倍、現在市場に出ている最高のGaN製品の300倍の理論的性能限界に向けた旅を着実に進めています。

米EE Times誌
2020年6月
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イーモビリティ向けの集積化されたGaNパワー段

ブラシレスDC(BLDC)モーターは人気のある選択肢であり、ロボット、ドローン、電動自転車、電動スクータでの用途で広がっています。これらの用途はすべて、サイズ、重さ、コスト、効率に特に敏感です。モノリシック集積化されたGaNパワー段は、スイッチング損失が低く、サイズと重さが大幅に削減された400 W対応のBLDCモーターに電力を供給できることが実証されています。

英Power Electronics Europe誌
2020年5月
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GaNの集積化したパワー段:電力変換を再定義

性能とコストの改善だけでなく、電力変換市場に影響を与えるGaN技術の最も重要なチャンスは、同じ基板上に複数のデバイスを集積化できる本質的な能力にあります。標準のシリコンIC技術とは対照的に、GaN技術を使うと、設計者は、モノリシック・パワー・システムを、より簡単でコスト効率の高い方法でワン・チップに集積できます。

独Bodo’s Power Systems
2020年5月
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「仮想APEC」からのパワー製品ニュース

このストーリーの13ページ目から始まります。EPCはAPEC向けの最新のGaN開発についてDavid Morrisonと話しました。EPCのCEO(最高経営責任者)で共同創立者であるAlex Lidow(アレックス・リドウ)は、自社の新しいパワー段IC、マルチレベル構成を採用したGaNベースのリファレンス・デザインの開発、および、元々、APEC向けだったさまざまなデモについて説明しました。

米How2Power Today誌
2020年4月
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GaNと48 V:どこに行くのか、どこに行こうとしているのか?

3年前、中耐圧のeGaN FETの製造コストは、同等の定格のパワーMOSFETのコストを下回りました。当時、EPCはeGaN FETの性能とコスト上の利点を利用して、入力または出力の電圧が約48 Vのアプリケーションを積極的に追求することにしました。具体的には、自動車やコンピュータのアプリケーションでは、パワー・システムにおいて、48 V変換が新しいアーキテクチャ、新しい標準になりつつあります。

米Power Systems Design誌
2020年3月31日
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