電源��ICの効率アップに賭けるTI、GaNパワーFETやトランス内������も
電源アダプタの�j(lu┛)きさを見れば、電源��ICの実��がわかる。パソコンや電気����の電源アダプタは最新なものほど小さくなっている。�O動�Z内やデータセンターなどでも電源は、より小さくなってきている。アナログ半導��トップのTexas Instruments社は電源の小型化を�`指し、より効率を�屬欧��v路や材料などに��を入れている。このほど2�|類の小型電源ICを発表した。
図1 GaN半導��を使って電源��ICを小型に 出�Z：Texas Instruments
�kつは、GaNを使った100V耐圧の電源IC（PMIC：Power Management IC）（図1)で、もう�kつはインダクタLを1パッケージ内に集積した1.5Wの絶縁型DC-DCコンバータである。�O動�Zやデータセンターのシステム設���vが直�Cする問��の�kつにスペースを確保することがある。より小さな実���C積に配��するためには放�X��性の改��や電��効率のアップが�L(f┘ng)かせない。電��密度とEMI（Electro-Magnetic Interference）ノイズ、絶縁�\術などの課��の内、電��密度の向�屬�差別化要因だ、と同社GaN担当ビジネスリーダーのFei Yang��(hu━)は述べる。
GaNは、Si（シリコン）で作ったMOSFETと比べて効率が高いため、ICを小さく設��でき、ボード�屬離好據璽垢魘�けることができる。このためスマートフォンなどの電源アダプタにGaNを使い、小型化を��っている。Navitas SemiconductorやPower IntegrationsなどがGaNデバイスで1位、2位争いを繰り広げているのはまさにこの分野だ。それだけではない。ソーラーシステムでは、�陵杆�からの電��を少しでも��(f┫)らさずに架線に戻すために効率アップを�{求する。
最�ZTIが発売した。GaNを使ったLMG2100ファミリは、5.5mm×4.5mmと��来の同��模の電源ICと比べ40%以�崗�さなサイズの16ピンQFNパッケージに封�Vされている。スイッチング��失はSiのパワーMOSFETと比べ、入��容量と出��容量が小さいため、��失は50%と低��(f┫)している。Siと比べてスイッチング周�S数を�屬欧蕕譴襪燭瓠⊆�辺����のコイルをぐっと小さくできる。例えば、LMG2100R044はパルス耐圧100Vで、35Aを流せるGaNハーフブリッジパワー段ICとして量�桵。
図2 トランス内�鼎寮箟鏃�DC-DCコンバータ 出�Z：Texas Instruments
もう�kつの絶縁型DC-DCコンバータ（図2）は、トランスをパッケージ内に集積して�C積を4mm×5mmと小さくしたもの。VSON（Very thin Small Outline Non-lead）パッケージに封�Vした電源��ICUCC33420ファミリである。出��電��1.5Wで、絶縁耐圧は3kVrms。この����もトランスを内�鼎靴燭海箸燃�������を削��(f┫)でき、ボード�C積を小さくできる。
TIはこれらの2���|だけではなく、さまざまな電源��ICを開発しており、3月下旬にTIパワーセミナーを開��(h┐o)、電源�v路のリファレンスデザインボードを�t��(j┤)した（図3）。
図3 TIは�Q�|電源ICを搭載した�H数のリファレンスボードを�t��(j┤)
TIは電源電��の効率を�{求しており、�屬凌泙任呂い困譴�98%以�屬慮�率がある。例えば左の1/8ブリックのDC-DCコンバータ（基���屬塁�いパッケージ）は48Vから12Vに変換して1kWまで出��でき、効率は98%だという。
