STマイクロエレクトロニクス、エネルギー効率に優れた家電向け100W VIPerGaNコンバータを発表

パワー・スイッチ、ゲート・ドライバ、およびフライバック制御をモノリシックに集積したGaNコンバータ



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STマイクロエレクトロニクス（NYSE：STM、以下ST）は、2種類の100W VIPerGaN 高電圧コンバータを発表しました。同製品は、生活家電やビル / ホーム・オートメーション、スマート照明、およびコンスーマ機器（テレビや充電器など）において、ワイド・バンドギャップによる省電力化に貢献します。

今回発表されたコンバータは、ドレイン電流制限が最大3.5Aの「VIPerGaN100W」と、最大125Wの短時間ピーク電力に対応する最大4.2Aの電流制限を備えた「VIPerGaN100WB」です。この高い柔軟性により、設計者は、コーヒー・メーカー、小型家電、エアコンなど、電磁弁やモータのような誘導性負荷を搭載する機器において、必要以上に余裕を持たせた電力回路設計を回避できます。両製品は、85V ~ 265Vの汎用AC入力電圧範囲に対応し、185V電源から100Wを供給できます。

両製品とも700VのGaN（窒化ガリウム）パワー・トランジスタを集積し、優れた堅牢性と信頼性を実現しています。また0.27mΩという極めて低いオン抵抗（RDS(on)）により、高い熱性能の実現に貢献します。両製品はQFNパッケージ（5 x 6mm）で提供され、フライバック・コンバータとGaNゲート・ドライバを集積しているため、スイッチング性能を最適化するためのゲート抵抗やインダクタンスの微調整が不要です。

一方、GaNパワー・トランジスタの高いスイッチング周波数を活用することで、回路設計者は小型受動部品を使用でき、優れたエネルギー効率と高電力密度を実現できます。STはこれを実証するため、VIPerGaN100Wを搭載した、100W USB Type-C Power Delivery 3.0アダプタ向けリファレンス設計の「EVLVIPGAN100WP」を開発しました。このリファレンス設計は、5V/3.0Aから20V/5.0Aまでの5種類の出力設定と、二次側制御の安定化電源、およびフォトカプラ・フィードバックを備え、92%を超えるピーク効率と24W/in3の電力密度を実現します。

VIPerGaN100WおよびVIPerGaN100WBは、ゼロ電圧スイッチングによる擬似共振モードで動作するフライバック・コンバータを内蔵しています。柔軟なパワー・マネージメントにより、軽負荷時の周波数フォールドバックや、中負荷時のバレー・スキッピングを含め、スイッチング周波数を最適に制御することで、負荷範囲全体で高効率な動作を実現します。バレー・スキッピング・モードでは、ST独自の電圧の谷（バレー）をロックする機能によりスキップする谷の数を安定化し、オーディオ周波数での変動を防ぎ、負荷範囲全体で静かな動作が実現します。無負荷時にはバースト・モードで動作し、消費電力を30mW未満に抑えます。

さらに、ライン電圧をフィード・フォワードで制御することにより、サイクル当たりのエネルギー制御の精度が向上し、入力電圧が変動しても電力を安定させます。また、ブランキング時間をダイナミックに変えることで、スイッチング周波数の変動を制限し、スイッチング損失を最小限に抑えます。両製品とも、入出力の過電圧保護、過熱保護、過低電圧から復帰するブラウンイン / 過低電圧のブラウンアウト保護機能を備えています。

STの高集積コンバータのVIPerGaNファミリを拡充するVIPerGaN100WおよびVIPerGaN100WBは、現在量産中です。STのeStoreまたは販売代理店から入手可能で、単価は1000個購入時に約1.25ドルです。

詳細については、ウェブサイトをご覧ください。

STマイクロエレクトロニクスについて
STは、約48,000名の従業員を擁し、包括的なサプライ・チェーンと最先端の製造設備を有する世界的な総合半導体メーカーです。約20万社を超えるお客様や数千社のパートナー企業と協力しながら、お客様のビジネス創出や持続可能な社会をサポートする半導体ソリューションの開発ならびにエコシステムの構築に取り組んでいます。STのテクノロジーは、スマート・モビリティ、電力エネルギー管理の効率化、クラウド接続型自律デバイスの普及を可能にします。STは、すべての直接・間接排出（スコープ1および2）、ならびに製品輸送、従業員の出張・通勤による排出（スコープ3の注力分野）におけるカーボンニュートラル達成に向けた取り組みを進めており、2027年末までに再生可能エネルギーの使用率を100％にする計画です。さらに詳しい情報はSTのウェブサイト（http://www.st.com）をご覧ください。

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STマイクロエレクトロニクス（株）
アナログ・MEMS・センサ製品グループ
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