電力密度 

より小規模なスペースでより多くの電力を供給するために、システムの機能強化とシステム コストの削減を両立

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密度の向上に寄与するテクノロジー

電力の需要が大きくなるにしたがって、ボードの面積と高さが制約要因になります。電源設計者の皆様は、開発中のアプリケーションにさらに多くの回路を搭載し、自社製品の差異化を進めるとともに、効率の向上と、放熱特性の改善を図る必要があります。TI の先進的なプロセス、パッケージング、回路設計テクノロジーを活用すると、より小型のフォーム ファクタで、より高い電力レベルを扱えるようになります。

電力密度を高めるためのトレードオフとテクノロジーに関する理解

電源設計に利用できるスペースには制約があり、エンジニアの皆様は、より小さい面積でより多くの成果を実現する要件に常に直面しています。電力密度向上のニーズは明らかに存在しています。ところで、現在は何が原因で電力密度の向上が制限されているのでしょうか?このホワイト ペーパーは、このような障壁について詳細に検討し、設計者の皆様がこれらの障壁を打破するのに役立つテクノロジーの例を紹介します。

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電力密度に関連する TI の各種技術の利点

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サイズの縮小、発熱の低減

独自の統合技術と、ダイサイズの縮小に寄与する超低 RDSON、低 RSP FET を組み合わせた高性能デバイス オプションにより、基板面積を節約できます。

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改善された放熱性能

拡張型 HotRod ™ QFN パッケージ、電力用途 WCSP (ウェハー チップ スケール パッケージ)、上部冷却などの高度な冷却テクノロジーを使用して、パッケージから熱を放出します。

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効率の向上

マルチレベルのコンバータ トポロジーや、高度な電力段ゲート ドライバで、スイッチング周波数の引き上げと受動部品の小型化を組み合わせ、効率を犠牲にせずに小型化を推進します。

熱に関する課題を克服する 3 つの方法

回路設計から、パッケージングの R&D (研究開発) や熱最適化システム設計まで、TI は電力密度に関連する課題の解決に役立つパートナーです。IC のいっそうの小型化と高性能化を実現するための TI の多様なアプローチの詳細をご確認ください。
 

電力密度に関連する主な製品

新製品 窒化ガリウム (GaN) 電力段 LMG2100R044 アクティブ ドライバと保護機能内蔵、100V、4.4mΩ、ハーフブリッジ GaN FET
新製品 絶縁型パワー モジュール (トランス内蔵) UCC33420-Q1 プレビュー 車載、トランス内蔵、5V/5V、1.5W、3kVrms 絶縁型、DC/DC モジュール
新製品 AC/DC および DC/DC コンバータ (FET 内蔵) TPS62876-Q1 アクティブ 車載、2.7V ~ 6V 入力、25A、スタッカブル、同期整流降圧コンバータ
新製品 ハイサイド・スイッチ TPS274C65 アクティブ SPI インターフェイスと ADC 内蔵、12V ~ 36V、65mΩ、4 チャネル、ハイサイド・スイッチ
新製品 窒化ガリウム (GaN) 電力段 LMG3624 プレビュー ドライバと保護機能と電流センシング機能内蔵、650V、170mΩ、GaN FET
新製品 絶縁型ゲート・ドライバ UCC5880-Q1 アクティブ 車載、高度な保護機能搭載、20A、絶縁型、リアルタイムで可変の IGBT/SiC MOSFET ゲート ドライバ

電力密度に関連する主なリファレンス デザイン

リファレンス・デザイン
GaN ベース、6.6kW、双方向 オンボード・チャージャのリファレンス・デザイン
PMP22650 リファレンス・デザインは、6.6kW の双方向オンボード・チャージャを提示します。このデザインは、同期整流機能付きの 2 相トーテムポール PFC とフル・ブリッジ CLLLC コンバータを搭載しています。CLLLC は周波数変調と位相変調の両方を活用し、必須のレギュレーション範囲全体で出力のレギュレーションを実施します。このデザインは TMS320F28388D マイクロコントローラの内部にある単一のプロセッシング・コアを使用して、PFC と CLLLC の両方を制御します。同期整流機能は、同じマイクロコントローラに Rogowski (...)
リファレンス・デザイン
車載対応、大電力、高性能、SiC トラクション・インバータのリファレンス・デザイン

TIDM-02014 は、テキサス インスツルメンツと Wolfspeed が開発した、SiC ベース、800V、300kW のトラクション インバータ システムのリファレンス デザインで、設計エンジニアが高性能で高効率のトラクション インバータ システムを作成して市場に投入するまでの期間を短縮するための基盤として使用できます。このソリューションは、TI と Wolfspeed が開発したトラクション インバータ システムの技術を使用してシステムの効率を向上させる方法を提示します。そのために、高性能の絶縁型ゲート ドライバと、リアルタイムで可変のゲート・ドライブ能力を活用して (...)

リファレンス・デザイン
可変周波数、ZVS (ゼロ電圧スイッチング)、5kW、GaN ベース、2 相トーテムポール PFC のリファレンス・デザイン
このリファレンス・デザインは、高密度で高効率の 5kW トーテムポール力率補正 (PFC) 設計です。このデザインは、可変周波数と ZVS (ゼロ電圧スイッチング) の組み合わせで動作する 2 相トーテムポール PFC を使用しています。この制御方式は、新しいトポロジと改良型の三角波電流モード (ITCM) を使用し、小型化と高効率化を実現します。このデザインは、TMS320F280049C マイコンの内部にある高性能プロセッシング・コアを使用し、広い動作範囲にわたって効率を維持します。この PFC は 100kHz~800kHz の可変周波数範囲で動作します。電力密度が (...)

電力密度の基礎を分析

テクノロジーが進歩するたびに、より小さいスペースでより多くの電力が必要になります。それを可能にするのが、電力密度の向上です。より小型のパッケージで、より大きい電流を、より少ないトレードオフで扱えるようになります。今後数年にわたる密度向上の計画についてご覧ください。

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電源に関するこれらのトレンドの詳細

最大の動作電圧と最高の信頼性を実現し、安全性が向上。

システムの性能を犠牲にせずに、バッテリ動作期間と保管期間を延長。

電磁波の低減を通じて、システム コストの削減と、EMI 規格への迅速な適合を実現。

パワー インテグリティとシグナル インテグリティの強化を通じて、システム レベルの保護と精度を改善します。