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

-20260514発表-
STマイクロエレクトロニクスは、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。

100W VIPerGaNコンバータ詳細

STマイクロエレクトロニクス
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