Pulsiv、30%の温度低下、ハーフアクティブ・ブリッジの統合

世界最高レベルの96%の効率を実現した65W USB-C設計をリリース

                                             （Pulsiv PSV-EBAD-65USB評価ボード)

パワーエレクトロニクス技術のイノベーターである英国ケンブリッジのPulsivは電源の熱特性に伴う複雑な課題を解消するための世界で最も効率的*な65W USB-C GaN最適化リファレンス設計を発表しました。大きな期待が寄せられているこの画期的な設計は他とは一線を画した機能と利点を持っており、USB-C急速充電の市場に劇的な変化をもたらします。

PSV-RDAD-65USBリファレンス設計はPulsiv OSMIUMテクノロジー、業界標準のQRフライバック、高度に最適化した超小型磁気技術を組み合わせています。電力変換における限界を押し広げることを目的としたシリーズの最初の設計として、動作温度の大幅な低下、損失の最小化、USB-C規格準拠のプラットフォーム開発を継続するための小型化という特長を持っています。

設計の開発を統括したPulsivの最高製品責任者（CPO）のDr Tim Mooreは以下のようにコメントしています。「Pulsivでは低電力で多くの機能を実現するソリューションの開発に力を入れています。今回発表した設計には高い温度を管理する際の複雑さを回避して急速充電を実現するPulsiv OSMIUMテクノロジーの真価が発揮されています。コードレス製品における電力増加と高速充電のニーズは急速に高まっており、携帯電話や電動工具など、さまざまな製品に影響を与えています。そのため、小さなフォームファクタで大きな電力が必要となります。このことは特に熱の発生が問題になりやすい壁やデスクに組み込むようなソリューションの開発時に重要な意味を持ちます。今回発表した設計は部品温度が30％低い、突入電流がない、効率が高いなどの特長を持っており、安全性、小型化、信頼性の向上を実現します」。

 

仕様の概要

・入力電圧範囲：交流90～265V（入力電圧ディレーティングなし）

・出力電圧：直流5～20V。PD3.0、QC4.0、BC1.2、PPS（急速充電）をサポート

・出力電力：最大65W

・変圧器温度：周囲温度+30.3℃

・動作周波数：125kHz

・ピーク効率：96%

・平均効率：95%

・ハーフアクティブ・ブリッジ：組み込み済み

・ライン電流：最大0.5A

・突入電流：排除

・GaN最適化：○

・DC-DCコンバータ：擬似共振（QR）フライバック

 

新しいレベルの超低温動作と急速充電を実現

Pulsiv OSMIUMリファレンス・設計は熱特性を大幅に向上。他の設計と比較して重要な部品の温度を30%以上低減します。周辺温度が26.1℃の場合、最大負荷時のフライバック・トランスは交流230Vで33.9℃、265Vで30.3℃という驚異的な熱特性を持っており、新たなベンチマークになると考えられます。スペースに制約のある環境や、USB-C接続が組み込まれている壁埋め込み型プラグソケットなど、熱の発生が問題になりやすいアプリケーションで65Wの急速充電を可能にします。

 

ハーフアクティブ・ブリッジで効率とスペースを最適化              
Pulsiv OSMIUMテクノロジーがACライン電圧と周波数を感知してコンデンサーの充電時間を調整するため、回路はACゼロクロッシング時にライン電流を流しません。その結果、シンプルなハーフアクティブ・ブリッジの実装が可能になり、特に低い電圧条件で効率が向上します。AC-DCブリッジのローサイドにあるMOSFETはハイサイドのダイオードと連動してきめ細かく調整されます。この設計におけるハーフアクティブ・ブリッジは効率、コスト、複雑さのバランスが良く、115Vの交流電源からの最大負荷時のユニバーサル入力の効率を0.7％向上します。

革新的な磁気技術で変圧器のサイズを20%縮小

Pulsiv OSMIUMテクノロジーにより、ピークAC入力と150Vの間にさまざまなHVDC出力が生成され、QRフライバックは最大効率で動作します。電圧の範囲を広げたため、一次側のインダクタンスが大幅に減少し、磁気技術を専門とするFreneticとの提携で開発したEQ20変圧器を使用できるようになりました。CEOのChema Molinaは以下のようにコメントしています。「私たちの磁気技術担当チームの尽力でPulsiv OSMIUMテクノロジーの効率を大きく向上させ、フライバック・トランスのサイズをこれまでにないレベルまで縮小することに成功しました。大きな成果をもたらした今回の開発により、お客様は性能の向上、小型化、設計コスト削減が可能になります。私たちはこのような革新的なソリューションに貢献できることを嬉しく思います。成果としては、他の設計で一般的に使用されているRM8コアと比較して、20%の小型化、50%の効率向上が挙げられます」。

  

GaNの最適化で損失を最小化

InnoscienceのGaNトランジスタはRDSonと寄生キャパシタンスを抑制し、フライバック・サブシステムと同期整流サブシステムの両方における損失低下とコスト最適化を実現します。Innoscience EMEAのゼネラル・マネージャーのDenis Marcon氏はさらに次のようにコメントしています。「これまで、私たちは効率の向上、損失の低減、コストの最適化におけるGaNの優位性を実証してきました。Pulsiv OSMIUMテクノロジーは全体的なパフォーマンスを大幅に改善し、エネルギーの無駄を削減するため、さらに多くのメリットがあります。今回のリファレンス設計にInnoscienceのGaNデバイスが採用されたことを嬉しく思っています」。

設計パッケージと評価ボード

PSV-RDAD-65USBのドキュメント・パッケージはPulsivのウェブサイトから無料でダウンロード可能です。パッケージにはデータシート、回路図、部品表、Altiumファイルが含まれています。PSV-EBAD-65USB評価ボードはラボでの迅速なテストを可能にします。現在、世界的な販売代理店のDigikeyなど、フランチャイズ販売パートナーのネットワークを通じて予約注文を受け付けており、8月下旬に納品できる予定です。

              

この画期的な設計の詳細については、 www.pulsiv.com をご覧ください。

 

Pulsivについて

Pulsivは電力変換効率を向上させる新しいインテリジェントな方法の特許取得に成功したDr Zaki Ahmedが2013年に設立した企業です。英国のケンブリッジとプリマスに拠点を置くPulsivは85件を超える特許を保有しており、AC-DC電源や太陽エネルギー・アプリケーション向けの世界最先端の電子ソリューションの設計と開発を手がけています。Pulsiv独自のパワーエレクトロニクス技術は広く普及している民生機器や産業用機器に恩恵をもたらし、世界の太陽光発電設備の向上に寄与しています。

Pulsivでは性能の大幅な向上、熱管理の簡素化、全体的なエネルギー消費量の削減を通じて、安全性、信頼性、環境への負荷の面で優れた製品を実現することを目標としています。

Pulsivは科学的研究、知的財産、製品設計、半導体、消費者機器、販売、マーケティング、流通の専門知識を持つ人材が結集しており、世界規模で展開可能なクラス最高の製品を提供しています。

 http://www.pulsiv.com/ 

*30分後の最大負荷時のピーク熱測定に基づく効率。