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ルネサスのGaN電源変換器、効率は最大98%

この記事のポイント

  1. 実現したこと

    ルネサスのGaN電源ソリューションは、48Vから400VまでのDC/DC電力変換に対応する。

  2. 実現の仕組み

    交流を直流へ変える入力段には双方向GaNスイッチを使い、整流器の設計を簡素化する。

  3. 得られた結果

    ルネサスは、LLC DCX方式のDC/DC変換器で最大98%の効率を達成するとしている。

  4. 従来との違い

    GaN電源ソリューションの対応電圧は、48〜400Vの構成に加え、積み重ね構成では800Vまで広がっている。

ラック内の銅色の直流バスから、上下に積んだ電力変換モジュールを介して青い低電圧配電線へ電力を送り、サーバー群に供給する構成を描いた技術イラスト。
AI生成画像

800V直流給電向けのGaN電源変換技術が、48〜400Vの動作電圧と、積み重ね構成による800V対応を備える。ルネサスは、LLC DCX方式を使うDC/DC変換器の効率を最大98%としており、高電圧の配電と48V部品の再利用をつなぐ。

48〜400Vの電力変換を積み重ね構成で800Vへ

半導体メーカーのルネサス エレクトロニクスは、NVIDIAが発表した800V直流電源アーキテクチャの電力変換・配電を支援している。窒化ガリウムを使うGaN電源ソリューションは、48Vから400Vまでの動作電圧でDC/DC電力変換に対応し、積み重ね構成を選ぶと800Vまで対応する。

LLC DCX方式の変換器で最大98%の効率

直流から直流へ電力を変換する段には、LLC Direct Current Transformer(LLC DCX)と呼ぶ電源変換方式を採用する。ルネサスは、この方式を使うGaNのDC/DC変換器が最大98%の効率を達成するとしている。

800Vの配電から降圧して48V部品を再利用

ルネサスが想定するラック内の800V直流バスでは、DC/DC降圧変換器を介して48V部品を再利用できる。高電圧側の配電については、GaN電力デバイスで800V直流バスを実現することで、配電損失と大型バスバーの必要性を減らすことを見込んでいる。

交流入力段には双方向GaNスイッチを使用

交流から直流へ変換するAC/DC入力段にもGaNを使う。ルネサスは、双方向GaNスイッチによって整流器の設計を簡素化し、電力密度を高めるとしている。DC/DC変換器の構成部品には、MOSFET製品のREXFETに加え、ドライバーとコントローラーも含まれる。