高周波GaNスイッチング向けトーテムポールPFCコントローラIC

ローム株式会社は、窒化ガリウム（GaN）高電子移動度トランジスタ（HEMT）の高周波スイッチングをサポートするために設計された専用のトーテムポール型力率改善（TP-PFC）コントローラIC「BM85060FV」を開発した。この技術ソリューションは、300〜500ワットクラスにおける電力変換効率を最大化することにより、小型産業機器、民生用電子機器、およびACアダプターをターゲットとしている。

電源アーキテクチャにおけるMCUの課題への対応
これまで、電力変換システムはTP-PFC回路の管理を汎用のマイクロコントローラユニット（MCU）に依存してきた。しかし、エンドユーザー向けデバイスの電力要件が増加するにつれて、標準的なMCUは、高周波でGaN HEMTを駆動するために必要な高い消費電力、大きな回路実装面積、および複雑な制御ロジックへの対応に苦慮している。BM85060FVは、MCUベースのデジタル制御を専用のアナログICに置き換えることでこの制約を解消し、メガヘルツ（MHz）帯での安定した動作を可能にする。

変換効率と待機電力の指標
MHz帯のスイッチングへの移行により、エンジニアは周辺部品を小型化でき、電源回路基板における測定可能な省スペース化がもたらされる。GaN HEMTのスイッチングを最適化することで、コントローラは99%のシステムレベルの変換効率を達成し、電力損失と熱の発生を直接的に削減する。さらに、このICは150マイクロアンペア（μA）という無負荷時の消費電流を記録しており、これは従来のTP-PFC製品と比較して70%の削減となる。この最小化された待機電流により、DoE Level 7やCoC Tier 2の規制といった厳格な省エネルギー要件に準拠したハードウェアの構築が容易になる。

システムの統合と市場での提供
基本的なシステムの信頼性を向上させるため、BM85060FVは雷サージ保護回路を含む必須の保護機能をチップ上に直接統合している。この統合により、必要な周辺部品の数が減り、回路設計時のエンジニアの負担が軽減される。このICは2026年10月に市場に投入される予定である。新しい電源設計へのGaN HEMTの導入を合理化するため、構成済みのBM85060FVを搭載した330ワット出力のTP-PFC評価ボードもハードウェア開発者向けに同時に提供される。

追加の背景情報
このセクションでは、元の製品発表には含まれていない技術仕様と競合ベンチマークについて詳しく説明する。

TP-PFCコントローラ市場において、高周波設計はプログラミングの柔軟性を提供する一方で過剰な動作電力を消費するデジタルシグナルプロセッサ（DSP）や標準的なMCUに依存することが多い。onsemiのNCP1681のような専用のミックスドシグナルTP-PFCコントローラは、MCU駆動の実装に対する直接的なハードウェアの代替手段として登場している。これらのアーキテクチャをベンチマークする際、コンポーネントはゼロクロス検出精度、連続導通モード（CCM）の安定性、および待機電流の閾値によって評価される。BM85060FVは、厳格な150μAの無負荷電流フットプリントによってこのコンポーネントエコシステム内で他との差別化を図っており、500W未満のGaNアプリケーションにおける次世代の待機電力規制に対応するメーカーに対して、一般的なDSPロジックを上回る測定可能なハードウェア上の優位性を提供する。

Aishwarya Mambet（Induportals編集者）、AIの支援により編集。

www.rohm.com