お問い合わせ会員登録/ログイン検索内容を選んでください。検索内容を選んでください。電源モジュール(AC/DCアダプタなど)は、これまで電気製品の性能や機能に直接影響することが少なく、関心を持たれることも少なったが、近年、この電源への関心がかつてないほどに高まっている。その主な要因は、「環境」と言える。年々、世界各地で環境問題が頻発し、環境負荷を軽減する様々な取り組みがなされており、電源にもその施策が求められている。そのキーワードとして次の2つを取り上げる。電気製品の生産数量は年々増加し、それに比例して電力使用量も増加傾向にある。電気製品は、現在、年間50億台程度生産されており、それらのほとんどに電源モジュールや電源回路が搭載されている。仮に、これらの電源の損失を1W(ワット)改善できたとすると、単純計算で50億W、原子力発電5基分相当の省エネ効果となる。このような背景から各国の規格団体等も効率規制を強化しており、これらの基準をクリアする電源モジュールや電源回路の開発が求められている。ここで電源モジュールに要求される高効率化の規制の代表として、アメリカ合衆国エネルギー省(DOE)が定める効率規制を紹介する。アメリカ合衆国エネルギー省は、2014年2月3日、ACアダプタなどの外部電源に対する規制強化を発表した。2016年2月10日以降(予定)、対象の外部電源は新しい基準(表1、2)をクリアしなければアメリカ国内での販売ができなくなる。このため、AC/DCアダプタメーカーなどを中心にこの規制をクリアする製品化が急がれている。電気製品の生産数量の増加に伴い、その廃棄物も増加しており、これらの産業廃棄物削減のため、3R(リユース:Reuse、リデュース:Reduce、リサイクル:Recycle)が求められている。電源に関しては、これまで、その構成部品、材料の一部はリサイクルされるが、多くの部分は破棄されている。現在、このような環境負荷を軽減する技術開発が進み、電源モジュールや電源回路にも搭載されるようになりつつある。近い将来、これらの技術が産業廃棄物の削減に貢献することが期待される。本編では、これらのキーワードをもとに電源の高効率化や技術、アプリケーション等について紹介していく。その中の回路技術の改善として注目されているのが同期整流方式である。整流素子にダイオードが使用されているが、このダイオードの順方向電圧(Vf)による導通損失が高効率化の障害となっている。その分のスペースが必要となり、実装面でも課題にもなり得る。この損失軽減対策として同期整流方式が使用されるようになってきている。同期整流方式は、整流素子にMOSFETを使用し、低ON抵抗(低Ron)化により導通損失を軽減する(図1)。目新しいものではない。同期整流方式は普及の妨げになってきた。現在では、多くのAC/DCコンバータにはPWMフライバック方式(ON/OFF方式)が採用されているが、この方式は入出力条件やトランス仕様によって連続モード動作になる。同期整流方式を連続モード動作で使用すると、正常な制御ができなくなり、1次側のスイッチング素子と2次側の整流素子が同時にONしてしまい、貫通電流によって素子の破壊を引き起こす可能性があった。このため、同時ONを防止するための保護回路の追加や、連続モード動作にならない場合(疑似共振方式や不連続モード動作)のみの使用が大半である。今回開発したロームの同期整流ICは、この課題を克服し、連続モード動作時でも特別な保護回路を必要とせずに安定した同期整流動作を実現し、採用した。それにより、従来のダイオード整流に対して、電源モジュール全体で3%以上の効率改善を実現した(当社比較)(図2)。一つのICで二つの機能を有している。同期整流制御部は、無負荷時などに自動でスリープモードに入ることで、動作電流を軽減する。PDはUSB接続を通じて最大100Wまでの電力供給を可能にする。PDは、それぞれの機器の電源電圧に合わせてAC/DCアダプタ等の電源の出力電圧を制御する。PDでは1つの電源を共通して利用できる。PDの普及においては、USBコネクタの進化も重要な要素になっている。VBUS)は5Vに制限されていた。PDと組み合わせて使用することで、電源電圧を5Vに制限せず、最大20Vまで大きくすることで最大100Wまで電力供給できるようになる。これにより、これまでのバッテリー充電等の小電力用途から機器本体のメイン電源として利用できるようになる。Type-Cコネクタでは、裏表関係なくケーブル挿入が可能になるなど、最大電力以外でも進化が進み、今後のUSBコネクタの主流になっていくことが予想される。PD制御IC(BM92Tシリーズ)を開発した。5A)までの受給電を可能にする。これによりPCやTVなど大きな電力を必要とする機器でも、USB端子からの給電による動作が可能になる(図4)。同時に、USB端子の従来用途であるスマートフォンやタブレットなどにおいては、従来比約4倍以上の急速充電が可能になる。環境負荷を軽減する技術としてはワイヤレス給電も注目される。電力伝送は充電器(AC/DCアダプタなどの電源モジュール)による有線が主流である。充電器を削減できる点で環境に対するメリットもあると言える。欧米を中心にスマートフォンやインフラへの導入が徐々に始まっている。ワイヤレス給電制御IC(BD57015GWL:受信・端末側、BD57020MWV:送信・充電側)の開発を進めている。ワイヤレス給電を実現する。デュアルモード受電を実現する。電源モジュールや電源回路は、今後、更に強化される効率規制や環境問題に直面することが予想される。これらの要求に対応していくには、電源モジュールや電源回路に留まらず、電気製品全体を見据えた取り組みが求められる。ロームでは、これらの市場要求実現のためにトータルアプリケーションに注力し、製品開発を進めていく。reserved.ロームWebサイトはCookieを使用しております。引き続きロームWebサイトを閲覧・利用することで、Cookieの使用に同意したものとみなします。Cookieおよび個人情報の取扱いに関しての詳細は、プライバシーポリシーをご覧ください。