非接触充電システムやGaNパワーモジュールを展示：オートモーティブ ワールド2020

新電元工業は、「オートモーティブ ワールド2020」で、開発中の「非接触充電システム」や「車載用DC-DCコンバーター」、さらには大電力で高効率スイッチング電源に向けた「パワーモジュール」などを参考展示した。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

最新のカーエレ技術を「見て、触れて、動きを実感」

　新電元工業は、「オートモーティブ ワールド2020」（2020年1月15〜17日、東京ビッグサイト）で、開発中の「非接触充電システム」や「車載用DC-DCコンバーター」および、大電力で高効率スイッチング電源に向けた「パワーモジュール」などを参考展示した。ブースでは、「見て、触れて、動きを実感」をテーマに、自社のデバイス製品／電源装置とクルマとの関係性を分かりやすく紹介した。

　EV／PHEV向けに開発を行っている非接触充電システムは、SUV相当の車高空間（170〜250mm）でも高い効率で電力を伝送することができる。これは、地面（送信コイル）から車載機（受電コイル）までの距離を定めた米国自動車技術会（SAE）のZ規格の中で、最も長い距離の電力伝送となる「Z3クラス」対応である。

　開発に当たっては、磁界共鳴方式の非接触電力伝送技術を有する米国WiTricityとライセンス契約した。磁界共鳴方式は、電磁誘導方式に比べて長い空間の電力伝送に適しているという。その上、送受電コイル相互の位置や向きなどの自由度が高く、駐車位置が少しずれても効率よく充電できるのが特長だ。

非接触充電システムのイメージ図

　脱炭素社会の実現に向けて、電力変換効率を高めたパワーモジュールも参考展示した。その1つが、耐圧650VのGaN（窒化ガリウム）パワーモジュールである。メインスイッチ素子にノーマリオフのGaN HEMTを2個組み合わせたハーフブリッジ回路をDIPパッケージに収めている。

GaNモジュールとデモボード

　GaN HEMTを用いることで、スイッチング周波数を1MHzまで引き上げることができ、従来を上回る高い効率と電流密度を実現することができるという。また、主要回路ブロックをモジュール化しているため、寄生インダクタンスや放熱を考慮した設計作業を省いたり、軽減したりすることができる。

　新電元工業は、開発したGaNパワーモジュールを用い、出力1kWのLCC電流共振電源ボードを試作した。この評価ボードを用いてスーパージャンクション（SJ）-MOSFETを用いた場合と動作比較した。この結果、1MHzでスイッチングした時の電力変換効率はGaN HEMTを用いると96.8％、SJ-HEMTの場合96.3％となった。

　この差は放熱フィンのサイズを13％も削減できることになる。この結果、LLC電流共振電源全体のサイズを約20％も小さくすることが可能だという。