48V システム

近年、電気システムの効率と費用対効果に対する需要の高まりを受け、あらゆる業界で 48V システムの導入が進んでいます。これらの高電圧システムは、特に高圧供給が必要とされる場合に、従来の 12V または 24V アーキテクチャに代わる優れたソリューションとなります。たとえば、自動車業界では燃費と性能の大幅な向上を、データ センターであればエネルギー消費の最適化と冷却コストの最小化を実現することができます。産業オートメーションや電気通信業界でも、電動モーターやアクチュエータなどの高出力機器に 48V が採用されています。

48V の最大の強みは、より小さな電流でより大きな負荷を駆動できる点にあります。その結果として効率が向上するため、48V システムは次を含むさまざまな用途で有力なソリューションとなっています。

  • 48V 自動車用途: Allegro の最新センサーを搭載した 48V 自動車用パワー IC は、マイルド ハイブリッド パワートレインとバッテリー式電気自動車の負荷を最適化し、航続距離の向上と CO2 排出量の削減を実現します。
  • 48V 産業用途: Allegro のゲート ロバスト 100V Si プロセスは、オートメーション用途における正確なモーター制御とスムーズな稼働に最適なソリューションです。
  • 48V データ センター用途: Allegro の 48V 専用 / 最適化ファンおよびポンプのゲート ドライブ ユニットは、従来の 12V システムに代わるシンプルで信頼できるアップグレード オプションです。効率とピーク パフォーマンスを最大限に高めることができます。

12V の先へ: 従来のシステムが現代の電力需要に悪戦苦闘するようになる理由

現在、電力供給の中心である従来の 12V のシステムは、モダン アプリケーションの電力要件の高まりに付いていくために奮闘しています。12V システムの限界は、電力損失とケーブルの厚さのような要素を考慮しても明らかです。電力の要求が増すにつれて、12V システム内の電流も直線的に増加します (P = V*I)。これにより、電源から負荷までのあらゆる配線で高い電力損失が発生します (Ploss= I2 *R)。実際には、システムの電力需要が 2 倍になると電流も 2 倍になりますが、電力損失は 4 倍になります。このような電力損失は不要な熱を生じさせ、システム効率を低下させます。さらに、高電流になると、ケーブルは厚く重くなり、システムの重量と設計のコストが増すことになります。

電圧を高くすることの利点が明らかでも、電圧の制限を 48V に上げる決断には疑問を持つかもしれません。しかし、この制限の背後にある主な要素は、安全基準を遵守する必要があることです。UL や NFPA などの組織は、60V 未満の電圧を安全特別低電圧 (SELV) と指定し、覆いのない機器に人が触れても危険を生じない電圧と見なされます。

電力 = 電圧 * 電流
4 倍の高電圧は、同等の負荷に対して 4 倍の低電流を供給できます。 

電圧 = 抵抗 * 電流および
電力損失 = 電流² * 抵抗により電流が低くなるため、電力損失を低減できます。

電力損失が低くなると、効率は上がり、放散する熱が少なくなります。
配線が細くなると、最大 65% の重量を削減できます。


電力損失の式を示す 48V システムの画像 

当社の 48V ソリューションで高効率と最高のパフォーマンスを実現

Allegro で長年にわたって稼働してきた SG8 半導体処理技術は、最大 100V のオペレーションをサポートする 48V 車載システムを念頭に開発されました。この処理技術は 122V 絶縁破壊電圧のトランジスタを特長としており、オン状態のときのドレイン ソース間の抵抗値 (Rdson) を下げることに加え、負の過渡現象と逆極性に対応します。この高度な処理、自動車の品質と信頼の経歴、12V および 48V の動作をサポートできる幅広い製品により、当社のソリューションは、お客様が 48V システムの設計に向けた移行を開始して、パフォーマンス、効率、コストを最適化するのに最も適しています。

Allegro では、自動車工業クリーン エネルギーデータ センターの非常に多くのアプリケーションで、48V システムの設計に利用できるセンサーおよびパワー IC 製品を幅広く提供しています。

48V Power IC and Sensor Product Portfolio

製品 説明
  AMT49100 80V 車載用 3 相 MOSFET ドライバーおよび 3 LS 電流検知アンプ
  AMT49101 80V 車載用 3 相 MOSFET ドライバーおよび 2 LS 電流検知アンプ、マイクロプロセッサ用リニア レギュレーター
  AMT49502 80V ハーフ ブリッジ MOSFET ゲート ドライバーおよび単一の LS 電流検知アンプ
  A89500 分散 EPS/ ブレーキ システム用 100V ハーフ ブリッジ、超小型パッケージ
  A89503 直列接続負荷用のハーフ ブリッジ ゲート ドライバーおよび単一の LS 電流検知アンプ
  A89103 ソリッド ステート 3 相モーター相アイソレーター、2 つの追加のチャネル (逆バッテリー切断用)
製品 説明
  ACS37220 低抵抗、高出力密度 200A 電流センサー (QFN パッケージ)
  ACS72981 リニア ホール効果ベースの高精度のセンサー IC (200 μΩ 電流導体)
  ACS71240 費用対効果に優れた、代替ホールベースのシャント電流センサー
製品 説明
  AHV85000 一次側 GaN FET 絶縁 ゲート ドライバー チップセット (パワースルー統合絶縁バイアス電源搭載)
  AHV85040 二次側 GaN FET 絶縁 ゲート ドライバー チップセット (パワースルー統合絶縁バイアス電源搭載)
  AHV85110 電源内蔵型シングル チャネル絶縁 GaN FET ゲート ドライバー (パワースルー統合絶縁バイアス電源搭載)
  AHV85111 電源内蔵型シングル チャネル絶縁 GaN FET ゲート ドライバー (レギュレート バイポーラ出力ドライブ搭載)

48V ポンプとファン

Allegro のパワー IC は、48V ポンプとファンが最高の効率で動作し、自動車の熱管理システムやデーターセンターの冷却において、流体力学、システムの圧力、温度管理に対する高度な制御を実現します。

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48V ステアリングおよびブレーキ システム

Allegro のパワー IC は 48V ステアリングおよびブレーキ システムに正確な制御と電力最適化をもたらすため、自動車の優れたハンドル操作と信頼性を確保できます。

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48V モーター制御

Allegro のモーター ドライバーとゲート ドライバーは、自動車および産業オートメーションにおける 48V モーターとアクチュエータに正確で効率に優れた制御を提供し、生産性と信頼性を高めます。

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48V パワー ツール

当社のパワー IC は 18V~60V のパワー ツールに次のレベルの正確な制御と電力最適化をもたらすため、優れたハンドル操作とパフォーマンスが実現します (手になじむ)。

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