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今回は、データセンター向けの堅牢な電源管理システムの構築に役立つハイブリッドアルミ電解コンデンサについて解説した記事をご紹介します。
■AIデータセンターで効果的な電源管理を行う方法
急速なAI技術の進歩によりデータセンターの需要が急増しています。電力を大量に消費するデータセンターにおいては、効率の良い電源管理が非常に重要になっています。そのため、高温でも動作するGaNやSiCなどのワイドバンドギャップ(WBG)半導体の採用が増えていますが、それに合わせて高温に耐えられるコンデンサや抵抗も重要になっています。また、コンデンサにおいては、電力損失を減らすためにコンデンサの内部抵抗の値を示すESR(等価直列抵抗)が小さいことも重要です。
 ハイブリッドコンデンサの構造(パナソニックのWebページより引用)
ハイブリッドコンデンサは、導電性高分子と電解液を組み合わせたアルミ電解コンデンサで、温度による特性変化がほとんどないのでデータセンター用途以外にも車載用などにも採用されています。
特長は、高温で動作し、ESRが小さく、高リプル電流に対応可能で長寿命であることです。従来のコンデンサは数十kHzで効果を失い始めますが、ハイブリッドコンデンサは1MHzに近い周波数でも性能を維持します。そのため、より小さなコンデンサを使用することが可能になり、小型のコンバータを実現できます。
【アプリケーションラボ】では、データセンターにおける電源供給の概要とコンデンサに求められる性能などについて解説した後、パナソニックが販売する導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサを紹介しています。
パナソニックの導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサには、最大動作温度が＋105℃(寿命10,000時間)、＋125℃(寿命4,000時間)、＋135℃(寿命4,000時間)、＋145℃(寿命2,000時間)、＋150℃(寿命1,000時間)のラインナップがあります。
ハイブリッドコンデンサを評価するには、STMicroelectronics製のDC/DCコンバータ評価ボードEVLMG1-250WLLCを使用することができます。このボードは、システムインパッケージでエンハンスメント型GaN HEMTトランジスタを2個搭載した高電力密度650Vハーフブリッジゲートドライバ MASTERGAN1を搭載しています。
ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。
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▽導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサ
【EEH-ZA1V151P】
・単価：￥387(税込)
・静電容量/定格電圧：150μF/35V
・ESR：27mΩ(100kHz時)
・リップル電流：最大2.3A(100kHz時)
・動作温度範囲：－55℃～＋105℃
・AEC-Q200認証済み
・サイズ：φ8.0×10.5mm
▽導電性高分子ハイブリッドアルミ電解コンデンサ
【EEH-ZL1E681P】
・単価：￥664(税込)
・静電容量/定格電圧：680μF/25V
・ESR：14mΩ(100kHz時)
・リップル電流：最大2.3A(100kHz時)
・動作温度範囲：－55℃～＋155℃
・AEC-Q200認証済み
・サイズ：φ10.0×10.5mm |
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▽高精度薄膜チップ抵抗器(1206)
【ERA-8PEB1004V】
・単価：￥206(税込)
・抵抗値：1MΩ±0.1%
・定格電力：0.25W
・温度係数：±25ppm/°C
・動作温度範囲：－55℃～＋155℃
・AEC-Q200認証済み |
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▽GaN DC/DCコンバータ評価ボード
【EVLMG1-250WLLC】
・単価：￥70,643(税込)
・出力電圧：24VDC
・最大出力電力：250W
・入力電圧：400V±10%
・効率：92%以上
・保護機能：過電流、短絡、過電圧
・サイズ：100mm×60mm(高さ35mm) |
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