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2015年CSR活動ハイライト2015年CSR活動ハイライト

環境対応製品
環境対応製品

車載搭載ユニットに用いる2次側3出力電源ICを新規開発

自動車の内部には様々なシステムを制御するために複数のユニットが組み込まれています。
各ユニットには、制御用マイコンや特定の用途に使用される集積回路が搭載されており、複雑な信号や他のユニットからの情報を制御しています。
ユニットに搭載されるマイコンの電源として、従来の5V単一電源から、3.3V、1.2Vの電源が必要となってきており、更にユニット外部アプリケーションへの電源の供給も考慮した場合、自動車に使用されるユニットに搭載される2次側電源ICは、多出力電源化が進んでいます。
この度、ユニットの小型化・実装基板の小スペース化に寄与するため、当社製2次側電源ICを従来の2出力電源ICから3出力電源ICにする開発を行いました。
近年の多出力電源機能を実現するためには、従来の2出力ICと別サイズの電源IC2個が必要でしたが、開発品を使用することにより従来のパッケージ(パワー面実装パッケージ)と同一サイズで3出力電源機能を実現しました。
これにより、ユニット基板実装面積を従来品よりも20%削減することに成功いたしました。
また、使用する部品点数においても約25%削減に成功しており、省資源に寄与しています。
製品出荷は、2015年10月より開始しており、2018年には10万個/月を見込んでいます。

今後は、更に多出力電源化が進むユニットに対応するための製品開発(さらに小型パッケージ採用や4出力以上の電源搭載、RESET機能強化)を進めていきます。

従来機種と比較し、あらゆる条件で大幅な効率向上した汎用大容量電源

半導体製造装置や生産ロボットなどの産業機器、金融端末装置や各種両替機に搭載されている大容量電源にも小型で高効率の要望がお客様からよせられています。さらに設置場所の温度仕様範囲が従来よりも10℃高い環境での正常動作が必要とされています。

  従来機種
600W
開発機種
648W
幅(mm) 120 120
高さ(mm) 61 61
奥行き(mm) 215 190
体積(cm3 1573.8 1390.8
重量(kg) 2 1.6
電力/体積密度(W/cm3 0.381 0.466
電力/重量密度(W/g) 0.3 0.405

この度、上記の要望に応えられる650Wクラスの大容量電源(SWH650-24、SWH650-48)を新規開発しました。
特徴としましては高温下でも高効率な特性をもつ当社製のSiC(シリコンカーバイド)ダイオードを使用したことや、変換回路に当社独自の共振回路と整流回路に従来より損失が少ないMOS型FETを使用したことが挙げられます。

これらの様々な工夫により、従来比86%であった効率を93%まで向上させ、お客様使用時の電力損失の大幅削減に寄与できます。また、同時に体積、重量の削減にも配慮しています。
出荷数量は13,900台/年間を予定していますので新旧比較では年間で約3,840トンのCO2の削減が見込まれます。

今後は650Wクラスの本機をベースに1000Wクラスの大容量化、300Wクラスの小容量化など多様な製品ラインナップの充実を図っていきます。

年間CO2排出量比較(13,900台)
条件:24時間通電/1日、365日/年間稼働
CO2換算係数 0.556kg-CO2/kWh
2014年度電気事業連合会(全国平均)にて算出

欧州の厳しい規制をクリアした高効率な電源IC

近年、エネルギー需要の増加にともなう環境破壊問題やエネルギー供給問題などを背景に、電源の効率を厳しく規制する動きが活発になっています。
モバイル機器、小型家電、通信機器に使われる外付け電源とよばれるACアダプタ類に関して、各国で義務規定が設けられていますが、欧州ECによるErP(Energy-related Products)指令Lot7が最も厳しい要求となっています。これは、外付け電源の平均効率(25、50、75、100%負荷の効率の平均値)が86.8%以上(出力仕様24Wの場合)でなければならないという規格です。

当社はこの規格をクリアするために、構成する回路部品の中で損失の大きな部分である2か所を抽出し、従来の電源ICを改良して、これを改善することに成功しました。

一つ目は、2次側整流ダイオードの損失低減です。これは1次側パワーMOSFETのターンオン時のサージ電圧を抑制することで達成しました。二つ目は、1次側パワーMOSFETのスイッチング損失の低減です。これは、負荷に応じて最適な発振周波数に制御することで達成しました。

図の通り、入力電圧100V、230Vいずれも平均効率規格86.8%を上回っています。電源では軽負荷領域での効率改善が難しいとされますが、入力電圧100V、230Vの25%以下負荷率においても約2.5ポイントの効果が確認できます。

新製品STR3A400シリーズは、お客様の装置の動作状態にかかわらず、全ての負荷状態で高効率に制御しているのでお客様の装置は外部電源のErP指令Lot7対応はもちろんのこと、OA機器、白物家電、AV機器などの様々な用途の電源の高効率化に役立ちます。
今後も当社は各国の効率規格の動向に合わせた電源システムの開発を進めていきます。

エアコン用モータードライバーICでモーター停止時の消費電流を大幅に低減

トップランナー基準が導入されている製品の一つであるルームエアコンは年間を通じて損失低減が求められています。
エアコンの室内機、室外機ともにファンモーター駆動用としてモーター用ドライバーICが搭載されていますが、特に小電流領域での消費電力低減が要望されています。
この度、新製品として待機モードの機能追加を行いました。これにより、モーター停止時の消費電流を、従来の約3%に低減することができたモータードライバーICを開発しました。
今後は、大容量モーター向けパッケージでの新製品開発を行っていく予定です。

  従来品 開発品  
モーター停止時 90mW 2mW 97%低減
CO2排出量(年間) モーター停止時間が室温によって異なるため、算出は出来ません。
※トップランナー基準とは、製造事業者等に、省エネ型の製品を製造するよう基準値を設けクリアするように課した「エネルギーの使用の合理化に関する法律」の中の、機械器具に係る措置のことです。

3相3線48V50A 力率改善回路つき自然空冷整流器ユニット

お客様の諸事情により、高信頼性、低騒音を必要とする場所へ設置することから、冷却FANを搭載しない自然空冷型の装置を望まれる事が多くあります。
また、近年の高調波抑制・等価逆相電流低減という電力の品質の要求にも対応しつつ、小型化・高効率化を追求する必要もあります。
この度、従来機種と比較して以下の点を改善した新製品を開発しました。

  • PFC回路と呼ばれる力率改善回路を搭載することで高調波を抑制
  • 高効率化で損失低減
  • 小型化
  • 従来機との互換性を維持

本製品は3相AC200Vを入力とし、出力にDC48V50Aを供給する装置です。
変換回路を工夫することで効率を90%から93%に向上させ、従来機種と比較すると、一台当たり約98.6Wの消費電力削減を実現しています(入出力定格時)。出荷数量は300台/年間を予定していますので新旧比較しますと年間で約145トンのCO2の削減に寄与します。
さらに、本製品の特徴として下表のとおり装置の大幅な小型化に成功いたしました。

  従来機種 開発機種
幅(mm) 155 95
高さ(mm) 415 340
奥行き(mm) 590 382
体積(cm3 37,952 12,339
年間CO2排出量比較(300台)
条件:24時間通電/1日、365日/年間稼働
CO2換算係数 0.556kg-CO2/kWh
2014年度電気事業連合会(全国平均)にて算出

工場・倉庫用照明に高効率なLEDスリムベースライト

企業においては、改正省エネ法(「エネルギーの使用の合理化等に関する法律」)への対応遵守が求められるために、エネルギー起源CO2の排出削減を強力に進めていく必要があります。

この度、生産工場や倉庫などの照明の省エネ対策に最適な製品を開発しました。施工性に配慮したため、設置が早く簡単にでき、省エネにも寄与した高効率なLED灯具です。

発光部は、カバー材料を再選定し、光の取り出し効率を向上させました。
電源部は、当社製ICと回路設計技術とのトータルソリューションにより、LED特性に合わせた出力に最適化設定することで高効率を達成しました。
開発機種は従来機種と比較し、消費電力を約21%もの削減に成功しました。
なお、超低ノイズ型LED照明灯具であるため、電気用品安全法技術基準省令第1項より、更に広範囲の規格であるCISPR15規格もクリアしておりデータセンター等にも安心して使用できます。

今後は製品ラインナップの充実を図るとともに自然光に近い上質な演色性の高い製品展開を進め、新用途の開拓にも挑戦をしていきたいと考えています。

年間CO2排出量比較(20,000台)
条件 : 8時間点灯/1日、240日/年間稼働
CO2換算係数 0.556kg-CO2/kWh
2014年度電気事業連合会(全国平均)にて算出
  従来機種
NVR1SW2C2056NSA
開発機種
NVR1SW050056NSA
ルーメン(lm) 9,800 9,500
消費電力(W) 70.7 55.9
発光効率(lm/w) 138.6 169.9
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