電力損失40%低減 3レベル方式の降圧コントローラー、ルネサス：USB PD規格の電源制御に対応

ルネサス エレクトロニクスは、3レベル方式を採用した降圧コントローラー「RAA489300」「RAA489301」を発売した。従来の2レベル方式と比較して、出力電圧制御時の電力損失を最大約40％低減する。

[EDN Japan]

　ルネサス エレクトロニクスは2025年8月、USB Type-Cシステムのバッテリー充電と電圧レギュレーター向けに、3レベル方式を採用した降圧コントローラー「RAA489300（48V対応）」「RAA489301（20V対応）」を発売した。

3レベル方式を採用した降圧コントローラー「RAA489300」「RAA489301」 出所：ルネサス エレクトロニクス

　両製品は、従来の2レベル方式と比較して、出力電圧制御時の電力損失を最大約40％低減する。また、発熱を抑えることで冷却部品を削減できるため、実装面積の省スペース化にも寄与する。

　USB Power Delivery（USB PD）規格の電源制御に対応し、最大240W（48V／5A）に適用可能。主な用途として、マルチポートUSB PD充電器、ポータブル電源、PCドック、ロボット、ドローンなどを想定する。

3レベル方式で高効率と小型化を両立

　3レベル方式は、2レベル構成にスイッチ2個とフライングコンデンサー1個を加えたものだ。フライングコンデンサーでスイッチの電圧ストレスが緩和され、耐圧や損失の低いパワーデバイスが使えるため、導通損失とスイッチング損失を抑えられる。

　また、電流リップルのピークトゥピークは2レベル比約25％となり、小型インダクターを使用できるようになる。結果として、コア損失と直流抵抗損失を低減できる。

　両製品は、USB PD準拠の電源制御に対応し、過充電、過熱、電圧異常に対する保護機能を備えている。電圧を複数スイッチに分散する最適化スイッチングで電力変換効率を高めるほか、消費電力を最小化して環境負荷の低減にも寄与する。拡張性も高く、各種バッテリーパックやUSB PDアダプターと柔軟に接続できる。パッケージは4×4mmの32ピンTQFNを採用した。

　同社は、ウィニングコンビネーションとして、240W USB Type-Cバッテリーシステムや140〜240W対応デュアルポートUSB Type-C＆USB PDチャージャーの設計例を提供している。同社製品を組み合わせた設計検証が済んでいるため、設計効率が向上する。