バルクコンデンサを排除する単段トポロジー。ヴィステオン・シンリーとインフィニオンが挑むGaN双方向スイッチ採用OBCの構造

家庭用や充電スタンドの交流（AC）を直流（DC）に変換して駆動用バッテリーへ充電するOBCは、従来「PFC（力率改善回路）段」と「DC/DCコンバーター段」の2つのステージ（2段構成）で構成されるのが一般的である。このふたつの回路の間に、脈動を平滑化するための中間キャパシタとして巨大で背の高い電解コンデンサ（バルクコンデンサ）を配置する必要があった。このバルクコンデンサは、OBC全体の小型・薄型化を阻む最大の体積要因であり、電解液の経年劣化という寿命・信頼性上の物理的弱点でもあった。

「シングルステージOBC」はスイッチング素子にInfineonの窒化ガリウム（GaN）モノリシック双方向スイッチ（BDS：monolithic bidirectional switches）を採用。従来の2段OBCにおいて別々に処理されていた電力変換機能を、VSPEのシングルステージ・アーキテクチャによって電力変換機能をひとつのステージに統合するとともにバルクコンデンサを排除、InfineonのGaN BDSが双方向の電圧遮断と電流伝導をひとつのデバイスに統合することでより少ない半導体部品点数で双方向スイッチング機能を実現し、パワー段を簡素化する構造とした。GaN高周波スイッチング機能は、電力密度を高め、磁気回路サイズの縮小にも寄与する。

VSPE独自のコンバーターハードウェアトポロジー、制御戦略、およびシステム統合技術を組み合わせることで、従来の設計と比較して、高効率・高信頼性を実現しつつ、システムサイズ、複雑性、およびシステムコスト削減を狙う。

「この提携により、車載エレクトロニクス、電力変換、および先端半導体分野における互いに補完し合う強みが結集されます」と、Visteon-Shinry Power Electronicsの共同ゼネラルマネージャーであるZilai Zhao氏は述べた。「Visteonのシステムに関する専門知識と、インフィニオンのGaN分野におけるリーダーシップを組み合わせることで、次世代EVプラットフォームに向けた革新的なソリューションを提供していきます」

「インフィニオンのGaNスイッチを当社の独自開発によるシングルステージ・トポロジーに統合することは、電力密度とシステムコストの面で画期的な変化をもたらします」と、SHINRY TechnologiesのCTOであるマーク・サン氏は述べた。「当社の研究開発チームは、世界の自動車メーカーの顧客が求める厳格な信頼性基準を満たすため、この革新的なアーキテクチャの検証に全力を注いでいます」

「Visteon-Shinry Power Electronicsと協力し、次世代電気自動車向けの車載充電技術の限界を押し広げています」と、Infineon TechnologiesのGaN自動車部門担当バイスプレジデント、ブノワ・ルソー氏は述べた。「2026年世界新エネルギー車会議で『グローバル新エネルギー車革新技術』として認定された当社のGaN双方向スイッチは、最先端のスイッチング性能と効率を、新たなレベルの半導体集積化と組み合わせることで、新しい電力変換アーキテクチャを実現します」

シングルステージOBCは、22kW三相および19.2kW単相AC充電の両方をサポート。V2X（Vehicle-to-Everything）に全面対応する双方向の電力変換能力を備え、電力網との連携とエネルギーの柔軟性向上を実現する。