48VシステムにおけるDC/DCコンバータ

48VシステムにおけるDC/DCコンバータ、およびその周辺を構成する主要な部品の選定基準について、より実務的な視点で詳しく解説します。

特に48Vから12Vへ変換する降圧（Buck）コンバータを例に挙げます。

1. パワーMOSFETの選定

48Vシステムでは、スイッチング素子の性能が効率と熱設計に直結します。

耐圧（VDS）: 48V定格に対し、サージ（ロードダンプ）やスイッチング時のスパイクを考慮して、80V〜100V耐圧のMOSFETを選定するのが標準的です。
低オン抵抗（RDS(on)）: 大電流を流すため、mΩ（ミリオーム）単位の極めて低い抵抗値が求められます。
パッケージ: 放熱性に優れた「TO-Leadless (TOLL)」や、小型・高放熱の「PQFN」パッケージが多用されます。最近では、より高効率な**GaN（窒化ガリウム）**素子の採用も検討され始めています。

2. コントローラIC（PWM制御）

コンバータ全体の動作を制御するICです。

多相制御（Multi-phase）: 12V側で100A〜200Aといった大電流が必要な場合、単相ではコイルが巨大になりすぎるため、3相や6相のインターリーブ制御が可能なICを選びます。
双方向制御: 48V→12Vだけでなく、12V→48Vの昇圧も同じ回路で行う場合、双方向制御に対応した専用の車載IC（例：RenesasのISL78226、TIのLM5170-Q1など）が必要です。
機能安全（ISO 26262）: 万が一の故障時に出力を遮断できるよう、自己診断機能や「ASIL-B」以上の認証を受けたICが選ばれます。

3. パワーインダクタ（コイル）

電流を平滑化し、エネルギーを一時的に蓄える部品です。

大電流・低損失: 直流抵抗（DCR）が極めて低く、大電流でも飽和しない（磁気飽和特性に優れた）メタルコンポジット材料のインダクタが主流です。
振動対策: 車載特有の激しい振動に耐えるため、端子の補強や堅牢な筐体を持つ構造が求められます。

4. コンデンサ（入力・出力）

入力側（48V系）: 高電圧サージに耐えるため、耐圧の高いアルミ電解コンデンサや、高周波ノイズ除去用のセラミックコンデンサ（MLCC）を組み合わせて配置します。
出力側（12V系）: 低ESR（等価直列抵抗）で、大きなリップル電流に耐えられるポリマーコンデンサなどが選ばれます。

5. 保護部品（eFuse / 理想ダイオード）

従来のヒューズに代わり、半導体で高速に電流を遮断する部品の重要性が増しています。

eFuse (電子ヒューズ): 短絡が発生した際、マイクロ秒単位で電流を遮断し、他のECUへの影響を防ぎます。
逆接続保護: バッテリーを逆につないだ際の保護として、ダイオードよりも電圧降下が少ない「理想ダイオードIC + MOSFET」の組み合わせが使われます。

選定時の重要ポイント：熱設計

48V DC/DCコンバータは数kW級の電力を扱うため、**「いかに熱を逃がすか」**が最大の設計事項となります。

アルミ基板や高放熱基板の採用
パワーモジュール化（チップを直接冷却プレートに載せる構造）
**筐体（アルミダイカスト）**への熱伝導シートの選定

出典：Google Gemini

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