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12-48V 車載用ハイブリッドパワートレインの双方向コントローラで MOSFET を 安全に駆動させる 100V ハーフブリッジ・ドライバを発表 【ルネサス エレクトロニクス】
2018年11月7日
12-48V 車載用ハイブリッドパワートレインの双方向コントローラで MOSFET を 安全に駆動させる 100V ハーフブリッジ・ドライバを発表
～先進的な ILS784×4 MOSFET ドライバファミリにより、高電流 DC/DC 変換を実現。デッドタイムを調 整し、効率を最大化することが可能～
ルネサス エレクトロニクス株式会社（代表取締役社長兼 CEO:呉 文精、以下ルネサス）は、このたび、新 たな車載用 100V・4A ハーフブリッジ N チャネルの MOSFET ドライバファミリを発表しました。新 ISL784×4 ファミリには、ハイサイドとローサイドの両ゲートドライバを単独の 3 値 PWM 入力で制御できる ISL78424 と ISL78444、および、ハイサイドとローサイドのドライバをそれぞれ個別に制御する独立した入力を 2 つ有す る ISL78434 の合計 3 種のデバイスが含まれます。ISL784×4 ハーフブリッジ N-MOSFET ドライバは、4 相 双方向コントローラ ISL78224 を補完するもので、マイルドハイブリッド車に使用される 12-48V コンバータで 最大 3kW の電力を供給し、95%以上の変換効率を実現することが可能になります。また ISL784×4 は、1224V 双方向 DC/DC コンバータやその他の高電流バック/ブースト用途にも最適です。
ISL784×4 ドライバは、独立したソースとシンクの MOSFET ゲート・ドライバピンを提供することで、高電流 MOSFETの駆動を簡素化します。これにより、設計上、DC/DCスイッチのノード遷移の上昇あるいは下降の スルーレートのチューニングに外付けのゲートレジスタを使用しやすくなり、結果としてEMI（電磁干渉）を減 らすことができます。また、ISL784×4 にはアダプティブ（適応型）･デッドタイム制御が備わっており、両方の DC/DC コンバータスイッチが同時に閉鎖することで発生するシュートスルー電流を防ぐ、精密な BBM （break-before-make）スイッチング動作が可能です。さらに、ISL78424 と ISL78434 に搭載されたアダプティ ブ・デッドタイム機能は、MOSFET のゲートでの検知を可能にし、スイッチングノードのスルーレートを制御 することで、外付けゲートレジスタ間での電圧の急低下によるエラーの発生を防ぎます。
ISL784×4 ドライバは、48V マイルドハイブリッド車向けの 12-48V コンバータ高電流 DC/DC 用途に最適 です。3A ピークソース電流と 4A ピークシンク電流の堅固なゲート駆動により効率を高めます。強力なゲー ト駆動により、高いゲート静電容量を持つ高電流 MOSFET の高速スイッチングを実現することで、スイッチ ングによる損失を減らします。ハーフブリッジ MOSFET ドライバのアダプティブ・デッドタイム制御により過剰 なデッドタイムを削減することで、導通損失を減少させ、さらに DC/DC 変換効率を向上させます。これに加 え、ISL784×4 ドライバは、70V DC に耐え、まれに発生する瞬間的な電圧上昇であれば最大 86V DC まで 許容するスイッチングノードを備えており、48V 車載システムに理想的な定格電圧を提供します。同様に、 ハイサイド・ドライバのブートストラップノードも通常は 86V DC、まれな瞬間的電圧上昇の際は最大 100V ま で許容します。
ルネサスのオートモーティブソリューション事業本部 車載システムプロジェクトマネジメント統括部長、大 道昭は次のように述べています。「新しい ISL784×4 ハーフブリッジ・ドライバファミリは、スルーレート制御用 の独立したソース/シンクピンとゲート検出のアダプティブ・デッドタイム制御を初めて組み合わせた製品で す。高度に統合された ISL78424、ISL78434、ISL78444 にはクラス最高の機能がいくつも搭載されており、
競合するハーフブリッジ ・ドライバ製品よりも高い性能を実現することで、高いパフォーマンスと使いやすさを お客様に提供いたします。」
ISL78424、ISL78434、ISL78444 の主な特長 ・3A ソース/4A シンク出力電流 ・3 値 PWM 入力（ISL78424 と ISL78444） ・独立した HI/LI 入力（ISL78434） ・ドライバ出力として個別のソース端子/シンク端子を搭載（ISL78424 と ISL78434） ・8V から 18V の幅広い動作電圧に対応 ・内蔵の 3Ω ブートストラップ FET スイッチにより、外付けのショットキーバリアダイオードが不要 ・アダプティブ・デッドタイム制御とプログラム可能なデッドタイム遅延に単一のレジスタで対応 ・AEC-Q100 Grade-1 認定、-40°C～+140°C の幅広い動作温度に対応
3 値 PWM 信号を使用する ISL78424 と ISL78444 は、4 相双方向同期 PWM コントローラの ISL78224 と 組み合わせることで、48V マイルドハイブリッド車における 12V バスと 48V バスの間の電力変換を行うことが できます。設計時にルネサスの車載用マイコン RH850 ファミリと組み合わせることにより、ASIL 安全監視、 システム制御および車内通信を実現することが可能になります。また ISL78424 と ISL78444 は、4 相コントロ ーラの ISL78225、または 6 相コントローラの ISL78220 と組み合わせることにより、車載オーディオアンプの 電力供給に適用することもできます。
価格と供給 ハーフブリッジ・ドライバ全 3 種（ISL78424、ISL78434、ISL78444）と評価ボードは、現在販売中です。各 デバイスは 14-lead HTSSOP パッケージで提供され、1,000 個一括購入時の単価（参考価格）は 1 個につき 1.70 米ドル（税別）となります。
ISL78424 の詳細については、http://www.renesas.com/products/automotive/power-management/half-fullbridge-three-phase-drivers/device/ISL78424.html#overviewInfo をご覧ください。
ISL78434 の詳細については、http://www.renesas.com/products/automotive/power-management/half-fullbridge-three-phase-drivers/device/ISL78434.html#overviewInfo をご覧ください。
ISL78444 の詳細については、http://www.renesas.com/products/automotive/power-management/half-fullbridge-three-phase-drivers/device/ISL78444.html#overviewInfo をご覧ください。
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