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パワーデバイスドライバの選び方と作業の始め方 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
マルツ最新情報 |
MAIL MAGAGINE No. 1802 2023.12.5 |
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「パワーデバイスドライバの選び方と作業の始め方」 (DigiKey社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介) |
| 「アプリケーションラボ」は、DigiKey社のご協力をいただいて、DigiKey社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。 今回は、電力の制御を行うパワーデバイスを駆動するために不可欠なゲートドライバについて解説した記事をご紹介します。 ■パワーデバイスドライバの選び方と作業の始め方 パワーデバイスは、高電圧や大電流を扱うことができ、電力制御や電圧変換を行うための半導体です。用途としては、交流を直流に変換するコンバータ、直流を交流に変換するインバータ、電圧を変換するレギュレータなどがあります。 パワーデバイスは、ゲート端子にパルスを加えることで電流のON/OFFを行うスイッチとして機能します。加えるパルスの制御は一般にマイコンで行いますが、マイコンの出力ではパワーデバイスを駆動できないため、マイコンとパワーデバイスの間にはゲートドライバが必要です。パワーデバイスの動作電圧や電流は様々であり、スイッチング損失やノイズの問題も発生するため、適切なゲートドライバを採用することは非常に重要です。 ゲートドライバとパワーデバイスを外部の負荷に対して電源側に配置する方式をハイサイド駆動、GND側に配置する方式をローサイド駆動と言います。どちらの方式にもメリットとデメリットがあります。モータ制御では、ハイサイド駆動とローサイド駆動を組み合わせて上下を交互に駆動させて効率を上げるブリッジ方式も採用されます。 ハイサイド駆動ではパワーデバイスがグランドに接続されていないため、一般に絶縁とフローティング電源が必要になりますが、絶縁機能を組み込んだゲートドライバICを利用できるようになり、フォトカプラなどの絶縁デバイスを別途用意する必要がなくなりました。 さらに最近はSiC(シリコンカーバイド)のMOSFETを採用する事例も増えてきたため、SiとSiCの両方に対応できるゲートドライバICが登場しています。例えば、インフィニオン社のEiceDRIVERシリーズのゲートドライバICはSiとSiCの両方に対応し、高速短絡保護、非飽和(DESAT)フォルト検出/保護、アクティブミラークランプ、スルーレート制御、シュートスルー保護、故障/シャットダウン検出、過電流保護、I2Cインターフェースなどの機能を備えています。低電圧、非絶縁型のローサイドドライバから絶縁型のkV/kWデバイスに至るまで、広範な選択肢が用意されています。 【アプリケーションラボ】では、パワーデバイスとゲートドライバの役割およびゲートドライバの回路構成やパワーデバイスとの間に入る外部ゲート抵抗の算出法などについて解説した後、インフィニオン社のゲートドライバICの使い方を紹介しています。
▽過電流保護機能付きローサイドゲートドライバIC【1ED44176N01FXUMA1】 単価：￥371 (税込) インフィニオン社製のMOSFET、IGBT向けの25Vシングルチャンネルのローサイド、非インバータゲートドライバICで、最大50kHzで50A/650Vのデバイスを駆動することができます。ソース電流は0.8A、シンク電流は1.75Aです。パッケージは、小型の8ピンPG-DSOPです。  EVAL-1ED44176N01F評価ボード 単価：￥5,676 (税込) ゲートドライバICの1ED44176N01Fとパルス発生用コンパレータ、抵抗負荷(ポテンショメータ)を搭載したMOSFETドライブ回路の評価ボードです。ポテンショメータを回転させると、MOSFETがONのときにループ電流が変化しシャント抵抗に異なる電圧がかかります。正常動作時には緑色のLEDが点灯し、障害時には赤色のLEDが点灯します。 |
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【マルツの技術情報】 マルツエレックは回路設計のご要望にお応えします |
| ▼ 音声信号入出力回路基板の製作 【LP38：制御回路編】 電話線からの音声を入力し、I2S 経由で Raspberry Pi 4 Model B で音声信号を入力し、信号を処理して、出力音声を生成し、電話線経由で音声を出力するRaspberry Pi 4 Model B のHAT を製作しました。 資料のダウンロードはこちらから。 その他の技術情報一覧はこちらをご覧ください。 回路設計に関するご相談・お見積りは無料です。こちらからお気軽にお問合せください。 |
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