会社ブログについて Rohm ゲート ドライバのリサイクル: 絶縁型/IGBT/MOSFET/ハイサイド/ローサイド ゲート ドライバ

Rohm ゲート ドライバのリサイクル: 絶縁型/IGBT/MOSFET/ハイサイド/ローサイド ゲート ドライバ

深セン明佳達電子有限公司は、30 年近くにわたり電子部品のリサイクル分野に特化してきました。世界的に有名な電子部品の在庫販売業者およびリサイクル業者として、当社は長年にわたりさまざまな電子チップのリサイクルに取り組んでおり、企業が迅速に在庫を処分し、資本を回収し、倉庫コストを削減できるよう、高額現金買取、オンサイト評価、即時決済サービスを提供しています。

【リサイクルのメリット】

高額購入、透明性のある価格設定: 当社は市場状況に基づいて見積もりを出し、業界平均より 5% ～ 15% 高い価格を提示します。隠れた手数料なしの無料査定。プロセス全体がオープンかつ透明です。

包括的な補償範囲、無制限のリサイクル: 当社は、新品、元のパッケージ、廃止されたコンポーネント、製造中止されたコンポーネント、解体されたコンポーネントを受け入れます。数量、バッチサイズ、包装タイプに制限はありません。

専門チーム、効率的なサービス：17年以上の業界経験により、現場検査、即時決済、迅速な支払いを提供します。当社はグローバルな買い戻しをサポートし、プロセスを合理化します。

ライセンスを取得した運営、安全でコンプライアンスを遵守: 当社は正式なリサイクルライセンスを保有しており、環境基準を厳格に遵守し、データ侵害のリスクを排除し、お客様の商業的利益を保護するために在庫情報を機密情報として扱います。

I. 製品概要

ロームのSOI高電圧集積回路プロセスとオンチップマイクロトランス絶縁技術を活用して、シリコンMOSFET、IGBT、第3世代SiC MOSFET、GaN HEMTなどのパワーデバイスと完全に互換性のある、非絶縁ハイサイドとローサイド、および絶縁シングルチャネルおよびデュアルチャネル絶縁ゲートドライバ製品ラインをカバーする包括的な製品ラインを確立しました。これらの製品は、産業用周波数変換、太陽光発電エネルギー貯蔵、自動車電気駆動システム、サーバー電源、UPS システム、ヒューマノイド ロボット用の電力変換など、幅広い高電圧および低電圧の電力変換アプリケーションをカバーしています。

製品ラインは、アーキテクチャに基づいて 2 つの主要なグループに分類されます。

非絶縁ハイサイドおよびローサイド ゲート ドライバ (BM60/BS/BD シリーズ HVIC): ブートストラップ フローティング グラウンド アーキテクチャ、600 V ～ 1200 V の高電圧フローティング グラウンド耐電圧、ハーフブリッジおよび三相ブリッジ構成専用で、低コストと高集積を実現します。

絶縁型ゲートドライバ（BM61/BM6GD絶縁型シリーズ）：オンチップトランスベースの電気絶縁を特徴とし、絶縁耐圧2500Vrms/3750Vrms。高電圧回路と低電圧回路を完全に分離。高電圧安全規格、自動車の機能安全、高出力 IGBT/SiC ドライブ アプリケーションに適しています。

どちらの製品カテゴリも、シングル チャネル、デュアル チャネル、および三相統合ソリューションのオプションを備えた独立したハイサイドとローサイドの駆動をサポートしています。これらには、UVLO (低電圧ロックアウト)、アクティブミラークランプ、過電圧保護、短絡検出などの複数の保護機能が組み込まれており、スイッチング効率、EMI抑制、長期的な動作信頼性のバランスを保ちます。

II.コア技術アーキテクチャと分類の分析

(1) 非絶縁ハイサイド/ローサイド ゲート ドライバー (HVIC ブートストラップ シリーズ、IGBT/MOSFET 駆動用)

1. 基本的な動作原理

ロームの実証済みのSOI（シリコン・オン・インシュレータ）プロセスを利用して、ハイサイド・チャネルにはブートストラップ・ダイオードとブートストラップ・コンデンサを介してフローティング電源が供給され、絶縁電源が不要になります。統合された高電圧レベルシフト回路により、3.3V/5V ロジック信号を制御側から 1200V 高電圧側に送信できます。 1 つのチップがハイサイドとローサイドの両方の駆動信号を同時に出力し、ハーフブリッジ、フルブリッジ、三相インバーター トポロジをサポートし、N チャネル MOSFET と IGBT パワー デバイスを直接駆動します。

2. 代表的なモデルと主要なパラメータ

BM60212FV-C (車載グレード 1200V デュアルチャネル ハイサイドおよびローサイド ドライバー)

フローティンググランド耐電圧: 1200V; AEC-Q100 グレード 1 自動車認証。機能安全分析をサポートします。

供給電圧範囲: 10 ～ 24V。アクティブミラークランプとUVLO低電圧保護を内蔵。

標準的な立ち上がり/立ち下がり遅延: 55 ns。 3.3 V/5 V MCU ロジック入力と互換性があります。

アプリケーション: オンボード充電器 (OBC)、オンボード インバータ、および産業用 1200 V IGBT ハーフブリッジ回路。

BS2114F (600 V 汎用ハイサイドおよびローサイドドライバー)

フローティンググランド耐電圧：625V、出力駆動電流: ±500 mA;

160 ns の固定デッドタイムを統合、電源 UVLO、コンパクトな SOP8 パッケージ。

用途: 家庭用インバータ、小規模太陽光発電マイクロインバータ、48V エネルギー貯蔵 DC-DC コンバータ。

BD2310G (シングルチャンネルローサイド専用ドライバー)

純粋なローサイド アーキテクチャ、4 A シンク/ソース電流、超小型 SSOP5 パッケージ。

ロジック入力 2.0 ～ 5.5 V、VCC 4.5 ～ 18 V、15 ns 高速スイッチング。

用途: 低電圧同期整流、ローサイド MOSFET/IGBT 補助スイッチ、ヒューマノイド ロボット用の補助電源スイッチ ドライバー。

BD67871MWV-Z (三相ハイサイドおよびローサイドドライバーを統合、TriC3™ アクティブゲートドライバー)

3 つのハーフブリッジ回路 (6 つのハイサイドおよびローサイド ドライバー) を統合、4.5 ～ 60 V の広い電圧範囲。

ローム独自の TriC3™ ダイナミック ゲート電流レギュレーションにより、スイッチング損失と EMI リンギングを同時に低減します。

デッドタイム、過電流、不足電圧、サーマルシャットダウンなどの包括的な保護機能を内蔵。

用途: 産業用 BLDC モーター、電動工具、人型ロボットのジョイント サーボ ドライブ。

3. 製品の利点

SOIプロセスによる高電圧絶縁。内部チップ絶縁により、外部フォトカプラや絶縁トランスが不要になり、BOM コストが削減されます。

ハイサイドとローサイドのデュアル チャネルをシングルチップに統合することで、ハーフブリッジ周辺回路が簡素化され、PCB 配線の寄生インダクタンスが低減されます。

アクティブミラークランプは、IGBT/MOSFETのターンオフ中のミラー電流の誤った導通を抑制し、上部スイッチと下部スイッチ間の直接導通とそれに続くデバイスの故障を防ぎます。

車載用と産業用の両方のグレードがあり、-40°C ～ 125°C の広い動作温度範囲を備えており、厳しい動作条件に適しています。

(II) 絶縁型ゲートドライバ (オンチップトランス絶縁、IGBT/MOSFET/SiC/GaN対応)

1. 基本的な動作原理

ローム独自のオンチップマイクロトランス集積プロセスにより、絶縁トランス、信号変調・復調回路、高・低圧駆動回路を1チップ上に集積し、制御側（低圧MCU）とパワー側（高耐圧IGBT/SiC）間の完全な電気的絶縁を実現します。絶縁耐圧は最大 3750 Vrms で、UL1577 絶縁規格に適合しています。入力側と出力側の両方にあるデュアルの独立した UVLO 保護により、高電圧回路と低電圧回路の間に共通アースの干渉がないことが保証され、それによって高電圧クロストークによるメイン コントローラーの損傷が防止され、高出力で安全レベルの高い機器に適しています。

2. 主要製品ラインの内訳

(1) BM61S シリーズ (SiC/IGBT 用ユニバーサル絶縁ドライバ、車載グレード 3750 Vrms)

代表モデル：BM61S40RFV-C（シングルチャンネル）、BM61S41RFV-C（デュアルチャンネル、ハイサイド、ローサイド）

絶縁耐圧3750Vrms。 AEC-Q100 グレード 1 自動車グレード。機能安全をサポートします。

出力駆動電流は±4A。 2次側電源電圧は16～24V。第 3 世代 SiC MOSFET の 18V 駆動電圧に完全に一致します。

アクティブミラークランプ、デュアルチャンネル入出力UVLO、過電圧保護(OVP)を内蔵。

最大 I/O 伝播遅延 65 ns、最小入力パルス幅 60 ns、高周波スイッチングをサポート。

デュアルチャネルモデルは、ハーフブリッジのハイサイドとローサイドのパワーデバイスを直接駆動できるため、2 つのシングルチャネル絶縁ドライバが不要になります。

用途: 自動車用メインインバータ、大規模商用および産業用エネルギー貯蔵コンバータ、1500V 太陽光発電インバータ、産業用 1200V SiC パワーモジュール。

(2) BM6GDシリーズ（ワイドバンドギャップGaN専用絶縁型ドライバ）

代表型式：BM6GD11BFJ-LB

2500Vrms の絶縁耐電圧、特に高電圧 GaN HEMT 向けに最適化。

独立したゲート充電/放電ピンにより、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのスロープを個別に調整して、GaN の高周波リンギングを抑制できます。

最大 2MHz の超高周波スイッチングをサポートし、GaN デバイスの高周波小型化の利点を活用します。

狭いパルス応答を備えたデュアル入出力 UVLO は、高密度サーバー電源、高速充電高出力モジュール、ヒューマノイド ロボット用の高電圧電力変換ユニットに適しています。

3. 絶縁型製品の主な利点

最大安全定格: 3750Vrms の高絶縁、太陽光発電、エネルギー貯蔵、および自動車の高電圧絶縁規格に準拠し、安全設計の複雑さを軽減します。

最先端の統合: オンチップトランスが外部フォトカプラと絶縁型電源を置き換え、PCB レイアウトを大幅に簡素化し、ユニット全体のサイズを縮小します。

ワイドバンドギャップデバイス向けに最適化: 二次側駆動電圧範囲は、18V SiC、15V IGBT、12V Si MOS、および 6 ～ 10V GaN の駆動要件をカバーします。

干渉に対する強力な耐性: トランス絶縁により、フォトカプラに関連する温度ドリフトや経年劣化による減衰の問題が解消され、フォトカプラベースのドライブと比較して、高温および高周波の動作条件下で優れた安定性が得られます。

すべてのシナリオにわたる包括的な保護: 統合されたミラー クランプ、デュアル チャネル不足電圧、過電圧および短絡 DESAT 検出、および障害信号出力。

Ⅲ．一般的なコア機能 (ハイサイド、ローサイド、および絶縁ドライバーの全範囲にわたる標準)

1. アクティブミラークランプ（アクティブミラークランプ）

IGBT や SiC MOSFET はターンオフ時にミラー電流が発生するため、反対側のパワーデバイスが誤導通して貫通短絡が発生しやすくなります。ロームの全ゲートドライバ製品には、専用のミラークランプピンが組み込まれています。これにより、ターンオフ時にゲート電位が強制的に低くなり、ミラーによる誤ったトリガが完全に排除され、ハーフブリッジおよび三相ブリッジ構成の信頼性が大幅に向上し、デバイス故障のリスクが軽減されます。

2. デュアル UVLO 低電圧ロックアウト保護

非絶縁シリーズ: ハイサイドおよびローサイド駆動電源の独立した低電圧検出。電圧が不十分な場合には出力がロックアウトされ、パワーデバイスの過熱や線形領域での焼損を防ぎます。

絶縁シリーズ: 制御側 (1 次側) と電源側 (2 次側) のデュアル UVLO。いずれかの側の電圧が異常になった場合、ドライバは直ちにスイッチをオフにし、同時に MCU に障害フラグを出力します。

3. 幅広いロジックレベルの互換性

すべてのドライバ入力は標準の 3.3V/5V MCU ロジックをサポートしています。特定の低電圧モデルは 2V 低レベル入力と互換性があり、追加のレベルシフト チップを必要とせずに、ルネサス、STM、および TI マイクロコントローラの全範囲と直接インターフェイスできます。

4. 産業用および車載グレード向けの広い温度範囲

工業用グレード: –40°C ～ 105°C。車載グレード AEC-Q100 グレード 1: -40 °C ～ 125 °C、屋外太陽光発電、車載電気ドライブ、産業用サーボ システム、ヒューマノイド ロボットなどの長期連続動作が必要なアプリケーションに適しています。

5. 調整可能なデッドタイムと短絡保護

三相およびデュアルチャンネルモデルには内蔵デッドタイム回路が統合されており、一部のモデルは外部抵抗によるデッドタイムの​​カスタマイズをサポートしています。ハイサイド絶縁ドライバには DESAT 短絡検出が組み込まれており、IGBT の過電流状態時にソフト シャットダウンを可能にして電圧スパイクを抑制し、パワー デバイスを保護します。

IV.典型的な業界のアプリケーション シナリオ

新エネルギー自動車への応用

BM61S41RFV-C 絶縁型デュアル チャネル ドライバは、BM60212 車載グレード ハイサイドおよびローサイド ドライバと組み合わせて、車両のメイン ドライブ インバータ、車載充電器 (OBC)、および DC-DC ブースト コンバータに使用され、車載の機能安全および高電圧絶縁要件を満たします。

太陽光発電とエネルギー貯蔵

3750Vrms の絶縁型 BM61S シリーズは、エネルギー貯蔵システム用の 1500V ストリング インバータおよび双方向 PCS コンバータを駆動します。絶縁アーキテクチャにより、高電圧回路と低電圧回路の間の共通アースによって引き起こされる干渉が排除され、発電所の長期的な動作安定性が向上します。

産業用サーボおよびモータードライブ

BD67871 三相統合ハイサイドおよびローサイド ドライバは、BS2114F と組み合わせることで、24 ～ 48 V の産業用 BLDC モータ、サーボ モータ、電動工具を駆動します。 TriC3 テクノロジーは、高効率と低 EMI のバランスをとります。

高密度スイッチング電源

BM6GD11 GaN 絶縁型ドライバーは、2MHz 高周波サーバー電源および高出力産業用急速充電器で使用され、システムの磁気コンポーネントのサイズを削減します。 BD2310 ローサイド ドライバーは同期整流回路に使用されます。

ヒューマノイドロボットパワーシステム

高電圧バス変換: BM61S 絶縁型ドライバーは、SiC パワーデバイスを制御して、バッテリーからの高電圧 DC-DC 昇圧/降圧変換を実現します。

ジョイント サーボ ドライブ: BD67871 三相ハイサイドおよびローサイド ドライバーは、ジョイント内のブラシレス モーターを制御します。

補助低電圧電源: BD2310 ローサイド MOSFET ドライバーは補助スイッチング デバイスを制御し、BOM 全体を合理化し、熱管理の要求を軽減します。

UPS、溶接機、産業用インバーター

1200V BM60212 ハイサイドおよびローサイド ドライバは、絶縁型 BM61S シリーズと組み合わせることで、高出力 IGBT インバータ トポロジに適しており、複数の保護手段により機器の継続的な高負荷動作が保証されます。