JAJA825 April   2025 LM2005 , LM2101 , LM2103 , LM2104 , LM2105 , UCC27200 , UCC27200-Q1 , UCC27200A , UCC27201 , UCC27201A , UCC27201A-Q1 , UCC27211 , UCC27211A , UCC27211A-Q1 , UCC27212 , UCC27212A-Q1 , UCC27282 , UCC27282-Q1 , UCC27284 , UCC27284-Q1 , UCC27288 , UCC27289 , UCC27301A , UCC27301A-Q1 , UCC27302A , UCC27302A-Q1 , UCC27311A , UCC27311A-Q1

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
    1. 1.1 電力レベルの検討事項
    2. 1.2 電力密度に関する検討事項
    3. 1.3 コンバータの動作周波数およびスイッチング特性に関する検討事項
    4. 1.4 双方向動作に関する検討事項
  5. 2120Vハーフブリッジゲートドライバ向けの主な最終機器とトポロジ
    1. 2.1 車載用DC/DCコンバータとオンボード充電 (OBC)
    2. 2.2 モータドライブおよび電動工具
    3. 2.3 太陽光パワーオプティマイザおよびマイクロインバータ
    4. 2.4 ボディエレクトロニクスおよびライティング
  6. 3120V非絶縁型ハーフブリッジゲートドライバ製品ラインアップの概要
  7. 4まとめ
  8. 5参考資料

双方向動作に関する検討事項

バッテリ・エネルギー・ストレージ・システム (BESS) や電力網への接続を含む太陽光発電 (PV) エネルギーシステムなどのアプリケーションで動作させるには、3つの異なる要素間でエネルギーを伝送するために双方向DC/DCコンバータが必要です。たとえば、BESSをシステムのバス電圧に接続するDC/DCコンバータは、バス電圧要件を満たすために降圧モードまたは昇圧モードで動作することができます。DC/DCコンバータは、BESSからエネルギーの転送、またはBESSへのエネルギーの転送にも対応します。これらのシステムは多くの場合、大電力であり複数相を必要とするため、コンバータのゲートドライバ部分には特別な配慮が必要となります。双方向コンバータにおけるゲートドライバの使用に関する詳細については、「双方向DC/DCコンバータのハーフブリッジゲートドライバの課題とソリューション」のアプリケーションノートを参照してください。これらの課題により、双方向システムを設計する際には堅牢な大電流ゲートドライバが必要です。UCC273x1A(-Q1) のようなドライバは、双方向システムに適した候補になります。

その他のシステム、たとえばHEVやEVシステムで12Vバッテリを充電するために使用される48Vから12VへのDC-DCコンバータのように、単方向コンバータが用いられるシステムもあります。単方向コンバータはエネルギー変換に使用され、降圧コンバータを介して48Vバッテリから12Vバッテリへ一方向にのみエネルギーが転送されます。単相のみを使用する場合、ドライバに見られる起動条件は初回の起動時のみになります。つまり、LOパルスの送信でコンバータをスイッチングする前に、ブートストラップコンデンサの充電を最適化するように、制御回路がプログラムされています。この場合、UCC2728x(-Q1) などの低電流ドライバを検討することができます。

120Vハーフブリッジゲートドライバをお探しの場合、最近リリースされたUCC273x1A(-Q1) は主要な競合製品と十分に競合できる性能を備えています。表 1-1に示されるように、UCC273x1A(-Q1) には多くの利点があります。これらの利点として、業界をリードする150°Cの動作温度定格を達成していることや、車載認証を取得できるほか、入力インターロックとのクロス導通保護が挙げられます。

表 1-1 UCC273x1A(-Q1) と主要な競合製品の比較
設計上の考慮事項 UCC273x1A(-Q1) 競合製品1 競合製品2
電源電圧 (VDD) の絶対最大値 20V 18V 20V
HBブートストラップ電圧の絶対最大値 120V 115V 120V
HS端子における負電圧対応 (100ns未満) の絶対最小値 -(28V - VDD) V -25V -12V
ソースおよびシンク電流 (標準値) 3.7A、4.5A 3A、4.5A 4A、6A
オン/オフの標準値での伝搬遅延 20ns、19ns 20ns、20ns 33ns、33ns
立ち上がり/立ち下がり時間 (標準値1nF時) 7.2ns、5.5ns 2.2nF時に15ns、15ns 4.6ns、3.3ns
イネーブル あり なし あり
ブートストラップダイオードの動的R (標準値) 0.55Ω 2.5Ω 4.2Ω
ブートストラップダイオードの順方向電圧 (標準値) 0.9V 0.95V 1.4V
動作時接合部温度の推奨最大値 150C 125C 125C
パッケージ オプション WSON10 3x3、SOIC8、HSOIC8 WSON10 4x4、SOIC8、HSOIC8 VSON8 4x4、WSON10 4x4、WSON10 3x3