JAJSR62A September   2023  – May 2024 LMG3522R050 , LMG3526R050

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 ピン構成および機能
  6. 5 仕様
    1. 5.1 絶対最大定格
    2. 5.2 ESD 定格
    3. 5.3 推奨動作条件
    4. 5.4 熱に関する情報
    5. 5.5 電気的特性
    6. 5.6 スイッチング特性
    7. 5.7 代表的特性
  7. 6 パラメータ測定情報
    1. 6.1 スイッチング パラメータ
      1. 6.1.1 ターンオン時間
      2. 6.1.2 ターンオフ時間
      3. 6.1.3 ドレインソース間のターンオン・スルーレート
      4. 6.1.4 ゼロ電圧検出時間
    2. 6.2 安全operation領域 (SOA)
      1. 6.2.1 反復的SOA
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
      1. 7.2.1 LMG3522R050 機能ブロック図
      2. 7.2.2 LMG3526R050 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  GaN FETのoperation定義
      2. 7.3.2  ディレクティブ駆動GaNアーキテクチャ
      3. 7.3.3  ドレインソース間電圧
      4. 7.3.4  内蔵型昇降圧DC/DCコンバータ
      5. 7.3.5  VDD バイアス電源
      6. 7.3.6  補助 LDO
      7. 7.3.7  フォルト保護
        1. 7.3.7.1 過電流保護および短絡保護
        2. 7.3.7.2 過熱時のシャットダウン保護
        3. 7.3.7.3 UVLO 保護
        4. 7.3.7.4 ハイ・インピーダンスのRDRVピン保護
        5. 7.3.7.5 障害通知
      8. 7.3.8  ドライブ-強度調整
      9. 7.3.9  温度検出出力
      10. 7.3.10 最適ダイオード・モード動作
        1. 7.3.10.1 過熱シャットダウンの理想ダイオードモード
      11. 7.3.11 ゼロ電圧検出（ZVD）
    4. 7.4 スタート-アップ・シーケンス
    5. 7.5 デバイスの機能モード
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 設計要件
      2. 8.2.2 詳細な設計手順
        1. 8.2.2.1 スルーレートの選択
          1. 8.2.2.1.1 ブートストラップハイサイド電源でのスタートアップおよびスルーレート
        2. 8.2.2.2 信号レベル・シフト
        3. 8.2.2.3 昇降圧コンバータの設計
      3. 8.2.3 アプリケーション曲線
    3. 8.3 推奨事項と禁止事項
    4. 8.4 電源に関する推奨事項
      1. 8.4.1 絶縁型電源の使用
      2. 8.4.2 ブートストラップダイオードの使用
        1. 8.4.2.1 ダイオードの選択
        2. 8.4.2.2 ブートストラップ電圧の管理
    5. 8.5 レイアウト
      1. 8.5.1 レイアウトのガイドライン
        1. 8.5.1.1 半田接合に対する信頼
        2. 8.5.1.2 電力ループのインダクタンス
        3. 8.5.1.3 信号-グランド接続
        4. 8.5.1.4 バイパス コンデンサ
        5. 8.5.1.5 スイッチ・ノードの静電容量
        6. 8.5.1.6 シグナル インテグリティ
        7. 8.5.1.7 高電圧間隔
        8. 8.5.1.8 基板に関する推奨事項
      2. 8.5.2 レイアウト例
  10. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 ドキュメントのサポート
      1. 9.1.1 関連資料
    2. 9.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 9.3 サポート・リソース
    4. 9.4 商標
    5. 9.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 9.6 Export Control Notice
    7. 9.7 用語集
  11. 10改訂履歴
  12. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報

7.3.4 内蔵型昇降圧DC/DCコンバータ

内部の反転型降圧-昇圧コンバータは、GaNデバイスのターンオフ時の電源供給用に安定化された負のレールを生成します。バック・ブースト・コンバータは、ピーク電流モードのヒステリシス制御器によって制御されます。通常動作では、コンバータは不連続導通モードにとどまりますが、スタートアップ時には連続導通モードに移行できます。コンバータは内部で制御されており、必要なのは単一の表面実装インダクタと出力バイパス・コンデンサのみです。通常、コンバータは、4.7-μHのインダクタと2.2-μFの出力コンデンサを使用するように設計されています。

昇降圧コンバータは、ピーク電流のヒステリシス制御を使用しています。図 7-2に示すように、スイッチングサイクルの開始時にインダクタ電流が増加し、インダクタがピーク電流制限に達するまで増加します。それからインダクタ電流はゼロに下がります各電流パルス間のアイドル時間は、昇降圧コントローラによって自動的に決定され、ゼロまで下げることができます。したがって、最大出力電流はアイドル時間がゼロのときに発生し、ピーク電流によって決定されますが、一次的にはインダクタ値には依存しません。ただし、昇降圧が-14-Vレールに供給できるピーク出力電流は、VDD入力電圧に比例します。したがって、このバックブーストがサポートするGaNの最大スイッチング周波数はVDD電圧によって異なり、VDD電圧が9V以上の場合は、3.6MHzまでの動作にのみ指定されています。

LMG3522R050 LMG3526R050 昇降圧コンバータのインダクタ電流図 7-2 昇降圧コンバータのインダクタ電流

LMG352xR050は、最大3.6MHzのGaN動作をサポートしています。GaNデバイスでは、広いスイッチング周波数範囲と消費電力が大きく異なるため、昇降圧コンバータを制御するために2つのピーク電流制限を使用します。この2つの範囲は、IN正方向のスレッショルド周波数でも分離されます。図 7-3に示すように、スイッチング周波数が低い範囲内のとき、ピーク電流は最初は低い値のIBBSW,M(low)（標準値は0.4A）に設定されます。スイッチング周波数が高い範囲の場合、ピーク電流は高い値IBBSW,M(high)（通常1A）まで上昇し、より大きなインダクタが必要になります。この周波数検出ロジックにはフィルタがあるため、LMG352xR050では高い周波数で連続5サイクルが必要となり、その後で昇降圧ピーク電流制限値に設定されます。上限値を設定した後、電源がオフになるまで、電流制限は再度ダウンされません。スイッチング周波数が下限に戻っても、電流制限は下限にまで低下しません。

LMG3522R050 LMG3526R050 昇降圧コンバータのピーク電流図 7-3 昇降圧コンバータのピーク電流

昇降圧のピーク電流は、低周波および高周波動作に対して0.4Aおよび1Aという2つの異なるピーク電流制限を受けるため（「内部昇降圧DC-DCコンバータ」を参照）、インダクタの飽和電流は定格ピーク電流制限をはるかに上回る必要があります。より高い周波数でスイッチングすることでより高い制限が確立された後では、GaNデバイスがより低い周波数でスイッチングされても、電流制限がより低いレベルには戻りません。したがって、より高い1A制限に従ってインダクタを選択することをお勧めします。