JAJSXK5 データシート

JAJSXK5 November 2025 LM51251A-Q1

PRODUCTION DATA

8.2.2.8 ハイサイドパワースイッチ Q_L

ハイサイド MOSFET デバイスでの損失は、伝導損失、デッドタイム損失、逆方向回復損失に分けます。スイッチング損失は、ローサイド MOSFET デバイスについてのみ計算されます。ハイサイド MOSFET デバイスのスイッチング損失は無視できる程度です。これは、ハイサイド MOSFET デバイスのボディダイオードが、ハイサイド MOSFET デバイスが切り替わる前と後にオンになるためです。

ハイサイドの伝導損失は、次のように概算されます。

式 49.

P_{C O N D_H S} = D' \times I_{i n}^{2} \times R_{D S (o n)} \times 1.3

デッドタイム損失は、次のように概算されます。

式 50.

P_{D T_H S} = V_{D} \times I_{i n} \times (t_{D L H} + t_{D H L}) \times f_{s w}

ここで、

V_D は、ハイサイド MOSFET ボディダイオードの順方向電圧降下です。
t_DLH は、ローサイドスイッチのターンオフとハイサイドスイッチのターンオン間のデッドタイムです。
t_DHL は、ハイサイドスイッチのターンオフとローサイドスイッチのターンオン間のデッドタイムです。

ハイサイド MOSFET スイッチの逆方向回復特性は、特に出力電圧が高いとき、効率に大きな影響を及ぼします。逆方向回復電荷が小さいと、効率が向上し、スイッチングノイズも最小化されます。

逆方向回復損失は、次のように概算されます。

式 51.

P_{R R_H S} = V_{o u t} \times Q_{R R} \times f_{s w}

ここで、

Q_RR は、ハイサイド MOSFET のボディダイオードの逆方向回復電荷です。

100kΩ ゲート抵抗を MOSFET のゲートとソースの間に配置します。この抵抗は、バイパスモードでのチャージポンプのソース電流 (I_CP) によって決定されます。選択した抵抗値が低すぎる場合、ゲート電圧が低すぎてハイサイド MOSFET が完全にターンオンできません。

ハイサイドスイッチと並列にショットキーダイオードを追加すると、効率を向上できます。通常、このダイオードはデッドタイム中にしか導通しないため、この並列ショットキーダイオードの電力定格は、ハイサイドスイッチよりも小さいです。並列ダイオードの電力定格は、起動時の突入電流、スイッチング前の負荷存在、ヒカップモード動作などを処理できるよう、十分に高くする必要があります。

8.2.2.8 ハイサイド パワー スイッチ QL

8.2.2.8 ハイサイドパワースイッチ Q_L