< HVIC > M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 概要 M81748FPは、1200V耐圧でハーフブリッジ接続のIGBT/ MOSFET駆動用として設計された半導体集積回路です。 ピン接続図(上面図) 24 23 22 21 NC 1 NC 2 NC 3 HDESAT 4 NC 5 VB 6 特長 ● 耐圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1200V ● 低回路電流 ● 出力電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・±2A (typ) ● ゲートクランプ用NMOSシンク電流・・・・・・・・・ 2A (typ) ● ノイズフィルター回路内蔵 (HIN,LIN,FO) ● デサット検出とソフト遮断回路内蔵 ● 電源電圧低下保護回路内蔵 ● エラー信号入出力回路内蔵 HO HCLAMP VS NC FO 2 0 CFO 1 9 NC 1 8 LDESAT 7 1 7 VCC 1 6 LO 8 9 10 NC 1 1 NC 1 2 用途 汎用インバータ等の一般用とのIGBT/MOSFET駆動 NC HI N LI N 1 5 LCLAMP 1 4 P GND 1 3 GND 外形:24P2Q SSOP-Lead パッケージ ブロック図 VB HV Levelshift Logic Filter UV+POR HIN Interlock Noise Filter Oneshot HO Desat Protection Logic Miller Clamp Logic HCLAMP HDESAT LIN Soft Shutdown Logic VS GND Logic Filter HV Reverse Levelshift VCC LO Delay CFO Desat Protection Logic FO timer POR FO Noise Filter Miller Clamp LCLAMP LDESAT Soft Shutdown Logic Protection Logic PGND 2016.11月作成 1 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 絶対最大定格 記 号 VB VS VBS VHO VHCLAMP VHDESAT VCC VLO VLCLAMP VLDESAT VIN VFO dVS/dt Pd Kq Rth(j-a) Tj Topr Tstg TL 項 目 ハイサイド・フローティング電源絶対電圧 ハイサイド・フローティング電源オフセット電圧 ハイサイド・フローティング電源電圧 ハイサイド出力電圧 ハイサイドクランプ入出力電圧 ハイサイドデサット入出力電圧 ローサイド固定電源電圧 ローサイド出力電圧 ローサイドクランプ入出力電圧 ローサイドデサット入出力電圧 ロジック入力電圧 エラー入出力印加電圧 最大許容オフセット電源電圧 dV/dt 許容損失 熱低減率 ジャンクション－大気間熱抵抗 接合部温度 動作周囲温度 保存温度 半田耐熱(リフロー) 条 件 VBS=VB-VS HIN, LIN VS –GND and PGND Ta=25℃，弊社標準基板実装時 Ta≧25℃，弊社標準基板実装時 弊社標準基板実装時 鉛フリー対応仕様 定 格 値 -0.5～1224 VB -24～VB +0.5 -0.5～24 VS -0.5～VB +0.5 VS -0.5～VB +0.5 VS -0.5～VB +0.5 -0.5～24 -0.5～VCC +0.5 -0.5～VCC +0.5 -0.5～VCC +0.5 -0.5～VCC +0.5 -0.5～VCC +0.5 ±50 ～1.11 ～11.1 ～90 -40～125 -40～105 -55～150 255:10s、max260 単位 V V V V V V V V V V V V V/ns W mW/°C °C/W ℃ ℃ ℃ ℃ 推奨動作条件 記 号 項 VB VS VBS VHO VHCLAMP VHDESAT VCC VLO VLCLAMP VLDESAT VIN VFO 目 条 ハイサイド・フローティング電源絶対電圧 ハイサイド・フローティング電源オフセット電圧 ハイサイド・フローティング電源電圧 ハイサイド出力電圧 ハイサイドクランプ入出力電圧 ハイサイドデサット入出力電圧 ローサイド固定電源電圧 ローサイド出力電圧 ローサイドクランプ入出力電圧 ローサイドデサット入出力電圧 ロジック入力電圧 エラー入出力印加電圧 VBS> 13.5V VBS=VB-VS HIN, LIN, 熱低減曲線 許容損失 Pd (W) 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 25 50 75 100 125 150 周囲温度 Ta (℃) 2016.11月作成 2 件 最小 規 格 標準 値 VS+13.5 VS+15 VS+20 -5 13.5 VS VS VS 13.5 0 0 0 0 0 15 15 - 900 20 VS+20 VS+20 VS+20 20 VCC VCC VCC VCC VCC 最大 単位 V V V V V V V V V V V V <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー TYPICAL CONNECTION P HDESAT VCC VB GND HO HCLAMP HIN To Controller VS LIN M81748FP 5V～15V To Load LDESAT To Controller and other phase's FO FO LO LCLAMP CFO Emitter PGND N(Power GND) 注.高いノイズが発生する環境で使用される場合には、1nFのセラミックコンデンサをFOピンに接続することを推奨致します。 PGNDピンはIGBTエミッタ端子及びIGBTパワーグラウンド端子(N)に接続することを推奨致します。IGBTエミッタ端子にのみ接続する 場合は、ノイズ環境に十分留意願います。 2016.11月作成 3 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 電気的特性 (指定のない場合は、Ta=25 °C,VCC=VBS(=VB-VS)=15V) 記 号 項 目 条 件 規 格 値 最小 標準 最大 単位 IFS フローティング電源漏れ電流 VB = VS = 1200V - - 10 uA IBS VBS電源スタンバイ電流 HIN = LIN = 0V - 0.7 1.4 mA ICC VCC電源スタンバイ電流 HIN = LIN = 0V - 1.2 2.4 mA VOH Hレベル出力電圧 IO = 20mA, HO, LO 14.5 - - V VOL Lレベル出力電圧 IO = -20mA, HO, LO - - 0.5 V VIH Hレベル入力しきい値電圧 HIN, LIN 4.0 - - V VIL Lレベル入力しきい値電圧 HIN, LIN - - 1.0 V IIH Hレベル入力バイアス電流 VIN = 5V 0.6 1.0 1.4 mA IIL Lレベル入力バイアス電流 VIN = 0V 0.00 0.00 0.01 mA HIN on-pulse 100 - 500 ns HIN off-pulse 100 - 500 ns LIN on-pulse 100 - 500 ns LIN off-pulse 100 - 500 ns FO off-pulse 100 - 500 ns - 3.0 4.0 V tFilter 入力端子フィルター時間 VHCT ハイサイドゲート遮断NMOS動作しきい値電圧 VIN = 0V VLCT ローサイドゲート遮断NMOS動作しきい値電圧 VIN = 0V VOLFO Lレベルエラー出力電圧 IFO = 1mA - 3.0 4.0 V - - 0.4 V VIHFO Hレベルエラー入力しきい値電圧 4.0 - - V VILFO Lレベルエラー入力しきい値電圧 - - 1.0 V VBSuvr VBS電源UVリセット電圧 10.5 11.5 12.5 V VBSuvt VBS電源UVトリップ電圧 9.7 10.7 11.7 V 0.4 0.8 - V 4 8 16 us VBSuvh VBS電源UVヒステリシス電圧 tVBSuv VBS電源UVフィルタ時間 VLPOR ローサイドPORトリップ電圧 IOH 出力Hレベル負荷短絡電流 IOL1 IOL2 VBSuvh = VBSuvr-VBSuvt 7.0 9.0 11.0 V HO(LO) = 0V, VIN = 5V, PW ≦ 10us 1.6 2.0 - A 出力Lレベル負荷短絡電流 HO(LO) = 15V, VIN = 0V, PW ≦ 10us -1.6 -2.0 - A ゲート遮断NMOS出力Lレベル負荷短絡電流 HCLAMP(LCLAMP) = 15V, VIN = 0V, PW ≦ 10us -1.6 -2.0 - A tdLH(HO) ハイサイドターンオン入出力伝達遅延時間 HO short to HCLAMP, CL = 1nF 0.7 1.0 1.3 us tdHL(HO) ハイサイドターンオフ入出力伝達遅延時間 HO short to HCLAMP, CL = 1nF 0.7 1.0 1.3 us tdLH(LO) ローサイドターンオン入出力伝達遅延時間 LO short to LCLAMP, CL = 1nF 0.7 1.0 1.3 us tdHL(LO) ローサイドターンオフ入出力伝達遅延時間 LO short to LCLAMP, CL = 1nF 0.7 1.0 1.3 us tr 出力立ち上がり時間 CL = 1nF 5 20 40 ns tf 出力立ち下がり時間 CL = 1nF 5 20 40 ns DtdLH ターンオン入出力伝達遅延時間マッチング tdLH(HO)-tdHL(LO) -0.15 0.00 0.15 us DtdHL ターンオフ入出力伝達遅延時間マッチング tdLH(LO)-tdHL(HO) -0.15 0.00 0.15 us 注．標準値であり、これを保証するものではありません。 2016.11月作成 4 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 電気的特性 (指定のない場合は、Ta=25 ℃,VCC=VBS(=VB-VS)=15V) 記 号 項 目 条 件 規 格 値 最小 標準 最大 単位 ICHG ブランキング容量充電電流 VDESAT = 2V -0.13 -0.24 -0.33 mA IDSCHG ブランキング容量放電電流 VDESAT = 7V 10 30 - mA VDESAT デサット閾値 6 6.5 7.5 V tDESAT(90%) デサット検出～ 90%VO 遅延時間 CL = 1nF - 0.17 0.34 us tDESAT(10%) デサット検出～ 10%VO 遅延時間 CL= 1nF - 0.30 0.60 us tDESAT(FAULT)_H ハイサイドデサット検出～FO=L 遅延時間 RF = 15kΩ - 0.40 0.50 us tDESAT(FAULT)_L ローサイドデサット検出～FO=L 遅延時間 RF = 15kΩ - 0.25 0.50 us tDESAT(LOW) デサット検出～DESAT=L 遅延時間 CDESAT = 1nF - 0.25 - us tFO FO時間 - 110 - us CFO=1nF 注．標準値であり、これを保証するものではありません。 2016.11月作成 5 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 機能表 (Q: 直前の状態を維持) HIN LIN L L H H H X X X L H L H X H X H VBS/ UV H H H H H H X L FO HDESAT LDESAT (Input) L L L L L L L L H X X H L X X L L HO LO L L H L L L L L L H L L L L L H FO (Output) H H H H L L H 備考 インターロック動作 ハイサイドデサット ローサイドデサット FO ＝ L時 出力遮断 ハイサイド遮断時もローサイド出力可能 注1. VBS/UV・PORのL状態は、ハイサイド遮断となる電圧を表します。 2. HIN、LIN入力同時“H”時、HOUT、LOUT出力はともに直前の状態を維持します。 3. X(HIN)＝L→H or H→L。その他：H or L ・ 4. 出力HOUTは入力信号HINのハイ／ロー変化に応じて、オン／オフが変わります。（エッジトリガー方式） 5 デサットシーケンスの詳細はp.9のデサット検出と過電流保護を参照願います。 機能概要 1. 入出力タイミングチャート LIN 50% 50% HIN tf tr 90% 90% tdLH(HO) td HL(HO) 10% HO 10% ⊿tdLH ⊿tdHL tr LO 90% 90% tdLH(LO) tdHL(LO) tf 2016.11月作成 10% 10% 6 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 2．入力インターロック動作 HIN、LIN同時“H”入力時は、HOUT、LOUT出力が“L ”となります。 注1. HIN/LIN入力端子にはノイズフィルターが入っていますので、500ns以上の信号入力を推奨致します。 注2. 入出力遅延時間は上の図に示しておりません。 3. FO入力動作 FO端子に“L”信号が入力されるとHOUT、LOUT出力を“L”とします。FO端子が“H”に復帰後は出力は次の入力信号により動作開始します。 HIN LIN FO HOUT LOUT 注1. 入出力遅延時間は上の図に示しておりません。 注2. FO端子にはノイズフィルターが入っていますので、500ns以上の信号入力を推奨します。 2016.11月作成 7 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 4．ローサイド電源リセット動作 VCC電源電圧がVPOR電圧より低い場合にはLOUT出力を“L”とします。VCC電源電圧がVPOR電圧より高くなると、その次の入力信号により出力 動作開始します。 VCC VPOR voltage HIN LIN HOUT LOUT 注. 入出力遅延時間は上の図に示しておりません。 5. ハイサイド電源電圧低下保護動作 ハイサイド電源電圧がUVトリップ電圧（VBSuvt）より低下した状態が継続すると、フィルター時間経過後にHOUT出力を“L”とします。ハイサイド 電源電圧がUVリセット電圧（UBSuvr）より高くなると、その次の入力信号より出力動作を開始します。 VBSuvr VBS VBSuvr VBS supply UV hysteresis voltage VBSuvt VBS supply UV filter time HIN LIN HOUT LOUT 注. 入出力遅延時間は上の図に示しておりません。 2016.11月作成 8 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 6. 電源立ち上げ順序 ブートストラップ回路を使用する場合に、下記立ち上げ順序を推奨します。 VCC (1). VCC印加 (2). FOがH出力 (3). LINにH入力、LOをH出力としブートストラップコンデンサを チャージ (4). LINにL入力 FO 注. フローティング電源を使用する場合には、VCC、VBSの順で 立ち上げることを推奨します。 HIN LIN LOUT LO 7. デサット検出と過電流保護 HDESAT(LDESAT)ピンはIGBTのVce電圧をモニターします。IGBTがオンしている間、デサットピン電圧がデサット閾値に到達すると、 HO(LO)はIGBTをソフト遮断するために緩やかにLとなり、高di/dtによるノイズを防ぎます。 また、エラー状態をマイコンに伝達するため、FO出力をLとします。 一旦、エラーが検出されると、出力はtFOの間、Lとなります。IGBTを完全にソフト遮断させるために、tFOの間はすべての入力信号が 無効となります。 t DE S AT (LOW) HIN (LIN) DESAT Thre sh old HDESAT (LDESAT) 50% t BLANK HO (LO) t DE S AT (1 0% ) 90 % 10 % t DE SAT (9 0 % ) FO 50% 50% t DE SAT (F AULT ) tF O 2016.11月作成 9 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 8. ゲートクランプ動作 本HVICの出力構成を下図に示します。IGBTのゲートに直接接続できるNMOSを内蔵しており、IGBTのコレクタ電位が高いdv/dtに上昇した時 の寄生電流を吸収し、ゲート電圧の持ち上がりを防止します。 VBS/VCC VPG High dv/dt Cres HO/LO VIN=0 (from HIN/LIN) VOUT HCLAMP /LCLAMP Cies VN1G VS/PGND VN2G Active Miller Clamp NMOS HIN/LINが“L”でVOUT電圧（IGBTのゲート電圧）がゲート遮断NMOS動作しきい値電圧よりも低い場合、ゲート遮断NMOSはオンします。また、 瞬間的にIGBTのゲート電圧が持ち上がった場合にも、ゲート遮断NMOSオフ動作フィルター時間以内ならばオンを継続します。 VIN P1 OFF VPG VN1G P1 ON P1 ON N1 ON N1 OFF N1 OFF ゲート遮断NMOS 入力しきい値 VOUT VN2G N2 ON N2 OFF N2 OFF Tw VOUTがゲート遮断NMOS入力しきい値より 高くなっても、ゲート遮断NMOSオフ動作 フィルター時間よりも短ければ、ゲート遮断 NMOSはオンを継続します。 2016.11月作成 10 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 入出力ピンのHVIC内部回路構成 V CC V CC V CC HIN LIN LO LCLAMP LDESAT FO GND PGND VB VB HO GND V CC HCLAMP HDESAT CFO GND VS 環境への配慮 本製品はRoHS※指令(2011/65/EU)に準拠しています。 ※Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment 外形図 2016.11月作成 11 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 改定履歴 改訂内容 Rev. 発行日 ページ ポイント A 2015‐2/3 ‐ 新規作成 B 2016‐11/22 2 推奨動作条件： VBS最大電圧を16.5Vから20Vに変更。 VCC最大電圧を16.5Vから20Vに変更。 2016.11月作成 12 <HVIC> M81748FP 1200V高耐圧ハーフブリッジドライバー 安全設計に関するお願い 弊社は品質、信頼性の向上に努めておりますが、半導体製品は故障が発生したり、誤動作する場合が あります。弊社の半導体製品の故障又は誤動作によって結果として、人身事故、火災事故、社会的損 害などを生じさせないような安全性を考慮した冗長設計、延焼対策設計、誤動作防止設計などの安全 設計に十分ご留意ください。 本資料ご利用に際しての留意事項 ・本資料は、お客様が用途に応じた適切な三菱半導体製品をご購入いただくための参考資料であり、 本資料中に記載の技術情報について三菱電機が所有する知的財産権その他の権利の実施、使用を 許諾するものではありません。 ・本資料に記載の製品データ、図、表、プログラム、アルゴリズムその他応用回路例の使用に起因 する損害、第三者所有の権利に対する侵害に関し、三菱電機は責任を負いません。 ・本資料に記載の製品データ、図、表、プログラム、アルゴリズムその他全ての情報は本資料発行 時点のものであり、三菱電機は、予告なしに、本資料に記載した製品または仕様を変更すること があります。三菱半導体製品のご購入に当たりましては、事前に三菱電機または特約店へ最新の 情報をご確認頂きますとともに、三菱電機半導体情報ホームページ （www.mitsubishielectric.co.jp/business/device/index.html）などを通じて公開される情報に 常にご注意ください。 ・本資料に記載した情報は、正確を期すため、慎重に制作したものですが万一本資料の記述誤りに 起因する損害がお客様に生じた場合には、三菱電機はその責任を負いません。 ・本資料に記載の製品データ、図、表に示す技術的な内容、プログラム及びアルゴリズムを流用す る場合は、技術内容、プログラム、アルゴリズム単位で評価するだけでなく、システム全体で 十分に評価し、お客様の責任において適用可否を判断してください。三菱電機は､適用可否に対 する責任は負いません。 ・本資料に記載された製品は、人命にかかわるような状況の下で使用される機器あるいはシステム に用いられることを目的として設計、製造されたものではありません。本資料に記載の製品を運 輸、移動体用、医療用、航空宇宙用、原子力制御用、海底中継用機器あるいはシステムなど、特 殊用途へのご利用をご検討の際には、三菱電機または特約店へご照会ください。 ・本資料の転載、複製については、文書による三菱電機の事前の承諾が必要です。 ・本資料に関し詳細についてのお問い合わせ、その他お気付きの点がございましたら三菱電機また は特約店までご照会ください。 © 2016 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION. 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