エスティーマイクロエレクトロニクス(ST)はシリコンカーバイド(SiC)電力半導体と絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を制御する3アンペア(A)級ゲートドライバを発売したと31日明らかにした。
ゲートドライバは電力半導体が電流を流したり遮断したりするスイッチング動作を制御する半導体である。高電圧電力部と低電圧制御部を電気的に分離しつつ制御信号を伝達する強化ガルバニック絶縁機能も適用した。
新製品はSiC MOSFETに合わせた「STGAP3S3S」とIGBT用の「STGAP3S3IF」で構成する。既存の6A・10A製品に3A製品を追加し、回路が要求するゲート駆動電流に応じて製品を選択できるようにした。
STGAP3S製品群は最大1200ボルト(V)級の電力変換回路をサポートする。力率補正(PFC)回路や電源装置、直流・直流(DC・DC)コンバータ、インバータなどに適用できる。
主な適用分野は電気自動車用充電ステーションとエネルギー貯蔵装置(ESS)、太陽光インバータ、産業用電気自動車、誘導加熱装置、産業用モーター・ポンプ・ファンなどである。
絶縁バリアは最大9.6キロボルト(kV)の瞬間的な過渡電圧に耐えるよう設計した。コモンモード過渡耐性(CMTI)は最大200V/nsで、電圧が急激に変化する環境でも誤ったスイッチング信号の発生を抑える。製品はUL 1577とIEC 60747-17の絶縁規格に適合する。
3A製品にはアクティブミラークランプ回路とクランプ用MOSFETを統合した。これは周辺回路で発生した電圧変化により電力半導体が意図せずオンになる現象を防ぎ、ハイサイド・ローサイドのスイッチが同時にオンになって短絡電流が流れる「シュートスルー」を防止する機能である。外部部品点数と基板面積も削減できる。
6A級のSTGAP3S6と10A級のSTGAP3SXは外部クランプ用MOSFETを制御するプリドライバを搭載した。高い駆動電流が必要な回路でクランプ速度を調整できるようにした。過負荷や短絡を検知するデサチュレーション検出機能も適用した。異常が発生すると電力半導体を急激にオフせず電流を段階的に下げるソフトターンオフを実行し、電圧の急騰と部品損傷を抑える。
低電圧遮断と過熱遮断、異常状態を外部制御装置に伝達する診断ピンも搭載した。負のゲート電圧をサポートし、電力半導体が不要にオンになる現象やスイッチング過程で発生する電圧リンギングも抑制する。
STGAP3S全製品群は現在量産中である。SO16Wワイドボディパッケージで供給し、1000個発注時の価格は1個あたり1.93ドルからである。STは新製品の回路設計と性能検証を支援する評価ボードも併せて提供する。