ST、モーション制御/電力変換向けスマート保護内蔵GaNドライバを発表

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  GaN用の高速ハーフブリッジ・ゲート・ドライバ「STDRIVEG212/STDRIVEG612」のパッケージイメージ (出所:STMicroelectronics)

最大220V/600V対応、主要機能をQFNに集積

STDRIVEG212は最大220V、STDRIVEG612は600Vのハイサイド電圧で動作し、エンハンスト・モードGaN HEMT向けに、厳密に制御された5Vのゲート駆動信号を供給するもので、2製品ともにGaNの高効率性や小型化といった特長を生かしつつ、過電流や過熱などへの対応を集積することで、産業用途での使い勝手を高めたとする。

また、ハイサイド/ローサイドの5Vリニア・レギュレータ(LDO)やハイサイド側のブートストラップ・ダイオード、低電圧ロックアウト(UVLO)などの保護機能を4mm×5mmのQFNパッケージに集積。高速起動の電圧レギュレータにより、ドライバの出力電圧を安定化し、GaN HEMTに対する精密なゲート制御を可能にしている点が特徴だという。

スマート・シャットダウンで過電流・過熱を管理

2製品はともに、過電流検出時にハイサイド/ローサイドのGaN HEMTを同時にオフするコンパレータを内蔵しているほか、スマートシャットダウン(smartSD)機能により、十分に冷却されるまで自動的にオフ状態を維持し、フォルトピンを通じて過電流、過熱、UVLOの状態レポートを取得することが可能である。GaNデバイスは、スイッチング速度が速いこともあり保護設計が重要となるが、こうした機能をドライバ側に集積することで、外付け回路を簡略化することができるとする。

主なターゲットは、モーション制御などのハードスイッチング用途とし、ハイサイド/ローサイド間の伝播遅延は50nsに厳密にマッチングされているとするほか、5μsのハイサイド起動時間に加え、±200V/nsのdV/dt過渡電圧にも耐えられるため、モーター回転数の増加を図ることも可能だという。

また、2製品ともに、20Vまで耐えられるロジック入力ピンと、待機時の消費電力を抑える専用シャットダウンピンを備えており、システムの設計と集積を簡略化することを可能としており、すでにそうした設計の支援に向けた評価ボード「EVLSTDRIVEG212」も提供中だという。

なお、すでにいずれも量産中で、1000個購入時の参考単価は約1.25ドルとしている。