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04.12.2018

MOSFET-Ansteuerung mit 100-V-Halbbrückentreibern

DC/DC-Wandlung

Eine Familie von 100-V-Halbbrücken-Treibern mit 4 A Ausgangsstrom hat Renesas für die Ansteuerung von N-Kanal-MOSFETs in Automotive-Anwendungen entwickelt. Die ISL784x4-Familie besteht aus drei Bausteinen: den ISL78424 und ISL78444 mit je einem einzigen dreistufigen PWM-Eingang zur Steuerung beider Gate-Treiber und dem ISL78434 mit zwei unabhängigen Eingängen, die die High-Side- und Low-Side-Treiber getrennt steuern.

Die Halbbrücken-N-MOSFET-Treiber ISL784x4 ergänzen den bidirektionalen 4-Phasen-Controller ISL78224 und ermöglichen es, bis zu 3 kW Leistung und einen Wirkungsgrad von mehr als 95 Prozent bei 12-V - 48-V-Wandlern in Mild-Hybridfahrzeugen zu erreichen. Die ISL784x4-Treiber eignen sich auch gut für 12V - 24V bidirektionale DC/DC-Wandler sowie andere Hochstrom-Buck- oder Boost-Anwendungen.

Die ISL784x4-Treiber vereinfachen die Ansteuerung von Hochstrom-MOSFETs, indem sie voneinander unabhängige Gate-Ansteuerpins für das Laden und Entladen der Gate-Kapazität bieten. Das erleichtert Entwicklern den Einsatz von externen Gate-Widerständen, um die Flankensteilheit der steigenden und abfallenden DC/DC-Schaltknoten-Übergänge einzustellen und damit elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren. Der ISL784x4 bietet darüber hinaus eine adaptive Totzeitregelung, um einen Shoot-Through-Strom zu vermeiden, der auftreten würde, wenn beide MOSFETs gleichzeitig schließen würden. Weiterhin kann die adaptive Totzeitfunktion der Bausteine ISL78424 und ISL78434 am Gate der MOSFETs Spannungen erfassen und dadurch mögliche Fehler vermeiden, die durch Spannungsabfälle an den externen Gate-Widerständen verursacht werden, die die Flankensteilheit des Schaltknotens steuern.

Die ISL784x4-Treiber eignen sich für Hochstrom-DC/DC-Anwendungen wie etwa den 12-V - 48-V-Wandlern für 48-V-Mild-Hybride. Sie verbessern den Wirkungsgrad, da sie eine stabile Gate-Ansteuerung mit maximal 3 A Quellenstrom und maximal 4 A Senkenstrom gewährleisten. Dank dieser hohen Gateströme können sie Hochstrom-MOSFETs mit großer Gate-Kapazität schnell schalten und damit Schaltverluste verringern. Die adaptive Totzeitregelung der Halbbrücken-MOSFET-Treiber minimiert übermäßige Totzeiten, um Leitungsverluste zu reduzieren und den Wirkungsgrad der DC/DC-Wandlung weiter zu erhöhen. Darüber hinaus sind die ISL784x4-Treiberspannungen ideal für 48-V-Automotive-Systeme, wobei der Schaltknoten 70 V DC und bis zu 86 V für unregelmäßige Transienten toleriert. Ebenso kann der Bootstrap-Knoten des High-Side-Treibers 86 V DC und bis zu 100 V während Transienten tolerieren.

Produktmerkmale der Bausteine ISL78424, ISL78434 und ISL78444

  • 3 A Quellenausgangsstrom/4 A Senkenausgangsstrom
  • Dreistufiger PWM-Eingang (ISL78424 und ISL78444)
  • Unabhängige HI/LI-Eingänge (ISL78434)
  • Separate Quellen-/Senken-Pins an den Treiberausgängen (ISL78424 and ISL78434)
  • Versorgungsspannungsbereich: 8 V bis 18 V
  • Auf dem Chip integrierter 3Ω Bootstrap-FET-Schalter erübrigt externe Schottky-Diode
  • Adaptive Totzeitregelung und programmierbare Totzeitverzögerung mit Einzelwiderstand
  • AEC-Q100 Grade-1 qualifiziert, spezifiziert für einen Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +140°C

Die Bausteine ISL78424 und ISL78444 für dreistufige PWM-Signale lassen sich mit dem bidirektionalen, synchronen 4-Phasen PWM-Controller ISL78224 kombinieren, um eine Leistungswandlung zwischen 12-V- und 48-V-Bussen in 48-V-Mild-Hybridfahrzeugen durchzuführen. Entwickler können einen Renesas RH850-Mikrocontroller hinzufügen, um ASIL-Sicherheitsüberwachung, Systemsteuerung und Fahrzeugkommunikation zu ermöglichen. Die Bausteine ISL78424 and ISL78444 lassen sich auch mit dem 4-Phasen-Controller ISL78225 oder dem 6-Phasen-Controller ISL78220 kombinieren, um eine Stromversorgung für Automotive-Audioverstärker zu erstellen.

Die drei Halbbrückentreiber ISL78424, ISL78434 und ISL78444 sowie zugehörige Evaluierungsboards sind ab sofort erhältlich. Alle Bausteine kommen in einem HTSSOP-Gehäuse mit 14 Anschlüssen und kosten US$ 1,70 (ab 1000 Stück). © Renesas

Die drei Halbbrückentreiber ISL78424, ISL78434 und ISL78444 sowie zugehörige Evaluierungsboards sind ab sofort erhältlich. Alle Bausteine kommen in einem HTSSOP-Gehäuse mit 14 Anschlüssen und kosten US$ 1,70 (ab 1000 Stück). © Renesas

Informationen zum ISL78424

Informationen zum ISL78434

Informationen zum ISL78444

Unternehmensinformation

Renesas Electronics Europe GmbH

Arcadiastr. 10
DE 40472 Düsseldorf
Tel.: 0211 6503-230
Fax: 0211 6503-274

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