MCZシリーズ ドライバIC リファレンス回路集｜三相インバータ設計の完全ガイド

Reference circuit ドライバIC MCZシリーズ ～ リファレンス回路集 ～ 掲載回路 MCZ5601SC Vin＝DC12V Po=175W 1

ドライバIC MCZシリーズ リファレンス回路集 INDEX 1 MCZ5601SC Vin＝DC12V Po=175W … 3 2

Reference circuit High-side/Low-sideドライバIC MCZ5601SC 評価用電源 Three-phase inverter Input voltage DC 12V Vcc voltage DC 12V Output Current 19A Output Power 175W J550-1(2022.11) 3

必ずお読みください 本資料ご利用に際しての留意事項 1． 本資料に記載されている技術情報は、当社製品の仕様、外形寸法図、代表的な動作、部品の選定および参考回 路の取り扱い上の注意事項などについて記載したものです｡ 2． 本資料に記載されている参考電源は、当社製品の性能を十分にご理解していただくためのものであり、出力特 性、温度特性、その他諸特性の保証、公的機関の定める特性、安全性を保証するものではありません。 3． 本資料に記載されている当社製品は、一般的電子機器および一般産業用の半導体部品です｡ お客様にて採用されるシステムの重要度に応じた安全性および信頼性を確保できるようご配慮ください｡ ご不明な点については当社営業窓口にご照会ください｡ 4． 極めて高い信頼性、安全性が要求される用途（原子力制御用、航空宇宙用、交通機器用、ライフサポート関連 の医療機器用、燃焼制御機器用、各種安全機器用など）では、特に高信頼性が確保された部品の使用および フェイルセーフなどを配慮した安全性設計、安全性確保が必要となります｡ ご不明な点については当社営業窓口にご照会ください｡ 5． 本資料に記載されている情報、およびその使用に起因する損害または特許権その他の権利の侵害に関して、当 社は一切その責任を負いません｡ 6． 本資料によって当社および第三者の知的財産権、その他の権利に対する保証または実施の許諾を行うものでは ありません｡ 7． 本資料に掲載されている当社製品を採用されるシステムが外国為替および輸出貿易管理法に定める戦略物資に 該当する場合、それを輸出するときには同法に基づく輸出許可が必要です｡ 8． 本資料に掲載されている当社製品の仕様、寸法などは特性向上のため予告なく変更する場合があります。 ご注文の際は必要に応じ当社営業窓口にご連絡いただき、個別製品の最新仕様書をご参照ください｡ 9． 本資料の一部または全部を当社に無断で転載または複製することを固くお断りします｡ 4

Reference circuit diagram 5 CN1 Vin F1 DC125V R3 D1 R9 D3 R15 D5 30A Q1 2.2 DG1M3 Q3 2.2 DG1M3 Q5 2.2 DG1M3 CN2 P140LF4QNK P140LF4QNK P140LF4QNK R1 R2 R7 R8 R13 R14 U 47k 68 47k 68 47k 68 C1 C2 35V 35V 560uF×2 1uF V D2 D4 D6 Q2 DG1M3 Q4 DG1M3 Q6 DG1M3 P140LF4QNK P140LF4QNK P140LF4QNK R6 R12 R18 W 2.2 2.2 2.2 R4 R5 R10 R11 R16 R17 GND 47k 68 47k 68 47k 68 Vcc D7 D8 D9 M1FL20U M1FL20U M1FL20U GND IC1 IC2 IC3 C3 MCZ5601SC C5 MCZ5601SC C7 MCZ5601SC CN3 1uF 1 8 1uF 1 8 1uF 1 8 Vcc VB Vcc VB Vcc VB 2 7 2 7 2 7 UH IN1 HO IN1 HO IN1 HO 3 6 3 6 3 6 UL IN2 VS C4 IN2 VS C6 IN2 VS C8 4 5 0.1uF 4 5 0.1uF 4 5 0.1uF GND LO GND LO GND LO VH VL WH WL CN4

Bill Of Material No. Type Qt'y Spec Model Name Vendor Remarks F1 Fuse 1 30 A DC125VTLKR SOC - IC1 Driver IC 1 - - MCZ5601SC SHINDENGEN - IC2 Driver IC 1 - - MCZ5601SC SHINDENGEN - IC3 Driver IC 1 - - MCZ5601SC SHINDENGEN - Q1 Power MOSFET 1 40 V 140 A P140LF4QNK SHINDENGEN - Q2 Power MOSFET 1 40 V 140 A P140LF4QNK SHINDENGEN - Q3 Power MOSFET 1 40 V 140 A P140LF4QNK SHINDENGEN - Q4 Power MOSFET 1 40 V 140 A P140LF4QNK SHINDENGEN - Q5 Power MOSFET 1 40 V 140 A P140LF4QNK SHINDENGEN - Q6 Power MOSFET 1 40 V 140 A P140LF4QNK SHINDENGEN - D1 SBD 1 30 V 1 A DG1M3 SHINDENGEN - D2 SBD 1 30 V 1 A DG1M3 SHINDENGEN - D3 SBD 1 30 V 1 A DG1M3 SHINDENGEN - D4 SBD 1 30 V 1 A DG1M3 SHINDENGEN - D5 SBD 1 30 V 1 A DG1M3 SHINDENGEN - D6 SBD 1 30 V 1 A DG1M3 SHINDENGEN - D7 FRD 1 200 V 1.1 A M1FL20U SHINDENGEN - D8 FRD 1 200 V 1.1 A M1FL20U SHINDENGEN - D9 FRD 1 200 V 1.1 A M1FL20U SHINDENGEN - C1-1 Electrolytic Capacitor 1 35 V 560 uF 35ZLH560M Rubycon - C1-2 Electrolytic Capacitor 1 35 V 560 uF 35ZLH560M Rubycon - C2 MLCC 1 35 V 1 uF C2012X7R1V105K TDK - C3 MLCC 1 35 V 1 uF C2012X7R1V105K TDK - C4 MLCC 1 50 V 0.1 uF C1608X7R1H104K TDK - C5 MLCC 1 35 V 1 uF C2012X7R1V105K TDK - C6 MLCC 1 50 V 0.1 uF C1608X7R1H104K TDK - C7 MLCC 1 35 V 1 uF C2012X7R1V105K TDK - C8 MLCC 1 50 V 0.1 uF C1608X7R1H104K TDK - R1 Chip Resistor 1 1/10 W 47 kΩ RK73B1ETTP473J KOA - R2 Chip Resistor 1 1/10 W 68 Ω RK73B1JTTD680J KOA - R3 Chip Resistor 1 1/10 W 2.2 Ω RK73B1JTTD2R2J KOA - R4 Chip Resistor 1 1/10 W 47 kΩ RK73B1ETTP473J KOA - R5 Chip Resistor 1 1/10 W 68 Ω RK73B1JTTD680J KOA - R6 Chip Resistor 1 1/10 W 2.2 Ω RK73B1JTTD2R2J KOA - R7 Chip Resistor 1 1/10 W 47 kΩ RK73B1ETTP473J KOA - R8 Chip Resistor 1 1/10 W 68 Ω RK73B1JTTD680J KOA - R9 Chip Resistor 1 1/10 W 2.2 Ω RK73B1JTTD2R2J KOA - R10 Chip Resistor 1 1/10 W 47 kΩ RK73B1ETTP473J KOA - R11 Chip Resistor 1 1/10 W 68 Ω RK73B1JTTD680J KOA - R12 Chip Resistor 1 1/10 W 2.2 Ω RK73B1JTTD2R2J KOA - R13 Chip Resistor 1 1/10 W 47 kΩ RK73B1ETTP473J KOA - R14 Chip Resistor 1 1/10 W 68 Ω RK73B1JTTD680J KOA - R15 Chip Resistor 1 1/10 W 2.2 Ω RK73B1JTTD2R2J KOA - R16 Chip Resistor 1 1/10 W 47 kΩ RK73B1ETTP473J KOA - R17 Chip Resistor 1 1/10 W 68 Ω RK73B1JTTD680J KOA - R18 Chip Resistor 1 1/10 W 2.2 Ω RK73B1JTTD2R2J KOA - CN1 Screw Terminal 2 - - OT-046A OSADA - CN2 Screw Terminal 3 - - OT-046A OSADA - CN3 Board Terminal 1 - - HTS-2511-02P HIROSUGI - CN4 Board Terminal 1 - - HTS-2511-06P HIROSUGI - 6

Evaluation Method CN1 基板側 測定器側 Vin Q1 Q3 Q5 CN2 280uH U 280uH V 280uH Q2 Q4 Q6 W GND 三相整流回路 Vcc 各相、矢印の向きを正として GND 1 8 1 8 1 8 相電流を測定 Vcc VB Vcc VB Vcc VB CN3 2 7 2 7 2 7 IN1 IC1 HO IN1 IC2 HO IN1 IC3 HO UH 3 6 3 6 3 6 IN2 VS IN2 VS IN2 VS UL 4 5 4 5 4 5 GND LO GND LO GND LO VH VL ■ 制御方法について WH WL CN4へ制御信号を入力し、『相補PWMモード』で制御。 CN4 ■ 負荷装置について 三相整流回路として、上図のようなチョークコイルと整流ダイオード および電子負荷で構成。負荷電流は、電子負荷にてCCモードで調整。 相補PWM制御 U相電流 V相電流 W相電流 相電流周波数 : 50Hz A点 B点 C点 ① A点 入力信号波形 ② B点 入力信号波形 ③ C点 入力信号波形 UH UH UH GND GND GND UL UL UL GND GND GND VH VH VH GND GND GND VL VL VL GND GND GND WH WH WH GND GND GND WL WL WL GND GND GND キャリア周波数 : 20kHz 7 Electronic load

Inverter circuit loss Vin=12V、Vcc=12V、相電流周波数=50Hz、キャリア周波数=20kHz 出力電流 入力電力 出力電力 インバータ回路損失 Io [A] Pin [W] Po [W] [W] 10 97.2 94.9 2.36 15 144.8 139.7 5.02 19 182.5 174.9 7.54 Temparature 温度評価はサーモビュアで室温にて測定 Vin=12V、Vcc=12V、相電流周波数=50Hz、キャリア周波数=20kHz 出力電流 Q3 (MOSFET) Io [A] 最高測定温度 [℃] 温度上昇ΔT [deg] 10 45.2 16.7 15 58.3 29.3 19 70.7 41 8

Operation waveform Photo.1 Phase Curent waveform Vin=DC 12V / Io=19A CH1 : U-Phase Current 25A/div CH2 : V-Phase Current 25A/div CH3 : W-Phase Current 25A/div CH1 GND Time : 10ms/div CH2 GND CH3 GND Photo.2 Input Signal Dead Time waveform 1 Vin=DC 12V / Io=19A CH1 : UH 5V/div CH2 : UL 5V/div CH3 : G_UH 10V/div CH1 GND CH4 : G_UL 10V/div Time : 200ns/div CH2 GND CH3 GND CH4 GND Photo.3 Input Signal Dead Time waveform 1 Vin=DC 12V / Io=19A CH1 : UH 5V/div CH2 : UL 5V/div CH3 : G_UH 10V/div CH1 GND CH4 : G_UL 10V/div Time : 200ns/div CH2 GND CH3 GND CH4 GND 9