アプリケーションノート｜MCZ5601SC｜600V耐圧・高速スイッチング対応ハイサイド・ローサイドドライバIC

CAT.No.1H1001-2 ハイサイド・ローサイド ドライバ IC MCZ5601SC アプリケーションノート Ver. 1.2

MCZ5601SC 使用上の注意 このたびは、弊社製品をご使用いただき誠にありがとうございます｡ 当 IC をご使用の際は、お客様の安全を確保するため下記の警告ならびに注意を必ず守ってご使用下さい｡ 警 告 ! 誤った取り扱いをしたときに死亡や重大な人身事故および大きな物的損害に結びつく危険性のあるもの。 注 意 ! 誤った取り扱いをしたときに軽傷に結びつく恐れ、または軽微な物損事故に結びつく恐れのあるもの。 警 当 ICは、一般電子機器（事務機器・通信機器・計測機器・家電製品等）に使用されることを意図しております。誤動作や事 故が直接人体や生命を脅かす恐れのある医療器、航空宇宙機、列車、輸送機器（車載、船舶等）、原子力等の制御機器 告 ! には使用しないで下さい｡一般電子機器以外にご使用になる場合は弊社までご相談下さい｡ 修理や改造は、重大な事故につながりますので、絶対にやめて下さい｡ ! 《感電、破壊、火災、誤動作等の危険があります｡》 ! 異常時は出力端子に過大電圧が発生したり、電圧低下となる場合があります｡ 異常時の、負荷の誤動作や破壊等を想定 した保護対策（過電圧保護、過電流保護等の保護対策）を最終機器に組み込んで下さい。 注 入力端子、出力端子の極性を確認し誤接続の無いことを確認してから通電して下さい。 意 ! 《保護素子が切れたり、発煙・発火の原因になります｡》 ! 決められた入力電圧を必ず守っていただくとともに、入力ラインに必ず保護素子を挿入して下さい｡ 《異常時には発煙・発火の危険があります｡》 ! 使用中に故障または、異常が発生した時は、すぐに入力を遮断して電源を停止させて下さい｡また、直ちに弊社にご相談 下さい｡ ●本資料に記載されている内容は、製品改良などのためお断りなしに変更することがありますのでご了承下さい｡ ●御使用頂く際には、仕様書の取り交わしをして頂けます様お願いします。 ●ここに記載されたすべての資料は正確かつ信頼し得るものでありますが、これらの資料の使用によって起因する損害または特許権その他権 利の侵害に関しては、当社は一切その責任を負いません｡ ●本資料によって第三者または当社の特許権その他権利の実施に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。 ●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堅くお断りいたします｡ ! 当社は、品質と信頼性の向上に絶えず努めていますが、半導体製品はある確率で故障が発生したり、誤動作する場合があります。必要に応 じ、安全性を考慮した冗長設計、延焼防止設計、誤動作防止設計等の手段により結果として人身事故、火災事故、社会的な損害等が防止できる ようご検討下さい。 ! 本資料に記載されている当社半導体製品は、特別に高い品質・信頼性が要求され、その故障や誤動作が直接人命を脅かしたり、人体に危 害を及ぼす恐れのあ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。下記の特別用途、特定用途 の機器、装置にご使用の場合には必ず当社へご連絡の上、確認を得て下さい。 特別用途 輸送機器（車載、船舶等）、基幹用通信機器、交通信号機器、防災/防犯機器、各種安全機器、医療機器 等 特定用途 原子力制御システム、航空機器、航空宇宙機器、海底中継器、生命維持のための装置 等 ! なお、IC製品に関しては、特別用途・特定用途に限らず、連続運転を前提として長期製品寿命を期待される機器、装置にご使用される場合 に関しては当社へお問い合わせ下さい。 CAT.No.1H1001-2 1

MCZ5601SC 目 次 1. 概要 ················································································································································· 3 1.1 特長 ··········································································································································· 3 1.2 標準回路図 ·································································································································· 3 1.3 ブロック図 ····································································································································· 4 1.4 端子配置図 ·································································································································· 4 1.5 端子機能一覧 ······························································································································· 4 2. 仕様 ················································································································································· 5 2.1 絶対最大定格 ······························································································································· 5 2.2 推奨動作条件 ······························································································································· 5 2.3 電気的特性 ·································································································································· 6 2.4 代表特性曲線（参考データ） ··········································································································· 7-10 2.5 真理値表 ··································································································································· 11 3. 機能の説明 ······································································································································ 12 3.1 UVLO 機能 ································································································································· 12 3.2 同時 ON 防止機能 ······················································································································· 13 4. 設計上の注意点 ································································································································ 14 4.1 ブートストラップ回路によるハイサイド駆動 ··························································································· 14 4.1.1 ブートストラップ回路の基本動作 ·································································································· 14 4.1.2 ブートストラップコンデンサ C5 ································································································· 14-15 4.1.3 ブートストラップダイオード D1 ····································································································· 15 4.1.4 突入電流防止抵抗 R3 ·············································································································· 15 4.1.5 IGBT を駆動する際の注意点 ······································································································ 15 4.2 Vcc コンデンサ ···························································································································· 15 4.3 入力信号のデッドタイム ·················································································································· 16 4.4 ゲート抵抗 ·································································································································· 16 4.5 セルフターンオン ·························································································································· 17 4.6 VS 端子の負電圧 ························································································································· 18 5. パターン設計上の注意点 ····················································································································· 19 CAT.No.1H1001-2 2

MCZ5601SC 1.概要 MCZ5601SCは、パワーMOSFETや IGBTなどのパワーデバイスを駆動させるための 2入力・2出力のハイサイド・ローサイド ドライバです。600V耐圧のレベルシフト回路と 22V耐圧のドライバを内蔵しています。インバータ回路や AC/DC、DC/DC電源な ど幅広い用途で使用できます。 2つの入力端子へ同時にON信号が入力された場合に出力をキャンセルし、貫通電流が発生することを防止する同時ON防止 保護機能を搭載しています。 1.1 特 長 MCZ5601SC の主な特長は、以下となります。 ■ ハイサイド耐圧：600V ■ 2 入力 2 出力 ハイサイド・ローサイド ドライバ ■ ソース電流 I_source=400mA、シンク電流 I_sink=400mA ■ ton=210ns、toff=195ns、tr=33ns、tf=30ns ■ 入力 5V / 入力 3.3V どちらの論理にも対応 ■ UVLO・同時 ON 防止保護機能 内蔵 ■ ハイサイド dVS/dt 耐量：50V/ｎs 1.2 標準回路図 標準的なハーフブリッジ回路図例を以下に示します。 R3 D1 HV Vcc D2 R6 Q1 1 Vcc VB 8 C1 R1 C4 C5 R4 C6 2 IN1 HO 7 DSP R8 etc. R2 3 IN2 VS 6 to Load D3 R7 Q2 4 GND LO 5 C2 C3 MCZ5601SC R5 R9 図 1 標準的なハーフブリッジ回路例 CAT.No.1H1001-2 3

MCZ5601SC 1.3 ブロック図 ①Vcc ⑧VB Internal Vcc Filter VBS Reg. UVLO UVLO R R Q ⑦HO Pulse ②IN1 S Generator Dead Time ⑥VS Vcc Dead Time ③IN2 Delay Logic ⑤LO ④GND 1.4 端子配置図 Vcc 1 8 VB IN1 2 7 HO IN2 3 6 VS GND 4 5 LO Package : SOP8J 1.5 端子機能一覧 端子番号 記号 端子名 1 Vcc 電源端子 2 IN1 入力端子１ 3 IN2 入力端子２ 4 GND GND 端子 5 LO ドライバ２出力端子 6 VS ドライバ１基準端子 7 HO ドライバ１出力端子 8 VB ドライバ１電源端子 CAT.No.1H1001-2 4

MCZ5601SC 2.仕様 特に指定のない場合は、Tj=25℃、Vcc=VB=16V、VS=GND です。 IN1=IN2 を、IN と省略する。 電流の極性は、マイナスが吸い込み方向を、プラスが吐き出し方向を表します。 記載の電圧は、DC 電圧です（AC 電圧ではありません）。 欄内“ － ”表示の項目は、値を保証しておりません。 2.1 絶対最大定格 絶対最大定格を超えた場合、誤動作または素子が破壊する可能性があります。 項目 記号 規格値 単位 熱規格 　　保存温度 Tstg -55～150 ℃ 　　接合部温度 Tj -40～150 ℃ 　　許容損失 （※1） Pd 1.5 W 　　熱抵抗 （※1） θja 83.3 ℃/W 入出力定格 　　Vcc端子最大印加電圧 Vcc -0.3～22 V 　　IN端子最大印加電圧 VIN -0.3～6.0 V 　　VB端子最大印加電圧 VB -0.3～600 V 　　VS端子最大印加電圧 VS VB-22～VB+0.3 V 　　VB-VS最大印加電圧 VBS -0.3～22 V 　　HO端子最大印加電圧 VHO VS-0.3～VB+0.3 V 　　dVS/dt最大許容オフセット電圧 dVS/dt 50 V/ns ※1 … ガラエポ基板： 114.3×76.2mm、厚さ 1.6mm、内面銅箔サイズ： 74.2×74.2mm、厚さ 35μm 2.2 推奨動作条件 推奨値 項目 記号 単位 Min Typ Max 　　動作温度 Tj(ope) -20 － 120 ℃ 　　Vcc端子印加電圧 Vcc 10 － 20 V 　　IN端子印加電圧 VIN 0 － 5.5 V VB端子印加電圧 VB VS+10 － VS+20 V 　　VS端子印加電圧 VS 0 － 500 V VB-VS端子印加電圧 VBS 10 － 20 V 　　HO端子印加電圧 VHO VS － VB V 注意： 上記規格範囲内においても製品寿命に関しては使用環境により異なります。 長寿命を期待される製品に使用される場合には、Tj=105℃以下で使用することを推奨します。 CAT.No.1H1001-2 5

MCZ5601SC 2.3 電気的特性 規格値 項目 記号 条件 単位 Min Typ Max Vcc端子 　Vcc起動電圧 Vcc_start 8.50 9.00 9.50 V 　Vcc停止電圧 Vcc_stop 7.75 8.20 8.60 V 　VccUVLOヒステリシス Vcc_UVLO_Δ Δ = Vcc_start – Vcc_stop 0.50 0.80 1.10 V 　Vcc消費電流 Iｃｃ IN = 0V 0.3 0.6 0.9 mA VB端子 　VB-VS起動電圧 VBS_start 7.50 8.00 8.50 V 　VB-VS停止電圧 VBS_stop 6.70 7.20 7.70 V 　VBSUVLOヒステリシス VBS_UVLO_Δ Δ = VBS_start – VBS_stop 0.50 0.80 1.10 V 　VBS消費電流 IBS IN = 0V 0.3 0.6 0.9 mA IN1,IN2端子 　IN端子上側しきい値電圧 VIH 1.6 2.0 2.4 V 　IN端子下側しきい値電圧 VIL 0.9 1.2 1.6 V 　IN端子しきい値ヒステリシス電圧 VINhys VINhys = VIH-VIL 0.4 0.8 1.2 V 　IN端子抵抗値 RIN 240 400 560 kΩ HO,LO端子 IHO_H IN1=5V,HO-VS=0V 　出力ソース電流 0.30 0.40 0.65 A ILO_H IN2=5V,LO-GND=0V IHO_L IN1=0V,HO-VS=16V 　出力シンク電流 -0.65 -0.40 -0.30 A ILO_L IN2=0V,LO-GND=16V 　固定デッドタイム DT 70 160 250 ns 　ターンオン伝達遅延時間 ton CL=1000pF 100 210 400 ns 　ターンオフ伝達遅延時間 toff CL=1000pF 100 195 400 ns ( IN1↑～HO↑ ) - ( IN2↑～LO↑ ) 　遅延時間差 DM -50 0 50 ns ( IN1↓～HO↓ ) - ( IN2↓～LO↓ ) 　出力立上り時間（※2） tr Vcc=16V、CL=1000pF － 33 － ns 　出力立下がり時間（※2） tf Vcc=16V、CL=1000pF － 30 － ns ドライバ部 　ハイサイド最低動作電圧（※2） VBS_min － － 5.0 V 　ローサイド最低動作電圧（※2） Vcc_min － － 5.0 V ※2 …設計保証 50% 50% IN tr toff ton 90% 90% tf HO、LO 10% 10% 図 2 伝達遅延時間および立上り立下り時間の定義 CAT.No.1H1001-2 6

MCZ5601SC 2.4 代表特性曲線（参考データ） 記載されたデータは代表的な特性を示すもので、特性を保証するものではありません。 図 3 Vcc 起動電圧 vs 接合部温度 図 4 Vcc 停止電圧 vs 接合部温度 図 5 VccUVLO ヒステリシス vs 接合部温度 図 6 VB-VS 起動電圧 vs 接合部温度 図 7 VB-VS 停止電圧 vs 接合部温度 図 8 VBSUVLO ヒステリシス vs 接合部温度 図 9 Vcc 消費電流 vs Vcc 端子印加電圧 図 10 Vcc 消費電流 vs 接合部温度 CAT.No.1H1001-2 7

MCZ5601SC 2.4 代表特性曲線（参考データ）のつづき 図 11 VBS 消費電流 vs VB-VS 間電圧 図 12 VBS 消費電流 vs 接合部温度 図 13 IN 端子上側しきい値電圧 vs 電源電圧 図 14 IN 端子上側しきい値電圧 vs 接合部温度 図 15 IN 端子下側しきい値電圧 vs 電源電圧 図 16 IN 端子下側しきい値電圧 vs 接合部温度 図 17 IN 端子しきい値ヒステリシス電圧 vs 電源電圧 図 18 IN端子しきい値ヒステリシス電圧 vs 接合部温度 CAT.No.1H1001-2 8

MCZ5601SC 2.4 代表特性曲線（参考データ）のつづき 図 19 ターンオン伝達遅延時間 vs 電源電圧 図 20 ターンオン伝達遅延時間 vs 接合部温度 図 21 ターンオフ伝達遅延時間 vs 電源電圧 図 22 ターンオフ伝達遅延時間 vs 接合部温度 図 23 固定デッドタイム vs Vcc 端子印加電圧 図 24 固定デッドタイム vs 接合部温度 図 25 IN 端子抵抗値 vs 接合部温度 CAT.No.1H1001-2 9

MCZ5601SC 2.4 代表特性曲線（参考データ）のつづき 図 26 出力ソース電流 vs 電源電圧 図 27 出力シンク電流 vs 電源電圧 図 28 出力ソース電流 vs 接合部温度 図 29 出力ソース電流 vs 接合部温度 CAT.No.1H1001-2 10

MCZ5601SC 2.5 真理値表 IN1 IN2 Vcc VBS HO LO － － L L L L － － L H L L － L H L L L L L H H L L L H H L L H L H H H L H H L H H H L H H H L L L H H H H L L Vcc (or VBS) = H ： Vcc (or VBS) が Vcc_start ( VBS_start ) 以上または、 UVLO解除後で Vcc_stop ( VBS_stop ) 以上の電圧 Vcc (or VBS) = L ： Vcc (or VBS) が Vcc_stop ( VBS_stop ) 以下または、 UVLO解除前で Vcc_start ( VBS_start ) 以下の電圧 ここで、 UVLO 解除後： Vcc_start ( VBS_start) 以上の電圧を印加した状態 UVLO 解除前： UVLO 解除後に Vcc_stop ( VBS_stop) 以下の電圧を印加した状態 とします。 CAT.No.1H1001-2 11

MCZ5601SC 3.機能の説明 3.1 UVLO （Under Voltage Lock Out） 機能 MCZ5601SC には、Vcc ピン-GND ピン間および VB ピン-VS ピン間の電源回路に UVLO 機能が内蔵されています。 （Vcc_UVLO、VBS_UVLO） Vcc端子電圧が、起動時にVcc起動電圧 Vcc_startよりも低いか、または起動後にVcc停止電圧Vcc_stopよりも低い場合、 Vcc_UVLO 機能は IN1 および IN2 入力信号にかかわらず、HO 出力と LO 出力の両方を LOW に保ちます。 Vcc_UVLO 機能には最低動作電圧 Vcc_min があり、Vcc 電圧が Vcc_min 以下の状態では、LO 出力は不定となります。 一方 VB-VS 電源電圧 VBS が、起動時に VB-VS 起動電圧 VBS_start よりも低いか、または起動後に VB-VS 停止電圧 VBS_stop よりも低い場合、VBS_UVLO 機能は IN1 入力信号にかかわらず、HO 出力を LOW に保ちます。なお、LO 出力は、 VBS_UVLO 機能により LOWに保たれることはありません。 また、VBS_UVLO 機能にも最低動作電圧が存在します。Vcc 電圧が確立されており VBS 電圧が最低動作電圧以下の状態で IN1 に信号が入力されると、HO 出力は不定となります。 Vcc Vcc Vcc_start Vcc_start Vcc_stop Vcc_stop Vcc_min VBS VBS VBS_start VBS_start VBS_stop VBS_stop VBS_min IN1 IN1 (IN2) (IN2) HO HO 不定 不定 LO LO 不定 不定 図 30 Vcc 起動・停止シーケンス 図 31 VBS 起動・停止シーケンス CAT.No.1H1001-2 12

MCZ5601SC 3.2 同時 ON 防止機能 MCZ5601SCには、同時 ON防止保護機能が内蔵されています。IN1信号および IN2信号が同時に Hiを入力した場合、HO 出力と LO 出力の両方を強制的に LOW にします。 また、同時 ON 防止保護機能が働いた状態から片側の入力信号が Lo になった場合、同時 ON 防止保護機能が解除され、固 定デッドタイム DT 後にもう一方側の出力信号は Hi が出力されます。 固定デッドタイム IN1 IN2 HO LO 同時ON禁止期間 図 32 同時オン防止のタイミングチャート CAT.No.1H1001-2 13

MCZ5601SC 4.設計上の注意点 本資料に記載された選定基準はあくまで目安になります。必ず実機での評価を充分に行って定数決定してください。 4.1 ブートストラップ回路によるハイサイド駆動 ハイサイド MOSFET を駆動するためには、ハイサイドのソース電位を基準としたハイサイド電源電圧 VBS が必要です。VBS は、ブートストラップ回路を外付けすることで容易に構成できます。 4.1.1 ブートストラップ回路の基本動作 ①ローサイド MOSFET Q2 がオンすると、VS 電圧がグランド電位まで低下します。（緑ラインが同電位になります。） ②ローサイドの電源電圧 Vcc からブートストラップダイオード D1を通してブートストラップコンデンサ C5 を充電します。 ③Q2 がオフすると VS 電圧がフローティングになり、充電ループが遮断されます。 ④次に、IN1 信号が入力されると、C5 に蓄えられた電荷によってハイサイド MOSFET Q1 を駆動します。 図 33 ブートストラップ回路の基本動作 4.1.2 ブートストラップコンデンサ C5 4.1.1の④の状態ではC5の充電は行われないため、Q1のゲートチャージ電流とMCZ5601SCの VBS消費電流 IBSと C5 リ ーク電流により、ハイサイド電源電圧 VBS は次第に低下します。したがって、Q1 のオン期間中に VBS が VB-VS 停止電圧 VBS_off 以下まで低下しないように C5 のコンデンサ容量を選定してください。 なお、C5 リーク電流 Icbs_leak は、電解コンデンサ以外のコンデンサでは無視することができるため、電解コンデンサ以外の コンデンサを推奨いたします。 コンデンサに最低限必要な容量は下式にて計算できますが、2倍以上のマージンを持たせることを推奨します。 Qg + IBSTon1(max) + Icbs _ leakTon1(max) C5 = 　・・式① Vcc−VBS_ off −Vf −VLS CAT.No.1H1001-2 14

MCZ5601SC ここで、 Qg： MOSFET もしくは IGBT のゲート充電電荷量 IBS： MCZ5601SC の VBS 消費電流= 0.6mA(typ.) Ton1(max)： Q1 の最大オン時間 Icbs_leak：コンデンサ C5 のリーク電流 Vcc： ローサイド電源電圧 VBS_off： VB-VS 停止電圧 Vf： ブートストラップダイオード D1 の順方向電圧 VLS： Q2 のオン時の VDS 電圧 4.1.3 ブートストラップダイオード D1 ブートストラップダイオード D1 は、Q1 がオン状態のときに Vcc 電源へ戻される電荷量を減らすために、逆回復時間ｔｒｒの短い FRD や SBD を選定してください。 D1 の耐圧は、Q2 の耐圧以上の製品を選定してください。 D1 の平均電流 ID1_ave は、概算で Q1 の総ゲート電荷量 Qg1 とスイッチング周波数 f の積で求まります。 D1 は、ID1_ave を満足する電流定格の製品を選定してください。 ID1_ ave = Qg1 f　・・式② 4.1.4 突入電流防止抵抗 R3 突入電流防止抵抗 R3 は、C5 の初期充電時の突入電流による D1 の破壊を防ぐために挿入してください。 突入電流が、 4.1.3 で選定した D1 のピーク電流許容値 ID1(peak)を超えないように、抵抗 R3 は下式を満たす抵抗値を選定してください。 Vcc _ max R3  　・・式③ ID1(peak) なお、R3を大きくしすぎるとC5への充電電流が不足し、VBSが低下する可能性があります。VBSの低下を防ぐには、Q1のオ ン時間 Ton1 に放電した電荷を、Q2 のオン時間 Ton2 内で補う必要があります。 R3 を調整する際には、Ton2 の最小時でも VBS が VBS_off を下回らないことを、実機にて確認してください。 4.1.5 IGBTを駆動する際の注意点 スイッチング素子に IGBT を適用する場合は、コレクタ・エミッタ間飽和電圧 Vce(sat)がゲート電圧に大きく依存します。 ゲート電圧が低いと飽和電圧が高くなり定常損失が増加します。一般に、IGBT の推奨ゲート電圧は、15V 以上です。 使用する IGBT の推奨ゲート電圧を確保するように、Vcc 電圧およびブートストラップ回路部品を設計してください。 4.2 Vcc コンデンサ Vcc 電圧は、ローサイド電源電圧およびブートストラップコンデンサの供給電源になります。Vcc 電圧のリプルが大きいと、誤動 作を引き起こす可能性があります。 Vcc コンデンサ C1 は、Vcc 電圧を安定させるため、ブートストラップコンデンサ C5 の 10 倍以上の容量値にしてください。 CAT.No.1H1001-2 15

MCZ5601SC 4.3 入力信号のデッドタイム ハーフブリッジ回路やインバータ回路などではQ1・Q2の短絡防止のため、オン・オフの切り換えタイミングにターンオフ時間 toff よりも長いデッドタイムを設定する必要があります。デッドタイムが短い場合には、Q1・Q2 の短絡が発生して短絡電流による発熱 で素子破壊に至る可能性があります。 ゲート抵抗を大きくするとターンオフ時間も長くなるため、デッドタイムも長くする必要があります。さらに、他のドライブ条件や温 度特性等も考慮する必要があります。実機にて十分な確認の上、デッドタイムの設定をしてください。 IN1 (IN2) デッドタイム IN2 (IN1) ターンオフ時間 Toff Id2 (Id1) 図 34 デッドタイムとターンオフ時間の関係 4.4 ゲート抵抗 ゲート抵抗は、MOSFET のターンオン・ターンオフなどのスイッチング特性に影響します。一般的にゲートオン時のゲート抵抗 Rg_sourceおよびゲートオフ時のゲート抵抗Rg_sinkが大きいほど、ターンオン時間・ターンオフ時間が長くなりスイッチング損失 は大きくなります。また、スイッチング時のサージ電圧は Rg_sink が小さいほど大きくなる傾向にあります。 ゲート抵抗を調整する際に気を付けることは、Q1・Q2 の短絡が起きないこととセルフターンオンが起きないことです。それぞれ の詳しい説明は、4.3 入力信号のデッドタイムおよび 4.5 セルフターンオン を参照してください。 Q1・Q2 の短絡を対策するには、Rg_sink を小さくする必要があります。また、セルフターンオンをゲート抵抗で対策するには、 Rg_source を大きくし、Rg_sink を小さくする必要があります。 その他、ノイズや MOSFET の発熱なども考慮して、Rg1 および Rg2 を実機にて調整してください。 ゲートオン時のゲート抵抗Rg_source ： Rg1 　　　 オフ時のゲート抵抗Rg_sink ： Rg1*Rg2 / (Rg1+Rg2) Rg1 Rg2 図 35 ゲート回路構成例 CAT.No.1H1001-2 16

MCZ5601SC 4.5 セルフターンオン ボディダイオードが逆回復する際に発生するdV/dtによって、MOSFETのゲートが誤オン（セルフターンオン）する場合がありま す。以下に Q2 がセルフターンオンする場合の流れを記載します。 Q1・Q2 がともにオフ状態から Q1 がオン状態になると、Q2 のボディダイオード BD2 が逆回復します。 同時に、Q1 のスイッチング時間に応じた dV/dt が VS 端子に発生することになります。 MOSFET には帰還容量 Crss があるため、Q2の Crss を介して電流 Irss=Crss×dV/dt が流れます。 この電流 Irss がゲート抵抗 Rg_sink によってゲート電位を上昇させ、結果としてゲート－ソース間の電圧 Vgs が Q2 のゲートし きい値電圧 Vth を超えると Q2が誤オンすることになります。 これにより、Q1 と Q2 は短絡状態になります。 このセルフターンオンを対策する方法としては、 ① ゲート－ソース間に容量成分 Cgs を追加する ② ゲート抵抗 Rg_source を大きくし、ゲート抵抗 Rg_sink を小さくする ③ ドレイン－ソース間に CR スナバを追加する が挙げられます。 これらの対策は、スイッチング速度やスイッチング損失への影響があります。必ず実機にて十分確認してください。 HV MCZ5601SC D2 R6 HO Q1 オン 7 R4 VS to 6 Load Vcc Irss Crss D3 R7 Q2 オフ LO BD2 5 R5 Vgs= Rg_sink×Irss 図 36 セルフターンオンの動作（Irss の電流経路） CAT.No.1H1001-2 17

MCZ5601SC 4.6 VS 端子の負電圧 ローサイド MOSFET Q2 がオフでハイサイド MOSFET Q1 がオンの状態から、Q1 がターンオフすると Q1 に流れていた電流 は Q2 のボディダイオードと負荷との間で還流します。このとき、配線インダクタンスと電流変化率 di/dt によって、VS 端子電圧は GND 電位に対して低くなります。VS 端子最大印加電圧を超える場合は、IC が誤動作もしくは破壊する可能性があります。 VS 負電圧を小さくするには、 ① 還流電流が流れる配線を太く短くし、配線インダクタンスをできる限り小さくする。 特に、Q1 のソースと Q2 のドレインの配線は太く短くする。 ② ゲート抵抗 Rg_sink を大きくし、di/dt を小さくする。 が有効です。 図 37 は、負電圧パルス幅に対する負電圧耐量を測定した例です。ここでの負電圧耐量とは、入力信号に対して出力信号が誤 出力しない値を表します。 なお、図 37 は代表的な特性を示すもので、値を保証するものではありません。 図 37 VS 端子の負電圧耐量 （代表データ） HV R3 D1 D2 R6 Q1 R4 1 Vcc VB 8 2 IN1 HO 7 C5 配線L 還流電流 3 IN2 VS 6 D3 R7 Q2 4 GND LO 5 負 R5 荷 MCZ5601SC 配線L 図 38 配線インダクタンスと還流電流 CAT.No.1H1001-2 18

MCZ5601SC 5.パターン設計上の注意点 パターン設計上の注意点を示します。実際のレイアウトは、製品が販売される国や地域で定められた安全規格に適合するよう に設計し、必ず実機での評価を充分に行ってください。 パターン設計する際には、一般的に下記 5 点について考慮してください。 1. 大電流が流れるパワーラインは極力太く短く配線してください。GND ラインはパワーGND と IC の GND に分けて、IC の GND は電流変化の少ない安定した電位に接続してください。 2. HO および LO とMOSFET のゲート間のドライブ配線を極力短くし、可能な限り IC を MOSFET の近くに配置してください。 3. ドライブ配線とMOSFET の主回路配線はできる限り遠ざけ、お互いに干渉しないようにレイアウトしてください。 4. Vcc コンデンサ C1 と VBS コンデンサ C5 は、MCZ5601SC の端子にできるだけ近づけて配置してください。 5. 入力信号に外部ノイズが侵入する場合は、IN1および IN2端子の直近に 0Ω～数十Ωと 220pF程度の CRフィルタを配置 することを推奨します。 CAT.No.1H1001-2 19