MCZ5606SC/MCZ5607SC アプリケーションノート

CAT.No.1H1201-0 ハイサイド・ローサイド ドライバ IC MCZ5606SC MCZ5607SC アプリケーションノート Ver.1.0

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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ください｡ 警 ・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。 告 ! 注 ・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。 意 ! 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 告 力等の制御機器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ください｡ ・修理や改造は、重大な事故に繋がりますので、絶対にやめてください。 ! 《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ください。 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ください。 ! 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ください｡ ! 《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ください｡また、直ちに弊 ! 社にご相談ください｡ ●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ください｡ ●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ください。 ! 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、確認を得てください。 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ください。 CAT.No.1H1201-0 1

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 ····················································································································· 16 4.3 入力信号のデッドタイム ········································································································· 16 4.4 ゲート抵抗 ··························································································································· 17 4.5 セルフターンオン ·················································································································· 18 4.6 VS 端子の負電圧 ··················································································································· 19 4.7 入力信号の最小パルス幅 ········································································································· 20 5. パターン設計上の注意点 ··············································································································· 21 6. 応用回路例 ···························································································································· 22-23 CAT.No.1H1201-0 2

MCZ5606SC / MCZ5607SC 1.概要 MCZ5606SC / MCZ5607SC 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。622V 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 MCZ5606SC / MCZ5607SC の主な特長は、以下となります。 ■ ハイサイド耐圧：622V ■ 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 I̲source=220mA、シンク電流 I̲sink=450mA ■ ton=240ns、toff=270ns、tr=75ns、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 ■ MCZ5606SC と MCZ5607SC は端子配置違い（P.4 参照） 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 MCZ5606SC R5 R9 図 1 標準的なハーフブリッジ回路 （MCZ5606SC の例） CAT.No.1H1201-0 3

MCZ5606SC / MCZ5607SC 1.3 ブロック図 ・MCZ5606SC / MCZ5607SC 1.4 端子配置図 ・MCZ5606SC ・MCZ5607SC IN2 1 8 VB IN1 2 7 HO Vcc 3 6 VS GND 4 5 LO Package : SOP8J Package : SOP8J 1.5 端子機能一覧 ・MCZ5606SC ・MCZ5607SC 端子番号 記号 端子名 端子番号 記号 端子名 1 Vcc 電源端子 1 IN2 入力端子２ 2 IN1 入力端子１ 2 IN1 入力端子１ 3 IN2 入力端子２ 3 Vcc 電源端子 4 GND GND 端子 4 GND GND 端子 5 LO ドライバ２出力端子 5 LO ドライバ２出力端子 6 VS ドライバ１基準端子 6 VS ドライバ１基準端子 7 HO ドライバ１出力端子 7 HO ドライバ１出力端子 8 VB ドライバ１電源端子 8 VB ドライバ１電源端子 CAT.No.1H1201-0 4

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 Pd 1.25 （※1） W 　　熱抵抗 Rth(j-a) 100 （※1） ℃/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 ～ 622 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 　　LO端子最大印加電圧 VLO -0.3 ～ Vcc+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 35um 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) -40 － 125 ℃ 　　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 　　LO端子印加電圧 VLO 0 － Vcc 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.1H1201-0 5

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 8.40 8.90 9.40 V 　Vcc停止電圧 Vcc_stop 7.70 8.20 8.70 V 　VccUVLOヒステリシス Vcc_UVLO_Δ Δ = Vcc_start – Vcc_stop 0.40 0.70 1.00 V 　Vcc消費電流 Iｃｃ IN = 0V 170 340 680 uA 　ローサイド最低動作電圧 （※2） Vcc_min 5.0 V VB端子 　VB-VS起動電圧 VBS_start 8.40 8.90 9.40 V 　VB-VS停止電圧 VBS_stop 7.70 8.20 8.70 V 　VBSUVLOヒステリシス VBS_UVLO_Δ Δ = VBS_start – VBS_stop 0.40 0.70 1.00 V 　VBS消費電流 IBS IN = 0V 110 220 440 uA 　ハイサイド最低動作電圧 （※2） VBS_min 5.0 V 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 0.8 1.1 1.4 V 　IN端子しきい値ヒステリシス電圧 VINhys VINhys = VIH - VIL 0.5 0.9 1.3 V HO,LO端子 IHO_H IN1 = 5V, HO – VS = 0V 　出力ソース電流 160 220 280 mA ILO_H IN2 = 5V, LO - GND = 0V IHO_L IN1 = 0V, HO – VS = 16V 　出力シンク電流 340 450 560 mA ILO_L IN2 = 0V, LO – GND = 16V 　最小固定デッドタイム DT 90 180 270 ns 　ターンオン伝達遅延時間 ton CL=1000pF 120 240 360 ns 　ターンオフ伝達遅延時間 toff CL=1000pF 130 270 410 ns Δton( HS - LS ) 　遅延時間差 DM -50 0 50 ns Δtoｆｆ( HS - LS ) 　出力立上り時間 （※2）（※3） tr CL=1000pF 75 ns 　出力立下がり時間 （※2）（※3） tf CL=1000pF 30 ns 　入力フィルタ時間1 tFILIN1 Positive pulse IN1,IN2 250 ns 　入力フィルタ時間2 tFILIN2 Negatve pulse IN1,IN2 350 ns 　入出力パルス幅差 ΔPwIO ｜Pw(IN)－Pw(OUT)｜, Pw(IN) > 1us 30 120 ns ※2 …設計保証 ※3 …Vcc = 16V (10%→1.6V, 90%→14.4V) VIH Pw(IN) VIL IN IN Pw(IN) VIH VIL 図 2 伝 達 遅 延 時 間 お よ び 立 上 り 立 下 り 時 間 の 定 義 図 3 入 力 パ ル ス 幅 P w (IN ) の 定 義 CAT.No.1H1201-0 6

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 4 Vcc 起動電圧 vs 接合部温度 図 5 Vcc 停止電圧 vs 接合部温度 図 6 VccUVLO ヒステリシス vs 接合部温度 図 7 VB-VS 起動電圧 vs 接合部温度 図 8 VB-VS 停止電圧 vs 接合部温度 図 9 VBSUVLO ヒステリシス vs 接合部温度 図 1 0 V cc 消 費 電 流 vs V cc 端 子 印 加 電 圧 図 1 1 V c c 消 費 電 流 vs 接 合 部 温 度 CAT.No.1H1201-0 7

MCZ5606SC / MCZ5607SC 2.4 代表特性曲線（参考データ）のつづき 図 12 VBS 消費電流 vs VB-VS 間電圧 図 13 VBS 消費電流 vs 接合部温度 図 14 IN 端子上側しきい値電圧 vs 電源電圧 図 15 IN 端子上側しきい値電圧 vs 接合部温度 図 16 IN 端子下側しきい値電圧 vs 電源電圧 図 17 IN 端子下側しきい値電圧 vs 接合部温度 図 18 IN 端子しきい値ヒステリシス電圧 vs 電源電圧 図 19 IN 端子しきい値ヒステリシス電圧 vs 接合部温度 CAT.No.1H1201-0 8

MCZ5606SC / MCZ5607SC 2.4 代表特性曲線（参考データ）のつづき 図 20 ターンオン伝達遅延時間 vs 電源電圧 図 21 ターンオン伝達遅延時間 vs 接合部温度 図 22 ターンオフ伝達遅延時間 vs 電源電圧 図 23 ターンオフ伝達遅延時間 vs 接合部温度 図 24 ΔPwIO(positive) vs 電源電圧 図 25 ΔPwIO(positive) vs 接合部温度 図 26 ΔPwIO(negative) vs 電源電圧 図 27 ΔPwIO(negative) v s 接合部温度 CAT.No.1H1201-0 9

MCZ5606SC / MCZ5607SC 2.4 代表特性曲線（参考データ）のつづき 図 28 出力ソース電流 vs 電源電圧 図 29 出力ソース電流 vs 接合部温度 図 30 出力シンク電流 vs 電源電圧 図 31 出力シンク電流 vs 接合部温度 図 32 固定デッドタイム vs Vcc 端子印加電圧 図 33 固定デッドタイム vs 接合部温度 CAT.No.1H1201-0 10

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 ( VBS ) = H ： Vcc ( VBS ) が Vcc̲start ( VBS̲start ) 以上または、 UVLO 解除後で Vcc̲stop ( VBS̲stop ) 以上の電圧 Vcc ( VBS ) = L ： Vcc ( VBS ) が Vcc̲stop ( VBS̲stop ) 以下または、 UVLO 解除前で Vcc̲start ( VBS̲start ) 以下の電圧 ここで、 VBS ： VB－VS 端子間電圧 UVLO 解除後： Vcc̲start ( VBS̲start ) 以上の電圧を印加した状態 UVLO 解除前： 起動時、または UVLO 解除後に Vcc̲stop ( VBS̲stop ) 以下の電圧を印加した状態 とします。 CAT.No.1H1201-0 11

MCZ5606SC / MCZ5607SC 3.機能の説明 3.1 UVLO （Under Voltage Lock Out） 機能 MCZ5606SC / MCZ5607SC 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。（Vcc̲UVLO、VBS̲UVLO） Vcc 端子電圧が、起動時に Vcc 起動電圧 Vcc̲start よりも低いか、または起動後に Vcc 停止電圧 Vcc̲stop よりも低 い場合、Vcc̲UVLO 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。 Vcc̲UVLO 機能には最低動作電圧 Vcc̲min があり、Vcc 電圧が Vcc̲min 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 VBS̲start よりも低いか、または起動後に VB-VS 停止電圧 VBS̲stop よりも低い場合、VBS̲UVLO 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、VBS̲UVLO 機能により Low に保たれることはありません。 また、VBS̲UVLO 機能にも最低動作電圧 VBS̲min が存在します。Vcc 電圧が確立されており VBS 電圧が VBS̲min 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 34 Vcc 起動・停止シーケンス 図 35 VBS 起動・停止シーケンス CAT.No.1H1201-0 12

MCZ5606SC / MCZ5607SC 3.2 同時 ON 防止機能 MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 High 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 Low 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 High が出力されます。 図 36 同時オン防止のタイミングチャート CAT.No.1H1201-0 13

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 MOSFET 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。 HV D2 R6 ② Q1 R3 D1 R4 ④ 1 Vcc VB 8 2 IN1 HO 7 C5 ① C4 3 IN2 VS 6 to Load C1 D3 R7 4 GND LO 5 Q2 MCZ5606SC R5 図 37 ブートストラップ回路の基本動作 （MCZ5606SC の例） 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 MCZ5606SC / MCZ5607SC の VBS 消費電流 IBS と C5 のリーク電流により、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 VBS̲off 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。 コンデンサに最低限必要な容量は式①にて計算できますが、2～3 倍以上のマージンを持たせることを推奨します。 なお、C5 のリーク電流 Icbs̲leak 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。 C5 Qg IBS Ton1(max) Icbs _ leak Ton1(max) 　・・式① Vcc VBS _ off Vf VLS CAT.No.1H1201-0 14

MCZ5606SC / MCZ5607SC ここで、 Qg： MOSFET もしくは IGBT のゲート充電電荷量 [C] IBS： MCZ5606SC / MCZ5607SC の VBS 消費電流= 220uA(typ.) Ton1(max)： Q1 の最大オン時間 [s] Icbs̲leak：コンデンサ C5 のリーク電流 [A] Vcc： ローサイド電源電圧 [V] VBS̲off： VB-VS 停止電圧 [V] Vf： ブートストラップダイオード D1 の順方向電圧 [V] VLS： Q2 のオン時の VDS 電圧 [V] とします。 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 ID1̲ave [A] は、概算で Q1 の総ゲート電 荷量 Qg1 [C] とスイッチング周波数 f [Hz] の積で求まります（式②）。 D1 は、ID1̲ave を満足する電流定格のダイオード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 は式③を満たす抵抗値を選定して ください。 R3 Vcc _ max 　・・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 VBS̲off 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導通損失が増加します。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したうえで Vcc 端子電圧の推奨動作条件を満たすように、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。 CAT.No.1H1201-0 15

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 電圧のリプル電圧が 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 倍以上の容量値を選定し てください。 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入力信号で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、入力信号のデッドタイムを設定してくだ さい。 図 38 デッドタイムとターンオフ時間の関係 CAT.No.1H1201-0 16

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 Rg̲source およびゲートオフ時のゲート抵抗 Rg̲sink 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 Rg̲sink 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、Rg̲sink 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、 Rg̲source を大きくし、Rg̲sink 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 39 ゲート回路構成例 CAT.No.1H1201-0 17

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 Rg̲sink 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 Crss /Ciss 比の小さい MOSFET を選定する ② ゲート－ソース間にコンデンサ Cgs を追加する ③ ゲート抵抗 Rg̲sink を小さくする ④ ゲート抵抗 Rg̲source を大きくする ⑤ 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 MCZ5606SC D2 R6 /MCZ5607SC 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 40 セルフターンオンの動作（Irss の電流経路） CAT.No.1H1201-0 18

MCZ5606SC / MCZ5607SC 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 Rg̲sink を大きくし、di/dt を小さくする。 が有効です。 図 41 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 IC が 誤動作もしくは破壊しない値を表します。 なお、図 41 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。 HV MCZ5606SC D2 R6 /MCZ5607SC HO Q1 7 R4 配線L 還流電流 VS 6 D3 R7 Q2 LO 5 R5 負 GND 荷 配線L 4 図 41 VS 端子の負電圧耐量 （代表データ） 図 42 配線インダクタンスと還流電流イメージ CAT.No.1H1201-0 19