ブロードコムのフォトカプラによる グリーンアプリケーションの実現

Going Green? ブロードコムのフォトカプラによる グリーンアプリケーションの実現

Broadcomのフォトカプラ グリーンエネルギー製品の実現 Broadcomのフォトカプラは、太陽光発電や風力発電のインバータ、エネルギー Broadcom の主要なフォトカプラ製品には、IGBT、SiC、GaNなどのパワー 貯蔵、電気自動車、EV充電器や電源供給など、さまざまなグリーン・アプリケー スイッチを駆動するゲートドライバ、相電流およびバス電圧測定用の絶縁 ションで使用されています。フォトカプラの主な使用目的は、電気絶縁と信号絶 アンプ、データ伝送および通信用の高速デジタルフォトカプラなどがあります。 縁の両方を同時に実現することです。 このようなグリーン・アプリケーションにおけるBroadcomのフォトカプラの フォトカプラは、クロストーク、電源グリッチ、電気干渉による電気ノイズの影響 人気は、インバータをより効率的に駆動し、高い絶縁耐圧により銅損を低減し、電 を排除し、電気回路の高電圧と低電圧間の安全なインターフェースを可能にす 流検出とデータ伝送時の消費電力を低減する特長にあります。 る高耐圧絶縁を提供します。 1

グリーンエネルギーアプリケーション EV充電器・再生可能エネルギーシステムのための絶縁ソリューション ゲートドライバ 電圧/電流センサ デジタル I/O 特定機能、SSR ESS1 – 電力変換システム、 バッテリ管理システム     再生可能エネルギー用インバータ    風力発電    DC急速充電器、充電器ウォールボックス    ACウォールボックス、IC-CPD2   1. エネルギー貯蔵システム 2. インケーブル制御・保護装置 Broadcomのフォトカプラによる グリーンエネルギー変換 2

車載向けアプリケーション 重要な車載機器およびEVパワートレイン向けに製品を最適化 トラクション・インバータ アナログセンサ • 電圧検出 • 電流検出 ゲートドライバ 電圧/電流センサ デジタル I/O フォトMOSFET/ ドライバ • アナログ・フィードバック デジタル通信インターフェース オンボード・チャージャー • CAN/SPI/I2Cバス (OBC)     • ステータス・コントロール ゲート・ドライバ DC/DCコンバータ     • SiC/IGBT/MOSFETドライバ オンボード・チャージャー (OBC) アクティブ・ディスチャージ／プリチャージ・ディスチャージ アナログセンサ ドライバ • 電圧検出 トラクション・インバータ     • SiC/IGBT/MOSFETドライバ • 電流検出 • アナログ・フィードバック デジタル通信インターフェース 暖房、換気、空調 (HVAC)     • ウェイクアップ/ステータス・コントロール • 故障のフィードバック バッテリ管理システム (BMS)    ゲート・ドライバ • SiC/IGBT/MOSFETドライバ DC/DC Converter アナログセンサ • 電圧検出 暖房、換気、空調 (HVAC) • 電流検出 アナログセンサ • アナログ・フィードバック • 電圧検出 デジタル通信インターフェース • 電流検出 • CAN/SPI/I2Cバス • アナログ・フィードバック • ステータス・コントロール デジタル通信インターフェース ゲート・ドライバ • CAN/SPI/I2Cバス • SiC/IGBT/MOSFETドライバ • ステータス・コントロール ゲート・ドライバ • SiC/IGBT/MOSFETドライバ バッテリ管理システム (BMS) バッテリパック監視 • 電圧検出 バッテリ・セル管理 • ウェイクアップ/ステータス・コントロール • 故障のフィードバック デジタル通信インターフェース • CAN/SPI/I2Cバス • ステータス・コントロール 3

ゲート・ドライブ・フォトカプラ 10Aゲート・ドライブ・フォトカプラが効率的なグリーン電力変換を実現 変換されたグリーンエネルギーは、家庭用や電気自動車の充電、あるいは送電網に供給される前に調整しなければなりませんが、このような調整プロセスは、 IGBTのようなパワースイッチで構成されるパワー・インバータまたはコンバータを通して行われています。ワイドバンドギャップ半導体である炭化ケイ素（SiC）や 窒化ガリウム（GaN）パワースイッチの出現により、電力変換効率は99％という高い数値を達成しています。 Broadcomは、SiCおよびGaNパワースイッチを使用した製品を実現可能にするため、伝導損失とスイッチング損失を抑えて効率的にパワースイッチを駆動する 10Aゲート・ドライブ・フォトカプラをリリースしました。この10Aドライバは、高度な故障保護機能を備え、シングルまたはデュアル・チャネル出力で、100kV/μs 以上のノイズ耐性（dv/dt）を誇ります。 ゲート・ドライブ・フォトカプラ 特長と利点 DESAT保護機能付きのACPL-355JC • 10A シングル・チャネル出力 ACPL-3161T , ACFL-3161 • 100kV/μsノイズ耐性 (dv/dt) • 最大2262VPKの高絶縁電圧デュアル・チャネル出力 ACFJ-3262T , ACFJ-3262 DESAT保護機能付きのACFJ-3439T • 最大17A 10A ゲート・ドライブ・フォトカプラ SiC & GaN リファレンス設計 www.broadcom.com/products/optocouplers/reference-designs 4

電流・電圧センサ 効率的な大電流検出用に設計された ±50mVアイソレーション・アンプ アイソレーション・アンプは、ソーラー・インバータ・システムや風力発電コンバータ・システムなどの再生 可能エネルギーシステムでの電流や電圧のセンサとして広く使用されています。 一般的なソーラー・インバータ・システムでは、電圧センサはDC-ACインバータのバス電圧を測定し、 電流センサはDC-ACインバータの出力電流を測定します。±0.5%という高いゲイン精度と優れた 直線性により、精密で安定した正確な測定を実現します。 Broadcomの±50mVリニア入力レンジ・アイソレーション・アンプは、大電流を測定しながらもシャント 電力損失を低減することができます。世界的な安全規格に適合し、RoHSに準拠したコンパクトなパッケージ でお届けします。 アイソレーション・アンプと モジュレータ 特長と利点 ACPL-C72B/A/0 • 電圧リニア入力範囲±50mV • ±0.5%, ±1% もしくは、±3%の高いゲイン精度 ACPL-736J • シャント抵抗での電力損失が非常に低い • DC電圧センサ ACPL-C87BT/AT 　(入力範囲：0～+2.0V, ゲイン精度：0.5%もしくは、1%) 5

ACNTフォトカプラ 15mmパッケージ技術により、高電圧アプリケーションで高い電力効率を実現 再生可能エネルギー発電、蓄電、鉄道の駆動システムの分野では、より高いDCバス動作を導入する傾向 が強まっており、過渡過電圧の処理に対する要求が高まっています。例えば、近年では新しいソーラー・ システムは1500VDCで動作するようにアップグレードされており、高電圧化による電力密度の向上を目指 しています。このアプローチにより、システムは電流を増やすことなく高い電力変換効率を達成し、銅損を 減らすことができます。しかし、1500VDCシステムでは、高電圧に対する厳しい電気安全基準と世界的な 認証に適合した部品を見つけるという重大な課題に面しています。 この課題は、Broadcomの革新的なACNTパッケージを使えば解決できます。ACNTパッケージは、 コンパクトなフットプリントで沿面距離15mmであるため、高電圧に対する十分なクリアランスを確保す ることができます。さらに、ACNTパッケージは、強化された高電圧保護（2262VPK）と限られたスペース での信号絶縁を実現します。また、ACNT製品を使用することによりゲート・ドライブの同相過渡電圧耐性 （CMTI）を100kV/μs以上に向上でき、スイッチングの誤動作を効果的に抑えることができます。ACNT パッケージは、こういった高電圧アプリケーションに理想的な選択です。 ACNTパッケージのフォトカプラ 特長と利点 ACNT-H343ゲート・ドライブ ACNT-H79B/A/0 電流センサ ACNTパッケージ 沿面距離15mm ACNT-H87B/A/0 電圧センサ 高い動作絶縁耐圧2262VPK ACNT-H61L/H61LC 10MBd ACNT-H50L/H511/H511C 1MBd 6

デジタル＆特殊機能フォトカプラ 電力効率の優れたアプリケーションを実現する独自の低消費電力機能 BroadcomのLED入力フォトカプラは、出力ロジックに関係なくオン状態が フォトカプラがアクティブに送信を行っている場合でも、低入力電流（約1.6mA） 続く容量式や磁気式アイソレータとは異なり、送信を行っていないときの消費 と低電圧点灯のLED（約1.3V）が相まって、フォトカプラは熱くなりにくく、常に 電力が非常に小さくて済みます。このユニークな特徴により、フォトカプラは、 エネルギー効率を高く保つことができます。 長時間のスタンバイモードやデューティサイクルが低いアプリケーションに おいて、最も電力効率の高い選択肢となります。 フォトカプラが低消費電力化をけん引 消費電力 (mW) 4 3.5 フォトカプラ 3 70% 低消費電力フォトカプラ 説明 2.5 省電力 ACPL-M50L/054L/W50L/K54L 1MBd、オープンコレクタ出力 2 1.5 ACPL-M61L/064L/W61L/K64L 10MBd、CMOS出力 1 ACPL-K376 AC/DC 電圧/電流検出器 0.5 80V トランジスタ出力。 ACPL-M417T/M419T 0 低入力電流で高いゲイン デューティサイクル90% デューティサイクル50% デューティサイクル10% フォトカプラ 容量性アイソレータ 磁気アイソレータ 7

電気自動車向け フォトボル MOSFETとドライバ 機械式リレーをソリッドステートリレーに置換 ソリッドステートリレー（SSR）は、その高い信頼性、スイッチング時間の高速化、接点バウンス APML-1611Tリレー APML-1611T が無い、小型化により、機械式リレーの代替品として人気を博しています。しかし、相対的な （パワーサンルーフ用） リレー（HVAC用） オン抵抗の増加やコストの増加といったデメリットも考えられるため、機械式リレーから APML-1611T ソリッドステートリレーへの移行を躊躇する設計者もいます。幸いなことに、これらの懸念の リレー（ワイパー用） 両方に対応可能な代替ソリューションがあります。それは、フォトボルドライバとディスク リートMOSFETを組み合わせてソリッドステートリレーを作る方法です。 現在、市場で入手可能なMOSFETの価格競争力が高いことを考えると、機械式リレーの R 代替品として、1つまたは2つのディスクリートMOSFETとフォトボルドライバを組み合わせて、 ISO バッテリ ソリッドステートリレーを構築する方が有益です。 さらに、2つのバック・トゥ・バックMOSFETを組み込むことにより、双方向スイッチが ASSR-601JV/JT 形成でき、ソリッドステートリレー（SSR）は1フォームA電気機械式リレー（EMR）と （絶縁抵抗測定用） 同等になります。 CHASSIS APML-1611T フォトボルMOSFETと ドライバ 説明 リレー（バッテリジャン ACPL-K30T フォトボルMOSFETドライバ、 開回路電圧=7V @ I クションボックス用） F=10mA ACPL-K309T フォトボルMOSFETドライバ、 開回路電圧=14.3V @IF=10mA ASSR-601JV/JT リーク電流1uAの1500VフォトMOSFET APML-600JV/JT APML-1611T 60V/2.5AフォトMOSFET、高価な低電圧機械式リレーの代替 8

フォトカプラ製品の環境対応 APML-1611T リレー（HVAC用） RoHS REACH TSCA Broadcom は、RoHS、REACH、紛争鉱物に関する規制など、 関連する規制要件を準拠しながら、最高品質の製品を提供する 中国VOC よう努力しています。環境対応の詳細については、『Broadcom の環境、社会、ガバナンス(ESG)レポート』（Broadcom ’s Environmental, Social & Governance (ESG) report） をご覧ください。 9

Broadcom Inc.は、50年にわたる技術革新と協業、優れた技術開発と改善の 本冊子及び仕様書について 上に築かれた、世界的なインフラストラクチャ技術のリーダーです。 ■本冊子は、当社半導体部品（以下「本製品」）の概要をご説明するものです。 Broadcom Inc. (NASDAQ: AVGO)は、半導体およびインフラストラクチャーのソフトウェアソリューション ■本冊子及び本製品の仕様は技術上又は法令上の理由等により予告なく変更する場合があります。ご使用の を幅広く設計、開発、供給するグローバルなテクノロジーリーダーです。 　際には最新の仕様を当社にお問い合わせください。 ■本製品は、技術上、営業上又は法令上の理由等により変更又は廃止される場合がありますので、その旨予め Broadcomの主な製品ポートフォリオは、データ センター、ネットワーク、エンタープライズ ソフトウェア、 　ご了承ください。 ブロードバンド、ワイヤレス、ストレージ、産業などの重要な市場に対応しています。データセンターのネット ■本冊子の記載内容を無断で転載または複写することは禁じられております。 ワークとストレージ、エンタープライズ、メインフレーム、サイバーセキュリティを中心としたソフトウェアで、 オートメーション、モニタリング、セキュリティ、スマートフォン部品、テレコム、ファクトリーオートメーション お客様における用途・装置設計等について などのソリューションを提供しています。 ■本製品は、コンピュータ、OA機器、通信機器、AV機器、家電製品、アミューズメント機器、計測機器及び一般 より詳細な情報につきましては、下記の弊社ホームページをご参照ください。 　産業機器などの一般的な電子機器に組み込んで使用することを前提として設計、製造されております。 ■本製品は、輸送機器（R2Coupler™製品を除く）、航空・宇宙機器（ハーメチック製品を除く）、海底中継器、 https://jp.broadcom.com/ 　原子力制御システム及び生命維持のための医療機器などの極めて高い信頼性と安全性が要求される用途 　にはご使用にならないようにお願いします。お客様において、本製品をこれらの用途にご使用になった 　場合、本製品の設計上の不良、誤動作もしくは故障等の欠陥又は寿命に起因して発生する損害を含むいか 　なる損害についても、当社は責任を負いかねます。 ■当社は品質及び信頼性の向上に努力しておりますが、一般的に半導体製品の誤動作や、故障の発生は 　避けられません。本製品の用途の選択及び本製品を組み込む装置の安全設計は、お客様の責任において 　行われますようお願いします。本製品の設計上の不良、誤動作又は故障等の欠陥の有無に拘らず、お客様 　又は第三者による用途の選択に起因して発生した損害及びお客様又は第三者が設計又は製造した装置を 　介して発生した損害については、当社はその内容、程度を問わず、一切の責任を負いかねます。 ■本製品に関する当社の責任は、本製品自体についての損害及び本製品がお客様又は第三者の生命、身体 　又は財産に直接作用して与えた損害に対する責任のみに限らせていただきます。 ■当社、当社の関連会社、当社の下請業者及び当社への製品供給者は、データの滅失に対する損害及び 　ソフトウェアの復元、お客様による当社製品の代替となる製品又はサービスの調達に関連する損害、逸失 　利益を含む付随的損害、特別損害並びに間接的損害については、その可能性につき知らされていた場合で 　あっても、契約、不法行為、保証その他の法的根拠に関わらず、いかなる責任も負いません。 製品の詳細情報 : broadcom.com 著作権© 2023 Broadcom.無断複写・転載を禁じます。Broadcom、pulseロゴ、Connecting everything、Avago Technologies、 R2CouplerはBroadcomの商標です。「Broadcom」とは、Broadcom Inc.および/またはその系列会社を指します。 2023年07月15日