安全関連用途向けゲート・ドライバ 革新的なアプローチで機能安全を実現
PR International Rectifier 安全関連用途向けゲート・ドライバ 革新的なアプローチで機能安全を実現 André MOURRIER HCIC & LVIC Application Manager Functional Safety Manager, International Rectifier ン抵抗の最大値がMOSFETごとに異な 電子システムの機能安全レベルとコスト比率を最適化するために、セキュリティ・アイ ランドごとにスタンドアロンで安全を確保することが必須である。この手法は、フォル ト・インジェクション（故障診断通知）にさらされ、高レベルの電気的ストレスが加わる パワー段にも適用できる。インターナショナル・レクティファイアー （IR）の車載向けゲー ト・ドライバ「AUIR3235 」は、ここで浮上するさまざまな問題に対応している。 ることから、単純にドレイン-ソース間電 圧を監視することによって、モジュール 全体とMOSFETを保護することは難し い。オン抵抗のバラつきによって、電流 検出レベルは約2倍に変化するからだ。 この10 年間にブレーキや、電動パワ 作を継続させるために欠かせない。安 AUIR3235は、しきい値がプログラマ ー・ステアリング、横滑り防止装置など 全を確立するうえでも不可欠だ。これ ブルな3つの入力比較器と時間調整可 自動車の重要安全装置に電子システム に加えてAUIR3235は3つの独立した 能なフィルタを備えている。これらの入 が使われるようになった。これを受けて シャットダウン入力を備えており、それ 力に電流フィードバック回路を接続す IRは、すべての開発プロセスを自動車に らは異なるセキュリティ・アイランドか ることによって、正確に短絡レベルや過 特化したAPBU「Automotive Product ら制御することができる。 負荷レベルを検出することができる。 Business Unit 」を開設した。製品の品 マイコンは、モータを適切に駆動する 質とプロジェクト管理に焦点を当てた ▪ ハードウエアでMOSFETを保護 ため、電流値もAUIR3235から読み取 APBUの戦略は、自動車の機能安全規 だが、これだけで、システム動作の連 る。ただし反応時間は、MOSFETを保 格（ISO26262）の導入で再確認された。 続性を十分に保証できない。MOSFET 護するには長い。そこでAUIR3235で APBUでは、自動車プロセスに不可欠な の不具合では、ゲートがドレインまたは はハードウエア・ループを使って3µs 以 部分としてこの規格を採用している。 ソースと短絡状態になり、ゲート・ドラ 内でMOSFETをオフすることで、完全 AUIR3235は、この新プロセスで開発 イバの出力段の破壊を招くことが多い にシステムを保護できるようにした。 した最初の製品だ（図 1） 。堅牢な縦型 からだ。では、同一シリコン上に実装 自動車の場合、接地ラインが直接、車 プロセスを採用。ラッチアップや電気的 されており、同じ内部電源から電力の 体に接続されている。このため、ローサ ストレスに対する自己保護機能を備え 供給を受けているゲート出力の独立性 イド（接地ライン）にシャント抵抗を挿 る。175℃以上でも完全に動作し、2A を確保し、システム動作の連続性を保 入すると、電流保護回路の機能を限定 もの電流を出力することが可能だ。デ 証するためには、どうすればよいのか。 し、保 護レベルを低 下させてしまう。 ュアル・ダイ構造の採用によって、完全 AUIR3235では、特許出願中の革新的 AUIR3235では、シャント抵抗を、ハイサ に独立した診断機能付きの電力制御を なソリューションによって、出力の独立 イドMOSFET（バッテリー・ライン）のド 実現。6V〜50Vの広い範囲で動作する。 性を確保した。これを実証するためのデ レインに接続。これによって、すべての短 AUIR3235は、インバータの動作状態 モ・ボードも用意している。 絡に対して最適な保護機能を発揮する。 を200µs 以内でマイコンに送信する診 安全関連のほとんどのアプリケーシ このように高いレベルの保護機能を 断機能を備える。これは、システムの動 ョンでは、アクチュエータを駆動する 備えたAUIR3235を利用することで、シ ために非常に低い ステム・コストを最小限に抑えながら重 オン抵抗（RDSon ）の 要なアプリケーションにおいて高い安全 MOSFETを採用し レベルを確立できるだろう。AUIR3235 ている。しかも、オ は現在リリースに向けて準備中だ。 図1⃝AUIR3235の回路ブロック図 Driver Watchdog Shunt AUIR3235 μP Main switch （es） Driver Motor Inverter switches Phase switches インターナショナル・レクティファイアー 〒169-0074 東京都新宿区北新宿2-21-1 新宿フロントタワー 34 階 T E L◦03-6744-8600 URL ◦http://www.irf-japan.com
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