車載ブラシ付きモーター用ゲートドライバーIC
車載用途に必要最低限の機能を備えた2chハーフブリッジ（Hブリッジ）ゲートドライバーICです。
ブラシ付きモーターを使用するボディー系全般に対応しています。
特に、メカニカルリレーでモーター駆動しているシステムを半導体化することで、高信頼性と小型化を実現します。
＜この製品のポイント＞
近年、車載機器は機械式であった可動部の電動化が進み、自動車1台当たりのモーターの需要が増加しています。モーターを駆動するドライバーの数も増加しており、システムの小型化、統合化が進んでいます。中には回転速度制御不要のモーターアプリケーションもあり、機能、性能を絞ったドライバーが求められています。
当社はこの需要に対応するために製品ラインアップの強化に取り組んでおり、ここでご紹介する「TB9103FTG」はその強化の一環です（表1）。
表1 当社の車載ブラシ付きモーター向けゲートドライバーICのラインアップ状況
| 品番 | ステータス | パッケージ | ゲート ドライバー |
チャージ ポンプ |
電流検出 |
リレーゲート ドライバー |
SPI | 備考 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TB9103FTG | 開発中 | VQFN24 | ○ (H-bridge or 2ch Half-bridge) |
○ (2倍昇圧) |
－ | － | － | メカリレーから半導体リレーへの置換提案 |
| TB9104FTG | 開発中 | VQFN32 | ○ (H-bridge or 2ch Half-bridge) |
○ (2倍昇圧) |
○ (1ch) |
○ (1ch) |
○ |
最小限の機能で汎用性の高い製品 |
| TB9052FNG | 量産中 | HTSSOP48 | ○ (H-bridge) |
○ (3倍昇圧) |
○ (1ch) |
－ | － | Hブリッジのゲートドライバーにシーケンス生成回路を追加 |
| TB9057FG | 量産中 | LQFP48 | ○ (H-bridge) |
○ (3倍昇圧) |
○ (1ch) |
－ | － | 低電圧駆動、機能安全強化、 モータ－駆動方向検出回路を内蔵 |
車載用途として必要最低限の機能を搭載
TB9103FTGは、ブラシ付きモーターを駆動する外付けのNch-MOSFETを制御するためのゲートドライバーICです。また、各種異常状態（VDS、VGS、過熱、電源、設定などの異常）をDIAG端子に出力します。DIAG端子は２つあり、2チャンネルあるハーフブリッジのどのチャンネルで異常が発生しているかを判別することができます。
TB9103FTGの製品価値①：
機能のコンパクト化でシステム設計をシンプルにすることに貢献
TB9103FTGは高度な制御を可能とするマイコンを使用しないケースを想定しておりますが、システムで最も避けたい外付けNch-MOSFETの貫通電流を本製品が内蔵する自動デッドタイム制御で回避します。
TB9103FTGの製品価値②：
小型パッケージ採用（VQFN24）でECU[注1]サイズの小型化に貢献
TB9103FTGは機能のコンパクト化により端子数を減らすことで、世界最小クラス[注2]のパッケージを選択できました。そのサイズはVQFNの24pinで16mm2です。
本製品の小型化を実現するためにQFNパッケージを採用しています。またGND電位となる角ピンをモールド樹脂内に隠すことでピン間ショート故障による誤動作のリスクを低減しました。
TB9103FTGの製品価値③：
メカニカルリレーから半導体（MOSFET）への切り替えに貢献
メカニカルリレーを半導体化（MOSFET）するメリットは静音化（リレー音が無くなる）、高信頼性化（寿命が延びる）、小型化（実装面積が小さくなる）です。
下図（図3）はそのイメージ図です。
TB9103FTG主要スペック
電源（VB、VCC）は12Vバッテリシステムの使用を想定しています。スペックが保証されるチップ温度は-40℃～150℃でありこれはAEC-Q100[注3]の規定においてGrade1に相当します。
本製品はチャージポンプを搭載しており外付けNch-MOSFETを駆動できるものとなっています。主要スペックを以下に示します（表2）。
動作電圧範囲（抜粋）
| Item | Symbol | Terminal | Limit Values | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Min | Max | Unit | |||
| 電源電圧動作範囲1 | VCCrng | VCC | 4.5 | 5.5 | V |
| 電源電圧動作範囲2 | VBrng | VB | 7 | 18 | V |
電気的特性（抜粋）
特に指定がない場合、VB=7~18V、VCC=4.5~5.5V（VB≧VCC）、Ta=-40~125℃とします。
| Item | Symbol | Terminal | Limit Values | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Min | Typ. | Max | Unit | |||
| チャージポンプ電圧 | VCP1 | VCP | VB+5 | VB+11 | VB+14 | V |
| ハイサイドGS間 駆動電圧 |
VGSHSSRC1 | GH1、GH2 | VCP-VB -0.2 |
- | VCP-VB | V |
| VGSHSSNK1 | GH1、GH2 | - | - | 0.5 | V | |
| ローサイドGS間 駆動電圧 |
VGSLSSRC1 | GL1、GL2 | 8.9 | 11 | 14 | V |
| VGSLSSRC2 | GL1、GL2 | VB-0.1 | - | VB | V | |
| VGSLSSNK1 | GL1、GL2 | - | - | 0.5 | V | |
| ハイサイドGS間 駆動出力抵抗 ソース方向 |
Ronhssrc | GH1、GH2 | 250 | 500 | 1000 | Ω |
| ハイサイドGS間 駆動出力抵抗 シンク方向 |
Ronhssnk | GH1、GH2 | 20 | 50 | 150 | Ω |
| ローサイドGS間 駆動出力抵抗 ソース方向 |
Ronlssrc | GL1、GL2 | 250 | 500 | 1000 | Ω |
| ローサイドGS間 駆動出力抵抗 シンク方向 |
Ronlssnk | GL1、GL2 | 20 | 50 | 150 | Ω |
設定
MODE設定：
Hブリッジモード／Half-ブリッジモードの2種類のモード選択が可能
VDS検出レベル設定：
外付けNch-MOSFETのドレインとソース間電圧異常を監視する機能の設定です。
検出レベルを4設定（機能無効、0.3V、0.6V、0.9V）が可能
製品評価ボードの無償貸し出し
お客様において容易にTB9103FTGの特性が確認できるよう評価ボードの無償貸し出しを行っております。もちろんエンジニアリングサンプルの提出も可能です。当社営業、当社ビジネスパートナー様にご用命をお願いします。
評価ボードのサイズは95mm×75mm。お客様の利便性を考慮し、スイッチ、ジャンパー、コネクターを適宜実装しています。
現在当社は、車載機器向けモーターを制御するICの製品ラインナップ化に取り組んでいます。お客様のご要望に応えるべく、ICに内蔵する機能やその性能を最適化した製品を市場に投入する考えのもと、車載機器の電動化や快適性向上に貢献していきます。
[注1] Electronic Control Unitの略で基板に電子部品が搭載された機器のこと。
[注2] 2022年4月当社調べ。
[注3] Automotive Electronics Councilという団体が規定した車載IC向けの信頼性試験などの規格
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