BM60052FV-C 評 価 ボード (300A/1200V フル SiC パワーモジュール 駆 動 用 ) BM60052FV-EVK-001 1-1. 概 要 BM60052FV-EVK-001(BM60052FV-C 評 価 ボード)は ROHM 製 2ch 入 り 300A/1200V クラスフル SiC パワーモジュール BSM300D12P2E001 に 直 接 実 装 できる 形 状 の 評 価 用 ボードです 絶 縁 素 子 内 蔵 ゲートドライバーIC BM60052FV-C に よる SiC-MOSFET のゲート 駆 動 回 路 とゲート 電 圧 を 供 給 する 絶 縁 型 DC-DC コンバータを 1 ユニット 化 したものです 定 数 は BSM300D12P2E001 の 駆 動 に 適 した 値 になっています SiC-MOSFET の DESAT 検 出 機 能,DESAT 検 出 時 ソフトターンオフ 機 能, DESAT 検 出 FLT 信 号 出 力 機 能,ゲートバイア ス 電 圧 低 下 検 出 及 びゲート 状 態 監 視 RDY 信 号 出 力 機 能,ミラークランプ 機 能 を 内 蔵 しております 本 評 価 ボードは フル SiC パワーモジュールを 駆 動 するための BM60052FV-C を 用 いて 評 価 する 事 を 目 的 としています 量 産 使 用 を 意 図 した 製 品 ではありません 1-2. ボード 概 略 図 BM60052FV-EVK-001 参 考 : フル SiC パワーモジュール BSM300D12P2E001 : 別 途 購 入 必 要 1/9
2-1. 性 能 仕 様 (Ta=25 これは 代 表 値 であり 特 性 を 保 証 するものではありません) 特 性 項 目 規 格 定 格 備 考 電 源 電 圧 電 源 電 流 ドライブ 回 路 数 入 力 信 号 周 波 数 範 囲 DC12V~28V (15V typ, 24V typ) CN1-2 ヒ ン 間 電 圧 0.8A( 電 源 電 圧 DC 15V) 0.5A( 電 源 電 圧 DC 24V) 2 回 路 DC ~ 100kHz 1 最 小 入 力 ON パルス 幅 1.0us 6 最 小 入 力 OFF パルス 幅 1.0us 入 力 信 号 5V 0-P 最 大 ゲート 駆 動 電 荷 1500nC 1, 2 出 力 順 バイアス 電 圧 (+Vg) +17V ~ +19V 1 出 力 逆 バイアス 電 圧 (-Vg) -3V ~ -5V 1 ゲート 順 方 向 バイアス 電 流 (+Ig) +7.5A max (Prw 0.5us) 1, 2 ゲート 引 き 抜 き 電 流 (-Ig) -8.5Amax (Pfw 0.5us) 1, 2 立 上 がり 応 答 遅 れ 時 間 (+Tstg) 100ns typ 1, 3 立 下 がり 応 答 遅 れ 時 間 (-Tstg) 100ns typ 1, 4 立 上 がり 時 間 (Tr) 100ns typ 1, 5 立 下 がり 時 間 (Tf) 100ns typ 1, 5 絶 縁 耐 圧 AC2500V 1 分 間 ( 入 力 - 出 力 間 ) 繰 り 返 しピーク 電 圧 1200V TH7-8 ヒ ン 間 電 圧 TH8-5 間 電 圧 絶 縁 抵 抗 DC500V にて 100Mohm 以 上 ( 入 力 - 出 力 間 ) DESAT 検 出 電 圧 4.0V (min) 使 用 温 度 範 囲 -40 ~ +70 保 存 温 度 範 囲 -40 ~ +80 使 用 湿 度 範 囲 30 ~ 90%RH( 但 し 結 露 無 きこと) 1 Vin:15V 24V 負 荷 :BSM300D12P2E001 相 当 の 疑 似 負 荷 1.6ohm+0.083uF f:100khz Duty:50% 2 下 図 に 示 すように SiC-MOSFET のゲート 駆 動 用 回 路 に 0.2ohm のゲート 抵 抗 (RG)が 挿 入 してあります ゲートドライバー RG= 0.2 Ω RG= 0.2 Ω G S SiC-MOSFET Vg 2/9
3 入 力 信 号 の 立 上 がりから 出 力 ゲート 信 号 波 高 値 の 10%までの 時 間 (+Tstg) 4 入 力 信 号 の 立 下 がりから 出 力 ゲート 信 号 波 高 値 の 90%までの 時 間 (-Tstg) 5 出 力 ゲート 信 号 の 波 高 値 の 10% 90%までの 時 間 (Tr,Tf) 6 ゲート 立 上 がりから DESAT 検 出 抑 制 を 約 1us 設 けています 2-2. 出 力 パラメータの 定 義 (1) 定 常 出 力 時 (2)DESAT 検 出 時 3/9
3. 動 作 手 順 (1) BM60052FV-EVK-001 をフル SiC パワーモジュール 上 に 載 せ 7 つのピンが 正 しい 位 置 にあるか 確 認 して 下 さい ( 下 図 赤 実 線 参 照 ) (2) セルフタップネジで BM60052FV-EVK-001 を 固 定 して 下 さい ( 下 図 青 点 線 参 照 ) (3) 7 つのピンを 半 田 付 けし 電 気 的 に 接 続 して 下 さい BM60052FC-EVK-001 BSM300D12P2E001 4/9
4-1.ブロック 図 (チェックピン 表 記 ) CN 1 +24V 1 2 GND1 8 A_INA 9 A_INB 12 V ~ 28 V BM60052FV-C 安 定 化 回 路 4V LOGIC LO GIC 短 絡 検 出 回 路 UVLO 回 路 ゲートドライ ブ 回 路 RG1A RG2A 7 D-A 9 G- A S- A 8 /D - B 上 アーム 側 10 A_ENA 11 A_FLT ゲ ート 状 態 監 視 及 び ソフ トターンオフ 回 路 12 A_RDY PWM Contr ol ミラークランプ 回 路 DC -DC コンバータ 18V 0V -4 V BM60052FV-C 安 定 化 回 路 4V 短 絡 検 出 回 路 3 B_INA 4 B_INB LOGIC LO GIC UVLO 回 路 ゲートドライ ブ 回 路 RG1B RG2B 6 G-B 5 S- B 下 アーム 側 B_ENA 5 6 B_FLT ゲ ート 状 態 監 視 及 び ソフ トターンオフ 回 路 B_RDY 7 PWM Contr ol ミラークランプ 回 路 18V DC -DC コンバータ 0V -4 V 14 10 TH1 TH1 13 TH2 11 TH2 コネクタ 側 パワーモジュール との 接 続 側 4-2. チェックピン 説 明 黄 色 :1 次 赤 :2 次 上 アーム 側 青 :2 次 下 アーム 側 です オシロスコープ 電 源 はフローティングとし,GND 電 位 が 異 なる 回 路 を 同 時 測 定 する 場 合 は 差 動 プローブ 等 を 使 用 し オシロスコープのGNDで 地 絡 短 絡 が 起 きない 様 ご 注 意 ください 5/9
5-1.スルーホールピンレイアウト コネクタレイアウト TH7 TH89 TH1011 コネクタ (CN) 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 TH65 5-2. 入 出 力 端 子 名 電 源 信 号 入 出 力 : HIF3BA-14PA-2.54DSA(71)(ヒロセ 電 機 ) (コネクタ 側 :CN1-14) CN1 信 号 名 説 明 TH 信 号 名 説 明 ゲートソース 出 力 ドレイン 入 力 :φ2.0 スルーホール (パワーモジュールとの 接 続 側 : 上 図 5~11) 1 VDD 入 力 電 源 (+12V~+28V) 5 S-B Bch のソース 出 力 2 GND 入 力 電 源 (GND) 6 G-B Bch のゲート 出 力 3 B_INA Bch の 入 力 信 号 A 7 D-A Ach のドレイン 入 力 4 B_INB Bch の 入 力 信 号 B 8 S-A Ach のソース 出 力 5 B_ENA Bch のイネーブル 信 号 /D-B 及 び Bch のドレイン 入 力 6 B_FLT Bch の 短 絡 検 出 出 力 9 G-A Ach のゲート 出 力 7 B_RDY Bch の UVLO,ゲート 状 態 監 視 出 力 10 TH1 サーミスタ 端 子 10( 使 用 しません) 8 A_INA Ach の 入 力 信 号 A 11 TH2 サーミスタ 端 子 11( 使 用 しません) 9 A_INB Ach の 入 力 信 号 B X_A: 上 アーム 用 素 子 関 連 端 子 10 A_ENA Ach のイネーブル 信 号 X_B: 下 アーム 用 素 子 関 連 端 子 11 A_FLT Ach の 短 絡 検 出 出 力 12 A_RDY Ach の UVLO,ゲート 状 態 監 視 出 力 13 TH2 サーミスタ 端 子 11( 使 用 しませ ん) 14 TH1 サーミスタ 端 子 10( 使 用 しませ ん) A_XXX:Ach 関 連 上 アーム 制 御 関 連 端 子 B_XXX:Bch 関 連 下 アーム 制 御 関 連 端 子 サーミスタ 端 子 は TH1 同 志 TH2 同 志 がそれぞれ 基 板 上 で 接 続 されているだけで IC への 接 続 はされて おりません 6/9
5-3. 勘 合 コネクタ ヒロセ 電 機 オムロン フラットケーフ ル 圧 接 タイフ コネクタ HIF3BA-14D-2.54R XG4M-1430-T ハ ラ 線 圧 着 タイフ コネクタ HIF3BA-14D-2.54C XG5N-141 ハ ラ 線 用 コンタクト HIF3-2226SC(AWG22~AWG26) XG5W-0231(AWG22~26) HIF3-2428SC(AWG24~AWG28) XG5W-0232(AWG24~28) 詳 細 は 各 メーカカタログを 参 照 ください 6.ゲート 抵 抗 の 選 定 本 製 品 のゲート 抵 抗 には,BSM300D12P2E001 の 標 準 値 0.2Ωが 搭 載 してありますが, 装 置 に 合 わせて 最 適 な 値 に 変 更 する 事 ができます 各 部 の 動 作 発 熱 等 に 注 意 しながら 調 整 してください 上 下 アーム 回 路 記 号 基 板 ハ ターンレイアウト 初 期 実 装 / 未 実 装 上 アーム 側 立 ち 上 がり RG1A1 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W_0.2ΩJ,ROHM) 実 装 5 並 列 接 続 RG1A2 RG1A3 RG1A4 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W,ROHM) 未 実 装 RG1A5 スルーホール 穴 径 φ1.2mm ヒ ッチ 25.4mm 未 実 装 立 ち 下 がり RG2A1 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W_0.2ΩJ,ROHM) 実 装 5 並 列 接 続 RG2A2 RG2A3 RG2A4 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W,ROHM) 未 実 装 RG2A5 スルーホール 穴 径 φ1.2mm ヒ ッチ 25.4mm 未 実 装 下 アーム 側 立 ち 上 がり RG1B1 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W_0.2ΩJ,ROHM) 実 装 5 並 列 接 続 RG1B2 RG1B3 RG1B4 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W,ROHM) 未 実 装 RG1B5 スルーホール 穴 径 φ1.2mm ヒ ッチ 25.4mm 未 実 装 立 ち 下 がり RG2B1 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W_0.2ΩJ,ROHM) 実 装 5 並 列 接 続 RG2B2 RG2B3 RG2B4 角 型 チッフ 抵 抗 器 MCR100(1W,ROHM) 未 実 装 RG2B5 スルーホール 穴 径 φ1.2mm ヒ ッチ 25.4mm 未 実 装 ゲート 抵 抗 の 最 小 値 は0.2Ωを 推 奨 します ゲート 抵 抗 値 を 上 げますとSiCパワーモジュールのスイッチング 損 失 が 増 加 し 本 来 の 性 能 が 発 揮 できない 場 合 が ありますのでなるべく 小 さなゲート 抵 抗 を 選 定 してください 7/9
7. 各 機 能 説 明 入 力 信 号 イネーブル 信 号 出 力 論 理 を 決 定 します CN10 A_ENA CN5 B_ENA CN9 A_INB CN4 B_INB CN8 A_INA CN3 B_INA TH9 G-A(ゲート 出 力 ) TH6 G-B(ゲート 出 力 ) L L H H L H L L L H L H H ロジック H レベル 入 力 電 圧 :2.0V~5.5V ロジック L レベル 入 力 電 圧 :0~0.8V CH1( 黄 色 2.0V/div) :INA CH2( 水 色 2.0V/div) :INB CH3(ピンク 5.0V/div):ゲート 出 力 t:2us/div DESAT 検 出 FLT 信 号 出 力 (A_FLT B_FLT) ゲート 出 力 が High で SiC-MOSFET の Vds が 4V 以 上 の 時 ゲート 電 圧 を Low に 降 下 させ(ソフトターンオフ) FLT 信 号 (8pin)を 出 力 します ( 検 出 時 0V 定 常 時 4V) この 動 作 は 入 力 信 号 ENA の 立 上 がりで 解 除 されます FLT 端 子 は 評 価 基 板 上 で VREG 端 子 に 10kohm でプルアップされています ゲート 立 上 がりから 約 1us の 検 出 抑 制 時 間 を 設 けています DESAT 検 出 機 能 の 詳 細 については BM60052FV-C の Data sheet をご 参 照 ください ゲートバイアス 電 圧 低 下 検 出 (UVLO) ゲート 状 態 監 視 RDY 信 号 出 力 (A_RDY B_RDY) ゲート 出 力 短 絡 出 力 過 電 流 等 の 異 常 によりゲート 順 バイアス 電 圧 +18V が 約 +14V 以 下 に 低 下 した 時 又 はゲート 状 態 監 視 が 入 出 力 不 一 致 となった 時 RDY 信 号 を 出 力 します ( 検 出 時 0V 定 常 時 4V) 電 源 電 圧 が 電 圧 低 下 検 出 電 圧 まで 上 昇 すると 定 常 動 作 に 戻 ります RDY 端 子 は 評 価 基 板 上 で VREG 端 子 に 10kohm でプルアップされています ゲート 状 態 監 視 フィルタ 時 間 1.5~2.5us ミラークランプ 機 能 ゲート 出 力 が Low の 状 態 で OUT2 端 子 がある 電 圧 以 下 になると ミラークランプ 機 能 が 動 作 します また DESAT 検 出 した 時 にも 動 作 します ミラークランプ 検 出 電 圧 1.8~2.2V(G-S 間 ) ミラークランプ 機 能 については BM60052FV-C の Data sheet をご 参 照 ください サーマルプロテクション 機 能 BM60052FV-C には 温 度 センサー 電 圧 入 力 端 子 がありサーマルプロテクション 機 能 を 内 蔵 しておりますが 本 評 価 ボ ードでは 使 用 しない 設 定 になっています (モジュールとの 接 続 穴 とコネクタが 接 続 されており BM60052FV-C には 接 続 されていません) 8/9
7. 外 形 図 100 7.25 33.9 30.11 94.5 87.26 83.45 6 0.58 56.77 7 8 9 10 11 2 1 58.4 CN1: H IF3BA- 14PA-2.54D SA 57.5 65 14 13 6 5 1.6 TBD 7 - φ 2. 0 T H 4 - φ2. 8 N T H 単 位 (mm) 公 差 ±1mm 9/9
Notice < 高 電 圧 に 関 するご 注 意 事 項 > 操 作 を 始 められる 前 に! このドキュメントは BM60052FV-C 用 評 価 ボード(BM60052FV-EVK-001)とその 機 能 に 限 定 し 記 載 しています BM60052FV-C のより 詳 細 な 内 容 については データシートを 参 照 してください 安 全 に 操 作 を 行 って 頂 く 為 に 評 価 ボードをご 使 用 になる 前 に 必 ずこのドキュメントの 全 文 を 読 んでください! また 使 用 される 電 圧 およびボードの 構 造 によっては 生 命 に 危 険 をおよぼす 電 圧 が 発 生 する 場 合 があります 必 ず 下 記 囲 み 内 の 注 意 事 項 を 厳 守 してください < 使 用 前 に> 1 ボードの 落 下 などによる 部 品 の 破 損 欠 落 がない 事 を 確 認 してください 2 導 電 性 の 物 体 がボード 上 に 落 ちていない 状 態 である 事 を 確 認 してください 3 モジュールと 評 価 ボードのはんだ 付 けを 行 う 際 は はんだ 飛 散 に 注 意 してください 4 基 板 に 結 露 や 水 滴 がない 事 を 確 認 してください < 通 電 中 > 5 導 電 性 の 物 体 がボードに 接 触 しないよう 注 意 してください 6 動 作 中 は 偶 発 的 な 短 時 間 の 接 触 もしくは 手 を 近 づけた 場 合 の 放 電 であっても 重 篤 に 陥 る 場 合 や 生 命 に 関 わる 危 険 性 があります 絶 対 にボードに 素 手 で 触 れたり 近 づけ 過 ぎたりしないでください また ピンセットやドライバなど 導 電 性 の 器 具 を 用 いての 作 業 も 上 記 同 様 に 注 意 してください 7 動 作 時 は 熱 等 によるボード 部 品 の 変 色 や 液 漏 れ 等 及 び 低 温 評 価 による 結 露 に 注 意 しな がら 作 業 を 進 めてください 8 通 電 中 やむを 得 ず 作 業 が 必 要 な 場 合 は 必 ず 絶 縁 手 袋 を 着 用 し 作 業 してください < 使 用 後 > 9 動 作 後 電 源 を 切 った 後 もボードに 触 れる 際 には コンデンサに 貯 まった 電 荷 による 感 電 や 過 熱 された 部 品 への 接 触 による 火 傷 等 に 注 意 してください 10 作 業 をする 際 には 絶 縁 手 袋 などを 着 用 し 感 電 に 注 意 してください この 評 価 ボードは 研 究 開 発 施 設 で 使 用 されるもので 各 施 設 において 高 電 圧 を 取 り 扱 う 事 を 許 可 された 方 だけが 使 用 出 来 ます また 高 電 圧 を 使 用 しての 作 業 時 には 高 電 圧 作 業 中 等 の 明 示 を 行 い インターロック 等 を 備 えたカバーや 保 護 メガネの 着 用 等 安 全 な 環 境 において 作 業 される 事 を 推 奨 します www.rohm.com 2015 ROHM Co., Ltd. All rights reserved.
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