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LMG3411R070

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ドライバとサイクルごとの過電流保護機能内蔵、600 V、70mΩ GaN

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ドライバとサイクルごとの過電流保護機能内蔵、600 V、70mΩ GaN

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製品の詳細

パラメータ

RDS (on) (Milliohm) 70 VDS (Max) (V) 600 ID (Max) (A) 12 Rating Catalog open-in-new その他の GaN（窒化ガリウム） IC

パッケージ｜ピン｜サイズ

VQFN (RWH) 32 64 mm² 8 x 8 open-in-new その他の GaN（窒化ガリウム） IC

特長

  • TIのGaNプロセスは、加速信頼性アプリケーション内ハード・スイッチング・ミッション・プロファイルによる認定済み
  • 高密度の電力変換設計が可能
    • カスコードまたはスタンドアロンのGaN FETで優れたシステム性能を実現
    • 低インダクタンスの8mm×8mm QFNパッケージにより設計とレイアウトが容易
    • スイッチング性能とEMIを制御するため駆動強度を変更可能
    • デジタルのフォルト・ステータス出力信号
    • +12Vの非レギュレート電源のみで動作可能
  • ゲート・ドライバを内蔵
    • 共通ソース・インダクタンスが0
    • MHz動作を可能にする20nsの伝播遅延
    • ゲート・バイアス電圧をプロセスで調整することで高い信頼性を実現
    • スルー・レートを25～100V/nsの範囲でユーザー設定可能
  • 堅牢な保護
    • 外付けの保護部品が不要
    • 応答時間100ns未満の過電流保護
    • 150V/nsを超えるスルー・レート耐性
    • 過渡過電圧耐性
    • 過熱保護
    • すべての電源レールのUVLO保護
  • デバイスのオプション
    • LMG3410R070：ラッチ付き過電流保護
    • LMG3411R070：サイクル単位の過電流保護

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open-in-new その他の GaN（窒化ガリウム） IC

概要

ドライバおよび保護機能を内蔵したLMG341xR070 GaN電力段を使うと、設計者はパワー・エレクトロニクス・システムにおいて、比類ない電力密度と効率を実現できます。シリコンMOSFETに対するLMG341xの本質的な利点には、入力および出力容量が非常に小さい、逆方向回復が0であるためスイッチング損失を約80%低減できる、スイッチ・ノードのリンギングが小さいためEMIが低減されるという事実が含まれます。これらの利点により、トーテムポールPFCのような高密度高効率のトポロジが可能になります。

あらゆる電源の設計を単純化し、信頼性を最大化し、性能を最適化するための一連の独自機能を組み込んだLMG341xR070は、従来のカスコードおよびスタンドアロンGaN FETに代わるスマート・デバイスです。内蔵のゲート・ドライブにより、Vdsリンギングがほぼ0で100V/nsのスイッチングを行い、100ns未満の電流制限により意図しない貫通電流からデバイス自身を保護し、過熱シャットダウンにより熱暴走を防止し、システム・インターフェイス信号により自己監視を行えます。

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技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
* データシート LMG341xR070 ドライバおよび保護機能搭載の600V、70mΩ GaN データシート (Rev. E 翻訳版) 最新の英語版をダウンロード (Rev.F) 2019年 7月 19日
その他の技術資料 A Generalized Approach to Determine the Switching Lifetime of a GaN FET 2020年 10月 20日
アプリケーション・ノート Thermal Considerations for Designing a GaN Power Stage 2020年 8月 4日
技術記事 20 million GaN reliability hours and counting 2019年 2月 28日
アプリケーション・ノート Third quadrant operation of GaN 2019年 2月 25日
技術記事 Gallium nitride: supporting applications from watts to kilowatts 2018年 12月 19日
技術記事 20 million reasons to use GaN 2018年 11月 8日
ユーザー・ガイド Using the LMG3411R070EVM Half-Bridge and LMG34XXBB-EVM Breakout Board EVM 2018年 10月 24日
技術記事 Half the space, double the power: How gallium nitride is revolutionizing robotics, renewable energy, telecom and more 2018年 10月 22日
アプリケーション・ノート Overcurrent protection in high density GaN power designs 2018年 10月 19日
その他の技術資料 Product-level Reliability of GaN Devices 2016年 4月 26日
ホワイト・ペーパー Application-Relevant Qualification of Emerging Semiconductor Power Devices, GaN 2016年 3月 31日

設計と開発

追加の事項や他のリソースを参照するには、以下のタイトルをクリックすると、詳細ページを表示できます。

ハードウェア開発

評価ボード ダウンロード
document-generic ユーザー・ガイド
199
概要

LMG34XX-BB-EVM は、LMG3410-HB-EVM などの LMG341x ハーフ・ブリッジ・ボードを同期整流降圧コンバータとして構成するための使いやすいブレイクアウト・ボードです。この評価基板は、電力段、バイアス電源、ロジック回路を搭載しており、GaN デバイスのスイッチング測定を迅速に実行できます。この評価基板は最大 8A の出力電流を供給でき、適切な熱管理 (強制空冷、低周波動作など) を行うと、最大動作温度の超過を確実に防止できます。この評価基板は開ループ・ボードなので、過渡測定に適していません。

相補型パルス幅変調信号と、ボード上に生成される対応デッドタイムにより、必要とされるパルス幅変調入力はわずか 1 つです。短いグランド・スプリングを搭載しているオシロスコープのプローブを使用して、ロジックと電力段の主な波形を測定できるように、複数のプローブ点が用意されています。

特長
  • 最大 600V の入力電圧で動作
  • LMG341x ドーター・カードのハーフブリッジ性能を評価するシンプルな開ループ設計
  • デッドタイムが 50ns の PWM 信号に対応する、単一 PWM 入力をオンボードに搭載
  • 短いグランド・スプリング・プローブを搭載しているオシロスコープのプローブによる、ロジックと出力段測定のための利便性の高いプローブ点
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ドーター・カード ダウンロード
document-generic ユーザー・ガイド
199
概要
LMG34XX-BB-EVM は、LMG3410-HB-EVM などの LMG34XX ハーフ・ブリッジ・ボードを非同期整流降圧コンバータとして構成するための使いやすいブレイクアウト・ボードです。 この評価基板は、出力段、バイアス電源、ロジック回路を搭載しており、GaN デバイスのスイッチング測定を迅速に実行できます。 この評価基板は適切な熱管理（強制空冷、低周波動作など）を行うと、最大動作温度を超過せず、最大 8A の出力電流を供給できます。 この評価基板は、オープン・ループ・ボードであるため、過渡測定に適していません。
相補型パルス幅変調信号と、ボード上に生成される対応デッドタイムにより、必要とされるパルス幅変調入力はわずか一つです。短いグランド・スプリングを搭載しているオシロスコープのプローブにより、ロジックと出力段の主な波形を測定するため、プローブ点が用意されています。
 
LMG3410-HB-EVM は、必要なすべての補助ペリフェラル回路を搭載している LMG3410R070 GaN FET を 2 個使用し、1 個のハーフ・ブリッジを形成します。  この評価基板は、LMG34XX-BB-EVM やカスタム設計の出力段など、より大規模なシステムと組み合わせて使用できます。  LMG3410R070 を高性能レイアウトに搭載し、利便性の高い接続ポイントを組み合わせて提供しているので、動作波形とインサーキット波形をすばやく簡単に測定できます。

必要な回路がすべて実装されているため、レベルシフトや絶縁は不要です。  補助バイアスは 2 つの方法で生成できます。デフォルトは 5V 単一入力のみを必要とする絶縁型電源で、12V ブートストラップ・モードで動作するように構成を変更することも可能です。  露出銅パッドが用意されており、消費電力がより大きい場合にヒートシンク・アセンブリを取り付けることができます。
特長
  • 最大 600V の入力電圧で動作
  • LMG3410R070 の性能を評価するシンプルなオープン・ループ設計
  • デッドタイムが 50ns の PWM 信号に対応する、単一 PWM 入力をオンボードに搭載
  • 短いグランド・スプリング・プローブを搭載しているオシロスコープのプローブによる、ロジックと出力段測定のための利便性の高いプローブ点
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ドーター・カード ダウンロード
document-generic ユーザー・ガイド
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概要
LMG3411EVM-029 configures two LMG3411R070 GaN FETs in a half bridge with the cycle by cycle over current protection function and all the necessary auxiliary peripheral circuitry.This EVM is designed to work in conjunction with larger systems.
特長
  • Input voltage operates up to 600V
  • Simple open loop design to evaluate performance of LMG3411R070
  • Single PWM input on board for PWM signal with 50 ns dead time
  • Cycle by cycle over current protection function
  • Convenient probe points for logic and power stage measurements with oscilloscope probes that have (...)
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設計ツールとシミュレーション

シミュレーション・ツール ダウンロード
PSpice® for TI design and simulation tool
PSPICE-FOR-TI — PSpice® for TI は、各種アナログ回路の機能評価に役立つ、設計とシミュレーション向けの環境です。設計とシミュレーションに適したこのフル機能スイートは、Cadence® のアナログ分析エンジンを使用しています。PSpice for TI は無償で使用でき、アナログや電源に関する TI の製品ラインアップを対象とする、業界でも有数の大規模なモデル・ライブラリが付属しているほか、選択された一部のアナログ動作モデルも利用できます。

設計とシミュレーション向けの環境である PSpice for TI を使用すると、内蔵のライブラリを活用して、複雑なミックスド・シグナル設計のシミュレーションを実施することができます。完成度の高い最終機器を設計し、レイアウトの確定や製造開始より前に、ソリューションのプロトタイプを製作することができます。この結果、市場投入期間の短縮と開発コストの削減を実現できます。 

設計とシミュレーション向けのツールである PSpice for TI の環境内で、各種 TI デバイスの検索、製品ラインアップの参照、テスト・ベンチの起動、設計のシミュレーションを実施し、選定したデバイスをさらに分析することができます。また、複数の TI デバイスを組み合わせてシミュレーションを実行することもできます。

事前ロード済みの複数のモデルで構成されたライブラリ全体に加えて、PSpice for TI ツール内で各種 TI デバイスの最新の技術関連資料に簡単にアクセスすることもできます。開発中のアプリケーションに適したデバイスを選定できたことを確認した後、TI 製品の購入ページにアクセスして、その製品を購入することができます。 

PSpice for TI を使用すると、回路の検討から設計の開発や検証まで、作業の進展に合わせて設計サイクルの各段階で、シミュレーションのニーズに適した各種ツールにアクセスできます。コスト不要で入手でき、開発を容易に開始できます。設計とシミュレーションに適した PSpice スイートをダウンロードして、今すぐ設計を開始してください。

 開発の開始

  1. PSpice for TI シミュレータへのアクセスの申請
  2. ダウンロードとインストール
  3. シミュレーション方法説明ビデオのご視聴
特長
  • Cadence の PSpice テクノロジーを活用
  • デジタル・モデル・スイートが付属する事前インストール済みのライブラリを活用して、ワーストケース・タイミング分析を実現可能
  • 動的更新により、最新のデバイス・モデルに確実にアクセス可能
  • 精度の低下を招かずに、シミュレーション速度を重視して最適化済み
  • 複数製品の同時分析をサポート
  • OrCAD Capture フレームワークを土台とし、業界で最も幅広く使用されている回路図のキャプチャとシミュレーションの環境へのアクセスを実現
  • オフライン作業が可能
  • 以下の点を含め、多様な動作条件とデバイス公差にまたがって設計を検証
    • 自動的な測定と後処理
    • モンテカルロ分析法
    • ワーストケース分析
    • 熱解析
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リファレンス・デザイン

リファレンス・デザイン ダウンロード
高効率、1.6kW 高密度、GaN ベース 1MHz CrM トーテムポール力率補正（PFC）コンバータのリファレンス・デザイン
TIDA-00961 — 高周波数、臨界導通モード（CrM）、トーテム・ポール力率補正（PFC）は、GaN を使用して高密度の電源ソリューションを設計するための単純なアプローチです。TIDA-0961 リファレンス・デザインは、TI の 600V GaN (...)
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高電圧 GaN デバイスを使用する 400V – 12V/500W 高周波共鳴コンバータのリファレンス・デザイン
PMP20289 — PMP20289 は、公称 390V から 12V への電圧変換する際に、TI の高電圧 GaN FET を実装した高周波（公称スイッチング周波数 >400kHz）LLC 直列共振コンバータ（LLC-SRC）の性能を検証するためのリファレンス・デザインです。デジタル・コントローラ UCD3138A が、UCD7138 SR コントローラとの組み合わせにより、LLC-SRC の効率を最適化するため使用されています。高電圧直接駆動 GaNFET 採用 LMG3410 を使用し、高速スイッチングを実現するとともに、ハーフ・ブリッジ・スイッチ相互間のデッドタイムを最小限に抑えることができます。テスト結果は、350kHz 以上のスイッチング周波数で 390V から 12V への変換を行った際に、24A 負荷で 96.8%、42A の全負荷で 96.3% のピーク効率を達成できることを示しています。
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設計ファイル
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TI の HV GaN FET 搭載、高効率、高電力密度 1kW 共振コンバータのリファレンス・デザイン
PMP20637 — このリファレンス・デザインは、高効率で電力密度が高く軽量な共振コンバータのリファレンス・デザインです。390V の入力を 48V/1kW の出力に変換でき、出力段が 140W/in^3 を超える電力密度を実現します。基板全体の重量は 210g 未満です。定常状態でスイッチング周波数が 950kHz に固定されており、97.6% のピーク効率を実現します。  
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設計ファイル
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効率 99% の 1kW GaN ベース CCM トーテムポール力率補正（PFC）コンバータのリファレンス・デザイン
PMP20873 — 連続導通モード（CCM）トーテムポール力率補正（PFC）は、シンプルで高効率なパワー・コンバータを実現します。99% の効率を実現するためには、さまざまな設計上の詳細を考慮する必要があります。PMP20873 リファレンス・デザインでは、TI の 600VGaN 出力段、LMG3410、TI の UCD3138 デジタル・コントローラを使用します。設計概要で、CCM トーテムポール・トポロジ動作の詳細、回路設計の詳細な考慮事項、磁気素子およびファームウェア制御設計上の考慮事項を説明します。このコンバータは 100KHz で動作します。AC ライン・クロスオーバーでのソフト・スタートにより、電流スパイクを最小限に抑え、THD を低減します。PFC ファームウェアが AC 電流と PFC 出力電圧をリアルタイムで測定し、スイッチ・ノードのフル・スイングが完了するのに必要なデッドタイムを予測します。適応型デッドタイム制御により、スイッチング損失と GaN FET ボディ・ダイオードの導通損失の両方を効果的に最小化できます。GUI によるパラメータ設定と制御ループ・チューニングがサポートされています。
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HV GaN FET 搭載、24V/500W 共振コンバータのリファレンス・デザイン
PMP21309 — This reference design is a high-frequency resonant converter reference design. The output voltage is regulated to 24 V with input voltage ranges from 380 V to 400 V using a resonant tank with 500 kHz resonant frequency. A 97.9% peak efficiency is achieved with this design using TI’s (...)
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HV GaN FET 搭載、12V/500W 共振コンバータのリファレンス・デザイン
PMP21842 — This high-frequency resonant converter reference design regulates a 12-V output from a 380-V to 400-V input voltage range using a resonant tank with 500 kHz resonant frequency. A peak efficiency of 96.0% (bias supply included) is achieved with this design using our high-voltage GaN device along with (...)
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CAD/CAE シンボル

パッケージ ピン数 ダウンロード
VQFN (RWH) 32 オプションの表示

購入と品質

含まれる情報：
  • RoHS
  • REACH
  • デバイスのマーキング
  • リード端子の仕上げ / ボールの原材料
  • MSL rating/ リフローピーク温度
  • MTBF/FIT の推定値
  • 原材料組成
  • 認定試験結果
  • 継続的な信頼性モニタ試験結果

おすすめの製品には、この TI 製品に関連するパラメータ、評価モジュール、またはリファレンス・デザインが含まれている場合があります。

サポートとトレーニング

TI E2E™ Forums (英語) では、TI のエンジニアからの技術サポートが活用できます

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トレーニング・シリーズ

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