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80V GaN ハーフ・ブリッジ・パワー・ステージ

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製品の詳細

パラメータ

RDS (on) (Milliohm) 15 VDS (Max) (V) 80 ID (Max) (A) 10 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

QFM (MOF) 9 48 mm² 8 x 6 open-in-new その他の GaN（窒化ガリウム） IC

特長

  • 15mΩ GaN FETおよびドライバを内蔵
  • 電圧定格: 連続80V、パルス100V
  • PCBレイアウトが簡単になるようパッケージを最適化、アンダーフィル、クリーページ、クリアランスの要件を撤廃
  • 共通ソース・インダクタンスが非常に低いため、ハード・スイッチングのトポロジで過剰なリンギングなしに高いスルー・レートのスイッチングを保証
  • 絶縁および非絶縁アプリケーションに最適
  • ゲート・ドライバは最高10MHzのスイッチングが可能
  • 内部的なブートストラップ電源電圧クランピングにより、GaN FETオーバードライブを防止
  • 電源レールの低電圧誤動作防止保護
  • 非常に優れた伝搬遅延(標準値29.5ns)およびマッチング(標準値2ns)
  • 低消費電力
 open-in-new その他の GaN（窒化ガリウム） IC

概要

LMG5200デバイスは80V、10AのドライバにGaNハーフ・ブリッジ電力ステージを加えたもので、エンハンスメント・モードの窒化ガリウム(GaN) FETを使用する統合電力ステージ・ソリューションに使用できます。このデバイスは2つの80V GaN FETで構成され、1つの高周波数GaN FETドライバによりハーフ・ブリッジ構成で駆動されます。

GaN FETは逆方向回復時間がほぼゼロで、入力容量CISSが非常に小さいため、電力変換において大きな利点があります。すべてのデバイスはボンド・ワイヤを一切使用しないパッケージ・プラットフォームに取り付けられ、パッケージの寄生要素は最小限に抑えられます。LMG5200デバイスは、6mm×8mm×2mmの鉛フリー・パッケージで供給され、簡単にPCBへ取り付けできます。

TTLロジック互換の入力は、VCC電圧にかかわらず最高12Vの入力電圧に耐えられます。独自のブートストラップ電圧クランピング技法により、エンハンスメント・モードGaN FETのゲート電圧が安全な動作範囲内であることが保証されます。

このデバイスは、ディスクリートGaN FETに対して、より使いやすいインターフェイスを提供し、その利点を拡大します。小さなフォーム・ファクタで高周波数、高効率の動作が必要なアプリケーションに理想的なソリューションです。LMG5200をTPS53632Gコントローラとともに使用すると、48Vからポイント・オブ・ロード電圧(0.5～1.5V)への直接変換が可能です。

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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 LMG5200 80V、10A GaNハーフ・ブリッジ電力ステージ データシート (Rev. D 翻訳版) 最新の英語版をダウンロード (Rev.E) 2017年 8月 3日
技術記事 What’s not in the power MOSFET data sheet part 2: voltage-dependent leakage currents 2021年 7月 23日
e-Book（PDF） E-book：産業用ロボット設計に関するエンジニア・ガイド 英語版をダウンロード 2020年 3月 25日
e-Book（PDF） E-book: An engineer’s guide to industrial robot designs.. 2020年 3月 25日
アプリケーション・ノート Dual Motor Control Using FCL and Performance Analysis Using SFRA On C2000 MCUs 2019年 8月 7日
技術記事 Gallium nitride: supporting applications from watts to kilowatts 2018年 12月 19日
技術記事 The sound of GaN 2018年 6月 26日
ユーザー・ガイド BOOSTXL-3PhGaNInv Evaluation Module User Guide (Rev. A) 2018年 4月 18日
セレクション・ガイド Current Sense Amplifiers (Rev. D) 2018年 4月 4日
アプリケーション・ノート Dual Motor Ctl Using FCL and Perf Analysis Using SFRA on TMS320F28379D LaunchPad (Rev. A) 2018年 3月 20日
アプリケーション・ノート Dual Motor Control Using FCL and Performance Analysis Using SFRA on C2000 MCUs 2018年 3月 6日
技術記事 TI empowers design engineers at APEC 2018年 2月 16日
ユーザー・ガイド Using the LMG5200POLEVM-10A GaN 48V-1V Point-of-Load EVM (Rev. B) 2017年 8月 2日
ホワイト・ペーパー パワー・プロセス・チェーンを 通じて進化する高電圧給電 英語版をダウンロード 2017年 5月 17日
ユーザー・ガイド Using the LMG5200EVM-02 GaN Half-Bridge Power Stage EVM 2017年 2月 28日
ホワイト・ペーパー Redefining power management through high voltage innovation 2015年 11月 12日
アプリケーション・ノート Layout Guidelines for LMG5200 ~ 80-V, 10-A, GaN Power Stage Module (Rev. A) 2015年 9月 23日
ホワイト・ペーパー A comprehensive methodology to qualify the reliability of GaN products 2015年 3月 2日
ホワイト・ペーパー GaN power module performance advantage in DC/DC converters 2015年 3月 2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
80-V 10A Power Stage EVM - The LMG5200 EVM board is a small easy to use power stage with an external PWM signal. The EVM is suitable for evaluating the performance of LMG5200 power stage in many different DC-DC converter topologies. It can be used to estimate the performance of LMG5200 to measure (...)
特長
  • Input voltage operates up to 80V
  • Simple open loop design to evaluate performance of LMG5200
  • VCC supply generated on board from a loosely regulated supply
  • Single PWM  input on board for PWM signal with < 8ns dead time
  • Kelvin sense capability for input and output to measure efficiency
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評価ボード ダウンロード
document-generic ユーザー・ガイド
249
概要

LMG5200POLEVM-10 は、48V ～ 1V のアプリケーションの LMG5200 GaN 出力段と TPS53632G ハーフ・ブリッジ・ポイント・オブ・ロード・コントローラの評価モジュールです。  48V ～ 1V 対応のコンバータを、倍電流整流器と組み合わせ、単一段のハード・スイッチング・ハーフ・ブリッジとして実装しています。  36 ～ 75V の入力電圧と、最大 50A の出力電流に対応しています。このトポロジーは、高い降圧比率を効率的にサポートすると同時に、十分な出力電流と制御しやすさも実現しています。

特長
  • 36V ～ 75V の入力電圧
  • 最大 50A で、0.5V ～ 1.5V の出力電圧
  • 最大 1MHz のスイッチング周波数
  • DCAP+ 制御アーキテクチャにより、高速過渡応答を実現
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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
49
概要
BOOSTXL-3PHGANINV 評価基板は、サーボ・ドライブのような高精度ドライブを精密制御するために、高精度のインライン・シャント・ベース位相電流センシング機能を使用して、48V / 10A の 3 相 GaN インバータを実現します。

MathWorks MATLAB と Simulink の各サンプル・モデルは以下の情報を記録しています。

 

 

特長
  • 相あたり 7ARMS の出力電流を供給し、12V ～ 60V の広い入力電圧範囲に対応する 3 相 GaN インバータ
  • -25℃ ～ 85℃ の温度範囲に対応する高精度の相電流センシング機能
  • 高精度のインライン相電流センシング
  • TI の各種ブースタパックと互換性のあるインターフェイス

設計を開始

  • サポート対象の LaunchPad の「Get started」 (英語) セクションまたは MotorControl SDK をご覧になるか、以下の EVM User's Guide (英語) に従ってください




詳細を表示

設計ツールとシミュレーション

シミュレーション・モデル ダウンロード
SNOJ012.ZIP (3 KB) - Spice Model
シミュレーション・モデル ダウンロード
SNOM477.ZIP (23 KB) - TINA-TI Spice Model
シミュレーション・モデル ダウンロード
SNOM478C.TSC (58 KB) - TINA-TI Reference Design
シミュレーション・モデル ダウンロード
SNVM711A.ZIP (52 KB) - PSpice Model
シミュレーション・モデル ダウンロード
SNVM711C.ZIP (54 KB) - PSpice Model
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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回路図 ダウンロード
SNOR011.ZIP (4042 KB)
PCB レイアウト ダウンロード
SNOR024.ZIP (1553 KB)

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
Distributed multi-axis servo drive over fast serial interface (FSI) reference design
TIDM-02006 — このリファレンス・デザインは、C2000™ リアルタイム・コントローラを使用する高速シリアル・インターフェイス (FSI) 経由で通信を行う、分散型または非集中型の多軸サーボ・ドライブの例を提示します。多軸サーボ・ドライブは、ファクトリ・オートメーションやロボットのような多くのアプリケーションで使用されています。この種のシステムで、軸当たりのコスト、性能、使いやすさは常に重要な懸念事項になっています。FSI は、低ジッタを達成する、コスト最適化済みで信頼性の高い高速通信インターフェイスであり、複数の C2000 マイコンをデイジーチェーン接続することもできます。このデザインで、TMS320F280049 または TMS320F280025 の各リアルタイム・コントローラは、それぞれ 1 つの分散型の軸に対応するリアルタイム・コントローラであり、モーターの電流制御ループを実行します。TMS320F28388D という単一製品で、すべての軸に対応する位置と速度の制御ループを実行します。同じ F2838x がマルチコアを活用し、集中型のモーター制御軸に加えて EtherCAT 通信も実施します。このデザインは、TI の既存の EVM キットを複数使用しており、該当ソフトウェアは C2000WARE モーター制御 SDK の一部としてリリース済みです。
document-generic 回路 document-generic ユーザー・ガイド
設計ファイル
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リファレンス・デザイン ダウンロード
Dual-axis servo drive with fast current loop (FCL) control reference design
TIDM-02007 — This reference design presents a dual-axis motor drive using fast current loop (FCL) and software frequency response analyzer (SFRA) technologies on a single C2000 controller. The FCL utilizes dual core (CPU, CLA) parallel processing techniques to achieve a substantial improvement in control (...)
document-generic 回路 document-generic ユーザー・ガイド
リファレンス・デザイン ダウンロード
シャントベース・インライン・モーター位相電流検出機能付き、48V 3 相インバータのリファレンス・デザイン
TIDA-00913 — TIDA-00913 は、サーボ・ドライブなどの高精度ドライブ制御のために、高精度インライン・シャント・ベース位相電流センシング機能を使用した 48V / 10A の 3 相 GaN (...)
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リファレンス・デザイン ダウンロード
Half-bridge point-of-load converter reference design with GaN technology
PMP22089 — このリファレンス・デザインは、入力範囲を縮小するために、ボード内トランスの巻線比を 5:1 から 3:1 に変更します。この基板は、24 ～ 32V の入力電圧を受け入れ、0.5V ～ 1.0V の出力電圧範囲で最大 40A の出力電流を供給します。このトポロジは、高い降圧比率を効率的にサポートすると同時に、十分な出力電流と制御しやすさも実現しています。 元の EVM は、LMG5200 GaN ハーフ・ブリッジ・パワー・ステージと TPS53632G ハーフ・ブリッジ・ポイント・オブ・ロード・コントローラを評価する目的で設計済みです。この基板は倍電流整流器を使用し、コンバータを単一段のハード・スイッチング・ハーフ・ブリッジとして実装します。  この基板は、LMG5200POLEVM-10 評価基板を再設計したものです。
document-generic 回路 document-generic ユーザー・ガイド
リファレンス・デザイン ダウンロード
高速ドライブ向け、48V/10A 高周波 PWM 3 相 GaN インバータのリファレンス・デザイン
TIDA-00909 — Low voltage, high-speed drives and/or low inductance brushless motors require higher inverter switching frequencies in the range of 40 kHz to 100 kHz to minimize losses and torque ripple in the motor. The TIDA-00909 reference design achieves that by using a 3-phase inverter with three 80V/10A (...)
document-generic 回路 document-generic ユーザー・ガイド
リファレンス・デザイン ダウンロード
3 出力、48Vin（入力電圧）デジタル POL のリファレンス・デザイン
PMP4486 — The PMP4486 is a GaN-based reference design solution for telecom and computing applications. The GaN module LMG5200 enables a high efficiency single stage conversion with an input range from 36 to 60V down to 29V, 12V and 1.0V. This design shows the benefits of a GaN based design with high (...)
document-generic 回路 document-generic ユーザー・ガイド
リファレンス・デザイン ダウンロード
LMG5200 48V 入力 1V/40A 出力、シングル・ステージ・コンバータのリファレンス・デザイン
PMP4497 — PMP4497 は、FPGA、ASIC アプリケーションなどの Vcore 向けの GaN ベース・リファレンス・デザイン・ソリューションです。高集積で低スイッチング損失の GaN モジュール LMG5200 を使用することで、従来の 2 ステージ・ソリューションの代わりに、48V から 1.0V までの高効率シングル・ステージ・ソリューションを使用できます。この設計では、2 ステージ・ソリューションよりも高い GaN 性能とシステム上の利点が得られます。低コストの ER18 平面 PCB トランスが基板に組込まれています。この設計はコンパクトなフォーム・ファクタ（45mm*26mm*11mm）で実現されています。周波数と部品を最適化することで、サイズをさらに低減できる可能性があります。
document-generic 回路 document-generic ユーザー・ガイド

CAD/CAE シンボル

パッケージ ピン数 ダウンロード
QFM (MOF) 9 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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