IGBTパワーデバイス｜応用編
IGBT IPM：保護機能と動作シーケンス IGBT IPMの制御入力（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）
2023.07.25
この記事のポイント
・制御端子HINU、HINV、HINWは上側IGBTの、LINU、LINV、LINWは下側IGBTの、各U相、V相、W相の制御入力。
・誤動作への配慮が必要で、ノイズ回避のためにRCフィルタを挿入する場合は内部のプルダウン抵抗を考慮し、制御端子の入力仕様を満足するように設定する。
・制御入力端子HINU、HINV、HINWには、HVCC無通電時に機種ごとに異なる抵抗値を示すローム独自の機能が付加されており、基板実装後に機種の識別が可能で誤実装などを検出可能。
・機種識別抵抗の測定は、指定の測定方法に則る。
「IGBT IPM：保護機能と動作シーケンス」の最後の項目、「制御入力」に関する説明です。
- 短絡電流保護機能（SCP）
- 制御電源電圧低下時誤動作防止機能（UVLO）
- 熱遮断保護機能（TSD）*BM6337xSのみ搭載
- アナログ温度出力機能（VOT）
- エラー出力機能（FO）
- 制御入力（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）
IGBT IPMの制御入力（HINU、HINV、HINW、LINU、LINV、LINW）
HINU、HINV、HINWは上側IGBTの、LINU、LINV、LINWは下側IGBTの、各U相、V相、W相の制御入力で、通常はMCUからの制御信号が入力されます。入力信号はハイアクティブです。以下にMCUとの接続例も含めたブロック図を示します。赤線で囲った端子が制御入力端子です。
制御入力端子に関する注意点として、誤動作を防ぐため配線はできる限り短く配線する必要があります。関連して、ノイズなどの影響を回避するためにRCフィルタ（ブロック図のR1とC1）を挿入する場合、ブロック図にも示されている内部のプルダウン抵抗を考慮する必要があります。プルダウン抵抗は、最小3.3kΩ、標準5.0kΩ、最大7.1kΩです。RCフィルタの挿入によっても、制御端子の入力仕様を満足するように設定します。以下に、制御入力端子の仕様を示します。
制御信号に対しては、上下アーム休止時間、PWM入力周波数、許容最小入力パルス幅などの推奨動作条件がありますので、それらの要求に従います。詳細は製品データシートで確認してください。
制御入力端子による製品識別機能
制御入力端子HINU、HINV、HINWには、HVCC無通電時に機種ごとに異なる抵抗値を示すローム独自の機能が付加されています。通常、モジュールの機種名はパッケージ裏面に捺印されているため、基板実装後に確認するのは困難です。当シリーズはこれらの端子の抵抗値を測定することで、基板実装後に機種の識別が可能で、パッケージが同じ他社製品や電流定格の異なる機種の誤実装を検出可能です。以下に、機種ごとの抵抗値と、制御入力端子HINU、HINV、HINWの抵抗とブロック図を示します。
この機能に関して、確認事項と注意点があります。
・LVCC、HVCC端子に電圧を印加しない場合、HVCCの制御入力端子HINU、HINV、HINWは上記表の仕様に従った抵抗値を示し、LVCCの制御入力端子LINU、LINV、LINWは高インピーダンスになる。
・制御入力端子内部のプルダウン抵抗は、LVCC、HVCC端子に推奨動作条件の電圧を印加した場合に有効になり、3.3 kΩ/5.0 kΩ/7.1kΩ(最小/標準/最大)の抵抗値を示す（上図では標準5kΩを提示）。
・HINU-GND間、HINV-GND 間、HINW-GND 間の抵抗値を測定するにあたり、HINx端子からGNDに電流を流して測定しないと抵抗値を正しく測定できない。
3つ目の正しい測定方法に関しては、下図を参照してください。
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IGBTは代表的なパワーデバイスの1つで、モーター駆動を始めとした幅広いアプリケーションで利用されています。このハンドブックでは、IGBTの基礎的な理解として、IGBTの特徴を基にした適用範囲とアプリケーションのイメージ、構造と動作原理、他のパワーデバイスとの比較および使い分けについて解説します。
