ソリューション・サイズを最大90%、コストを最大50%削減し、より安全なEVを実現する新しいポートフォリオ

 
2022 年 5 月 12 日

SCJ-22-004

高電圧システム向けの新しい絶縁製造技術と集積回路(IC)の開発で20年以上の実績をもつ日本テキサス・インスツルメンツ(日本TI)は、この度、ソリッドステート・リレーの新規ポートフォリオを発表しました。本ポートフォリオには、電気自動車(EV)の安全性向上、業界をリードする信頼性を提供する車載認定の絶縁ドライバおよびスイッチが含まれます。新しい絶縁ソリッドステート・リレーは、パワートレインおよび800Vバッテリー管理システムのBOMコストを軽減すると同時にソリューション・サイズを最小にします。詳細は、www.tij.co.jp/ssr-pr-jpをご覧ください。

10Vゲート・サプライを内蔵する絶縁スイッチ・ドライバー『TPSI3050-Q1』と1,400V耐圧50mA絶縁スイッチ『TPSI2140-Q1』は、信頼性を高めると同時に既存のメカニカル・リレーやソリッドステート・フォトリレーに比べてソリューションのサイズとコストを大幅に削減する独自のアプローチによって電力と信号の絶縁を単一バリアに統合します。これらのデバイスは、高電圧産業用向けICを含む新しいソリッドステート・リレー ポートフォリオの最初の製品です。ソリッドステート・リレーのメリットについては、技術プログ「ソリッドステート・リレーを採用し、絶縁の信頼性向上とソリューション・サイズの小型化を実現する方法」をご覧ください。

TIのパワー・スイッチ、インターフェイス、ライティング担当バイスプレジデント兼ゼネラル・マネージャーであるトロイ・コールマン(Troy Coleman)は次のように述べています。「高電圧システムは、特にEVの採用増加にともなってますます普及しています。業界が800Vバッテリーへと移行するなか、TIでは、信頼性と安全性に優れた車両オペレーションの実現、ソリューション・サイズおよびコストの削減といった絶縁に関する複雑な課題をシステム設計者が解決するための新たな方法の模索に大きな重点を置いています。新しいソリッドステート・リレーは、より多くの機能を絶縁技術に統合することで、次世代自動車および産業システムの安全性を維持しながら高電圧パワー・サプライのサイズ、コスト、複雑さを軽減できます」

 

絶縁統合技術による高いシステム安全性の実現

新しいソリッドステート・リレーは、単一の絶縁バリアによって負荷の切断と接続をマイクロ秒単位(メカニカル・リレーではミリ秒単位)で行うことで、高電圧車載システムの安全なオペレーションを実現できます。『TPSI3050-Q1』は、最大5kVRMSまでの強化絶縁に対応し、時間の経過とともに性能が低下する可能性があるメカニカル・リレーの10倍の耐久性を提供します。さらに、『TPSI2140-Q1』は最大3.75 kVRMSの基礎絶縁に対応し、ソリッドステート・フォトリレーの4倍以上高いTDDB(Time-dependent dielectric breakdown)性能により高信頼性を実現します。

 

電力と信号の絶縁統合によるシステム・サイズとコストの削減

ソリッドステート・リレーは、電力と信号の伝送を単一チップに統合し、少なくとも3つのコンポーネントを設計から排除することで、ソリューション・サイズを大幅に小型化し、BOMコストも50%削減します。『TPSI3050-Q1』は、絶縁パワー・サプライ、デジタル・アイソレーター、ゲート・ドライバーの機能を内蔵することで、メカニカル・リレーに比べソリューション・サイズを最大90%小型化します。『TPSI2140-Q1』は、信号用FETと抵抗を内蔵し、リード・リレーを不要にすることで、従来のソリッドステート・フォトリレーに比べてソリューション・サイズを最大50%小型化します。

 

800V EVバッテリー管理システムの安全性向上

高電圧測定と絶縁モニタリング向けに設計された『TPSI2140-Q1』は、『BQ79631-Q1』などのバッテリパック・モニタと連携し、800Vバッテリー管理システムの絶縁不良をソリッドステート・フォトリレーよりも高速および高精度で検出します。『TPSI2140-Q1』は、1MΩ以上の抵抗の使用に対応し、従来のフォトリレーの300%以上のアバランシェ電流に耐えることができるため、人とシステムのより安全なインタラクションを実現できます。

 

パッケージ、供給と価格について

TPSI3050-Q1』と『TPSI2140-Q1』は、TI ウェブサイトにて量産認定前のサンプルがそれぞれ1.99ドル、2.75ドルで入手可能です。これらの製品は、各49ドルで提供される評価モジュール『TPSI3050Q1EVM』および『TPSI2140Q1EVM』によって評価できます。TI ウェブサイトでは、日本円でのご購入が可能です。また、お支払いオプション、各国・地域への出荷について各種オプションをご用意しています。

 

設計ニーズに対応した絶縁製品の提供

ソリッドステート・リレーは、信号、電力、またはその両方を絶縁する製品で、TIの拡大を続けるポートフォリオに新たに追加される製品です。その他の新製品には、UCC14240-Q1絶縁DC/DCバイアスサプライ・モジュールがあります。これは、TI独自の統合トランスフォーマ・テクノロジを活用することで高パワー密度、低電磁干渉、高信頼性を実現し、EVの走行距離の改善も期待できます。また、『AMC23C12』は、業界初の強化絶縁対応コンパレータです。『AMC23C12』は、標準的なコンパレータとガルバニック絶縁バリアの機能を組み合わせることで、ソリューション・サイズを50%小型化し、400ns未満の高速な絶縁型双方向過電流・過電圧検出を提供します。詳細は、https://www.ti.com/isolationを参照してください。

 

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