NJW4801 J

NJW4801
小型ハーフブリッジドライバ
概 要
NJW4801 は、450mA の電流を供給できる汎用ハーフブリッジドラ
イバです。内蔵のゲートドライバによって、ハイサイド及びローサイド
のパワーMOSFET を 700kHz(max.)で高速スイッチングすることが可
能です。
過電流保護、サーマルシャットダウンの保護機能を搭載し、異常時に
は FAULT 信号を出力することができます。
マイコンや DSP などのロジック信号からパワー・スイッチングを行
うアプリケーションに最適です。
■
外形
NJW4801R
特 長
 出力スイッチ電流
450mA
 動作電圧範囲
8.0V to 35V
 独立したハイサイド、ローサイド出力
 スイッチング周波数 700kHz (max.)
 サーマルシャットダウン
 過電流検出回路
 低電圧誤動作防止回路
 FAULT 信号出力機能
 スタンバイモード
3A (typ.)
 外形
VSP8
 端子配列
Ver.2014-02-05
1
8
2
7
3
6
4
5
1. STBY
2. IN1
3. IN2
4. FLT
5. GND
6. OUT2
7. OUT1
8. VDD
-1-
NJW4801
 ブロック図
Under Voltage
Lock Out
FLT
VDD
Thermal
Shut Down
Ov er Current
Protection
OUT1
OUT2
IN1
Control
Logic
IN2
GND
STBY
-2-
Ver.2014-02-05
NJW4801
 絶対最大定格
項
(Ta=25C)
目
記 号
V+
VSTBY
VIN1
VIN2
VFLT
電源電圧
入力電圧
入力電圧
FLT 端子電圧
消費電力
PD
接合部温度範囲
動作温度範囲
保存温度範囲
Tj
Topr
Tstg
定
格
40
0.3 to 6
単 位
V
V
備 考
VDD-GND端子
STBY-GND端子
0.3 to 6
V
IN1/2-GND端子
0.3 to 6
595 (*1)
805 (*2)
40 to 150
40 to 85
50 to 150
V
FLT-GND端子
mW
–
C
C
C
–
–
–
(*1): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による
(*2): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による (4 層基板内箔：74.2×74.2mm)
 推奨動作条件
項
(Ta=25C)
目
動作電源電圧範囲
出力スイッチ電流
入力電圧
入力電圧
FLT 端子電圧
記 号
Vopr
IOM
VSTBY
VIN1, VIN2
VFLT
最小
8
0
0
0
0
標準
–
–
–
–
–
最大
35
450
5.5
5.5
5.5
単 位
V
mA
V
V
V
備 考
VDD-GND 端子
OUT-GND 端子
STBY-GND 端子
IN1/2-GND 端子
FLT-GND 端子
 熱抵抗
項
目
記 号
接合部−周囲雰囲気間
ja
接合部−ケース間
jt
熱抵抗値
210 (*1)
155 (*2)
33 (*1)
25 (*2)
単 位
C/W
C/W
(*1): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(2層 FR-4)でEIA/JEDEC 準拠による
(*2): 基板実装時 76.2×114.3×1.6mm(4 層 FR-4)で EIA/JEDEC 準拠による (4 層基板内箔：74.2×74.2mm)
Power Dissipation vs. Ambient Temperature
o
At on 4 layer PC Board
At on 2 layer PC Board
800
Power Dissipation P
D
(mW)
o
(Topr=-40~+85 C, Tj= ~150 C)
1000
600
400
200
0
0
Ver.2014-02-05
25
50
75
Ambient Temperature Ta (oC)
100
-3-
NJW4801
(特記事項なき場合、V+=12V, VSTBY=0V, Ta=25C)
 電気的特性
項
目
記 号
最小
標準
最大
単位
–
1
1.4
mA
–
3
4
mA
–
2.9
4
A
–
–
600
0.65
0.65
1200
1
1
1800


mA
–
5
–
ns
–
5
–
ns
–
50
–
ns
–
100
–
ns
–
100
–
ns
–
–
–
–
–
–
0.87
0.82
0.96
1.13
–
–
1.22
1.15
1.25
1.46
1
1
V
V
V
V
A
A
VIHSTBY
2.4
–
5.5
V
VILSTBY
0
–
0.4
V
1
2.4
0
–
2
–
–
–
4
5.5
0.9
1
A
V
V
A
6.4
6
–
7.1
6.7
0.4
7.8
7.4
–
V
V
V
–
–
0.25
–
0.5
1
V
A
全体
消費電流1 (動作時)
IQ1
消費電流2 (スイッチング時)
IQ2
消費電流3 (スタンバイ時)
IQOFF
出力部
ハイサイド SW ON 抵抗 (OUT1)
ローサイド SW ON 抵抗 (OUT2)
過電流リミット
RDSH
RDSL
ILIMIT
出力立ち上がり時間
tr
出力立ち下がり時間
tf
デッドタイム
Dt
出力立ち上がり伝播遅延時間
td_ON
出力立ち下がり伝播遅延時間
td_OFF
OUT1端子–VDD端子間電位差
GND端子–OUT2端子間電位差
OUT2端子–VDD端子間電位差
OUT1端子–GND端子間電位差
OUT1端子リーク電流
OUT2端子リーク電流
VPDOV
VPDGO
VRDOV
VRDGO
IOLEAK1
IOLEAK2
入力回路部
STBY端子 High電圧
(スタンバイモード)
STBY端子 Low電圧
(動作モード)
STBY端子流入電流
IN1, IN2端子 High電圧
IN1, IN2端子 Low電圧
IN1, IN2端子 流入電流
低電圧誤動作防止(UVLO) 回路
UVLO 解除電圧
UVLO 動作電圧
UVLO ヒステリシス電圧幅
FLT端子
Lowレベル出力電圧
OFF時リーク電流
-4-
条
VIN1=VIN2=0V
VIN1=VIN2=0 to 3V,
fPWM1=fPWM2=700kHz,
50% Duty Cycle
VSTBY=5V, VIN1=VIN2=0V
IOSOURCE=450mA
IOSINK=450mA
High-side and Low-side
VIN1=VIN2=0 to 3V,
OUT1-OUT2 端子ショート
VIN1=VIN2=0 to 3V,
OUT1-OUT2 端子ショート
VIN1=VIN2=0 to 3V,
OUT1-OUT2 端子ショート
VIN1=VIN2=0 to 3V,
OUT1-OUT2 端子ショート
VIN1=VIN2=0 to 3V,
OUT1-OUT2 端子ショート
IORH=450mA
IORL=450mA
IORH=450mA
IORL=450mA
V+=35V, VIN1=0V, VOUT1=0V
V+=35V, VIN2=3V, VOUT2=35V
IISTBY
VSTBY=1V
VIHIN1, VIHIN2
VILIN1, VILIN2
IIIN1, IIIN2 VIN1, VIN2=5.5V
VUVLO2
VUVLO1
ΔVUVLO
VLFLT
IOLEAKFLT
件
VUVLO2-VUVLO1
IFLT=500A
VFLT=5.5V
Ver.2014-02-05
NJW4801
 端子動作表
INPUT
IN1
IN2
L
L
H
H
L
H
L
H
OUTPUT
ハイサイド SW
ローサイド SW
(OUT1)
(OUT2)
OFF
ON
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
INPUT
IN1, IN2
STBY
VDD
FLT
L or H
L or H
L or H
L
H
L
V+  VRUVLO
–
V+ < VDUVLO
ON
OFF
OFF
INPUT
Tj
IOUT
FLT
Tj >150C
–
–
IOUT  ILIMIT
OFF
OFF
Ver.2014-02-05
OUTPUT
ハイサイド SW
(OUT1)
OFF or ON
OFF
OFF
OUTPUT
ハイサイド SW
(OUT1)
OFF
OFF
ローサイド SW
(OUT2)
OFF or ON
OFF
OFF
ローサイド SW
(OUT2)
OFF
OFF
Mode
Active
Stand-by
UVLO
Mode
TSD
OCP
-5-
NJW4801
 タイミングチャート
50%
50%
IN
tr
tf
90%
90%
50%
OUT
50%
10%
10%
td_ON
td_OFF
図 1 出力立ち上がり/下がり時間、出力立ち上がり/下がり伝播遅延時間
 測定回路図
V
+
CP=0.1F CIN=10F

Stand-by
STBY
VDD
OUT1
FAULT
FLT
NJW4801
OUT
IN1
IN
OUT2
IN2
GND
図 2 スイッチング時間測定回路図
-6-
Ver.2014-02-05
NJW4801
 アプリケーション回路例
V
+
CP=0.1F CIN=10F
VDD
STBY
Stand-by
OUT1
FLT
FAULT
VOUT
NJW4801
PWM
Controller
(NJU7600)
IN1
PWM Signal
OUT2
IN2
GND
Synchronous PWM step down switching regulator
V
+
CP=0.1F CIN=10F
Stand-by
STBY
VDD
RL
VOUT
OUT1
FLT
FAULT
NJW4801
IN1
Micro
Controller
IN2
Contorol Signal
OUT2
GND
RL :Load
ex. Mortor,Solenoid,Lamps
High Side SW and Low Side SW application
Ver.2014-02-05
-7-
NJW4801
 特性例
消費電流1 対 周囲温度
消費電流1 対 電源電圧
+
V =12V, VSTBY=0V
Ta=25ºC, VSTBY=0V
2
1.4
1.8
1.2
1.4
消費電流1 [mA]
消費電流1 [mA]
1.6
1.2
1
0.8
0.6
1
0.8
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
0
0
10
20
電源電圧 [V]
30
40
-50
-25
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
消費電流2 対 周囲温度
消費電流2 対 電源電圧
+
V =12V, VSTBY=0V
Ta=25ºC, VSTBY=0V
10
0
4
9
3.5
8
消費電流2 [mA]
消費電流2 [mA]
3
7
6
5
4
3
2.5
2
1.5
1
2
0.5
1
0
0
0
10
20
電源電圧 [V]
30
40
-50
-25
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
消費電流3 対 周囲温度
消費電流3 対 電源電圧
+
V =12V, VSTBY=5V
Ta=25ºC, VSTBY=0V
20
0
10
9
8
消費電流3 [μA]
消費電流3 [μA]
15
10
7
6
5
4
3
5
2
1
0
0
0
-8-
10
20
電源電圧 [V]
30
40
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
Ver.2014-02-05
NJW4801
 特性例
ハイ/ローサイドSW ON抵抗 対 周囲温度
過電流リミット 対 周囲温度
+
+
V =12V, VSTBY=0V
V =12V, VSTBY=0V
1.2
1.6
ハイサイドSW
1.4
1
ローサイドSW
1.2
0.8
ハイサイドSW
0.6
0.4
検出電流 [A]
ハイ/ローサイドSW ON抵抗 [Ω]
IOSOURCE/IOSINK=450mA
1
0.8
ローサイドSW
0.6
0.4
0.2
0.2
0
0
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-50
出力立ち上がり/立ち下がり時間 対 周囲温度
-25
0
100 125 150
出力立ち上がり/立ち下がり伝播遅延時間 対 周囲温度
+
+
V =12V, VSTBY=0V
V =12V, VSTBY=0V
10
120
VIN1=VIN2=0 to 3V
OUT1-OUT2端子ショート
8
立ち下がり時間
6
4
2
立ち上がり時間
0
立ち上がり/立ち下がり伝播遅延時間
[nS]
出力立ち上がり/立ち下がり時間 [ns]
25
50
75
周囲温度 [ºC]
VIN1=VIN2=0 to 3V
OUT1-OUT2端子ショート
115
立ち上がり時間
110
105
100
立ち下がり時間
95
90
85
80
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
UVLO動作/解除電圧 対 周囲温度
V+=12V, VSTBY=0V
UVLO動作/解除電圧 [V]
10
9
8
解除電圧
7
6
動作電圧
5
-50
Ver.2014-02-05
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-9-
NJW4801
NJW4801 Application Manual
 端子説明
端子番号
- 10 -
端子名称
1
STBY
2
IN1
3
IN2
4
FLT
5
GND
6
OUT2
7
OUT1
8
VDD
機能
スタンバイ端子です。
High レベルで NJW4801 のスタンバイによる停止、Low レベルで NJW4801 が
動作します。
ハイサイド SW のドライバ信号入力端子です。
High レベルでハイサイド SW が ON、Low レベルでハイサイド SW が OFF し
ます。IN1 と IN2 は、逆論理で動作します。
ローサイド SW のドライバ信号入力端子です。
High レベルでローサイド SW が OFF、Low レベルでローサイド SW が ON し
ます。IN1 と IN2 は、逆論理で動作します。
異常時に信号を出力します。オープンドレイン形式になっており、プルアップ
抵抗を通じて、外部電源に接続してください。
正常時は FET が ON し出力電圧：Low レベル、異常時は FET が OFF し、出力
電圧：High レベルになります。
接地
ローサイド SW の出力端子です。過電流検出機能によって 1.2A typ.に制限され
ます。
ハイサイド SW の出力端子です。過電流検出機能によって 1.2A typ.に制限され
ます。
電源供給端子です。IC の制御回路および、出力部への電流供給を行います。電
源供給のインピーダンスを下げるため、IC の近傍に電解コンデンサとセラミッ
クコンデンサを接続してください。
Ver.2014-02-05
NJW4801 Application
Manual
NJW4801
 機能説明
 ハイサイド、ローサイド SW
OUT1 端子はハイサイド SW 出力、OUT2 端子はローサイド SW 出力に接続されています。それぞれの SW は、IN1、
IN2 端子によって制御され、独立した動作が行えます。
ハイサイド SW は、IN1 端子が 2.4V 以上で SW が動作、0.9V 以下で SW が停止します。
ローサイド SW は、IN2 端子が 2.4V 以上で SW が停止、0.9V 以下で SW が動作します。
IN1 と IN2 端子の逆論理入力となっているため、1 入力信号によるハ
ーフブリッジアプリケーションを容易に構成することができます。
この場合、OUT1 と OUT2 端子をショートした使い方が可能です。
ハイサイド、ローサイド SW の動作切り替えには、短絡を防止するた
めにデッドタイム時間が設けられています。(図 3)デットタイムは
50ns (typ.)に設計されており、高周波を必要とするスイッチングレギ
ュレータのアプリケーションにも使用が可能です。IN 端子の入力周波
数は、700kHz 以下で行ってください。
ON
High Side
SW
OFF
ON
Low Side
SW
OFF
Dead Time 50ns typ.
図 3 SW 動作とデッドタイム
 過電流保護機能
ハイサイド、ローサイド SW に流れる電流は、過電流保護機能によって監視されます。電流リミットの 1.2A (typ.)を超
えるとハイサイド、ローサイド両方の SW を OFF にし、同時に FLT 端子より異常検出信号を出力します。
過電流保護は、過電流を検出した20s後に自動で解除されます。
(図 4 参照)
OUT 端子の負荷が短絡した場合、電流変化(di/dt)が速いため大きなサージ電流が流れ、電流リミットを越える可能性が
あります。そのとき NJW4801 には瞬間的に大きな消費電力が発生するため、十分な放熱設計を行ってください。
また誘導性負荷の逆起電力は、ハイサイド、ローサイド SW のダイオードに逆方向の電流が流れます。
NJW4801 の過電流保護機能では、逆電流に対して保護することがでないため、アプリケーションによっては逆起電力
を回生するためのダイオードを外部に設けることを検討してください。
リミット後、一定時間経過で過電流保護を解除 (20s (typ.))
High
IN1, IN2
Low
ON
High Side SW
OFF
ON
Low Side SW
OFF
High Side SW ON
Current Limit
OFF
*3
Tj > 150C (typ.) *3
ON
Low Side SW
Current Limit OFF
Fault Output
(FLT pin Pull-Up)
*3
High
Low
OCP
TSD
OCP
*3: 過電流保護及びサーマルシャットダウンが動作すると、ハイサイド、ローサイドともに OFF します。
図 4 ハイサイド、ローサイド SW と過電流保護時の動作(IN1 と IN2 信号が同じ場合)
Ver.2014-02-05
- 11 -
NJW4801
NJW4801 Application Manual
 機能説明(続き)
 サーマルシャットダウン機能
サーマルシャットダウン機能は、NJW4801 のチップ温度が 170C*を超えると SW 動作を停止し、同時に FLT 端子よ
り異常信号を出力します。SW 動作を復帰させるには、チップ温度を 150C *以下にしてください。
サーマルシャットダウン機能は、高温時における IC の熱暴走を防止するための予備回路であり、不適切な熱設計を補う
ためでは有りません。IC のジャンクション温度( 150C)範囲内で動作させるように、十分な余裕を満たすことをお奨
めします。
(* 参考値)
 低電圧誤動作防止(UVLO)回路
電源電圧が低い場合、UVLO 回路によって動作を停止し、V+=7.1V (typ.)以上で UVLO 回路が解除されて IC の動作が開
始します。
電源電圧の立ち上がりと立ち下がりに0.4V (typ.)のヒステリシス電圧幅を持たせています。
これにより、
UVLO
の解除と動作のばたつきを防止し、NJW4801 を安定させて動作させます。
 FAULT 信号出力
NJW4801 の動作に異常がある場合、FLT 端子より信号を出力します。オープンドレイン形式になっておりプルアップ
抵抗を通じて、外部電源に接続してください。正常時は FET が ON し Low レベル電圧、異常時は FET が OFF し High
レベル電圧になります。
FAULT 信号として反映される情報は、下記の通りです。
・低電圧誤動作防止(UVLO)による動作停止
・過電流保護機能
・サーマルシャットダウン
スタンバイ状態における機能停止状態では、FLT 端子が OFF するため High レベル電圧となります。
 スタンバイ機能
STBY 端子を VIHSTBY=2.4V (min.)以上にすることで NJW4801 の機能を停止させスタンバイ状態になります。
スタンバイ機能を使用しない場合は、ノイズによる誤動作を防ぐため、STBY 端子を GND に接続してください。
 アプリケーション情報
NJW4801 で高速スイッチングを行うアプリケーションにおいては、入力周波数に応じて電流が流れるため基板レイア
ウトが重要な項目です。
NJW4801 は、スイッチング時の損失を抑えるためにゲートを高速駆動しています。ハイサイド、ローサイド SW に流
れる高速の電流変化が、配線の寄生インダクタンスによって過渡電圧を発生させるため、電流の流れるラインは太く、
短くし、電流ループ面積を最小限にすることで過渡電圧の低減を図ってください。
あわせて、過渡電圧発生による誤動作・最大定格の超過を防ぐために、電源ライン( VDD 端子-GND 間)にはバイパスコ
ンデンサを挿入してください。バイパスコンデンサには高周波特性の優れた 0.1F 以上のセラミックコンデンサを推奨
します。
また誘導性負荷の供給電流が大きい場合は、逆起電流によって電源電圧が上昇することがあります。
エネルギー吸収用のバイパスコンデンサとして、10F の電解コンデンサを標準としていますが、負荷の特性やアプリ
ケーション環境に応じてこれ以上の容量を確保してください。これらのバイパスコンデンサは、VDD 端子の近傍に接続
する必要があります。
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Ver.2014-02-05
NJW4801
MEMO
＜注意事項＞
このデータブックの掲載内容の正確さには
万全を期しておりますが、掲載内容について
何らかの法的な保証を行うものではありませ
ん。とくに応用回路については、製品の代表
的な応用例を説明するためのものです。また、
工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴
うものではなく、第三者の権利を侵害しない
ことを保証するものでもありません。
Ver.2014-02-05
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