半導体 Product Listings 整流器ショットキー ( シングルデュアル ) 標準高速超高速リカバリー ( シングルデュアル ) ブリッジスーパーレクティファイア (Superectifier ) シンターグラスアバランシェダイオード高出力ダイオードサイリスタ高出力高速リカ

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車載電子機器保護用

サージ吸収素子(

TVS)

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半導体

受動部品

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整流器

ショットキー (シングル、デュアル)

標準、高速、超高速リカバリー

(シングル、デュアル)

ブリッジ

スーパーレクティファイア(Superectifier

®

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シンターグラスアバランシェダイオード

高出力ダイオード、サイリスタ

高出力、高速リカバリーダイオード

位相制御サイリスタ

高速サイリスタ

小信号ダイオード

ショットキー及びスイッチング

　

_{(シングル、デュアル)}

チューナー/コンデンサ (シングル、デュアル)

バンドスイッチ

PIN

ツェナー、サージ吸収ダイオード

ツェナー (シングル, デュアル)

TVS (TRANSZORB

®

_{、自動車、}

　

_{ESD、アレイ)}

FET

低電圧TrenchfET

®

_{パワーMOSFET}

高電圧TrenchfET

®

_{パワーMOSFET}

高電圧プレイナー型 MOSFET

JfET

オプトエレクトロニクス

赤外線エミッタ及びディテクター、

　

_{赤外線受信モジュール}

オプトカプラ、ソリッドステートリレー

光センサー

LED、7セグメントディスプレイ

赤外線データ送受信モジュール

カスタム製品

IC

パワーIC

アナログスイッチ

モジュール

電源モジュール (パワーダイオード、

サイリスタ、MOSFET、IGBTを搭載)

抵抗製品

皮膜抵抗器

金属皮膜抵抗器

薄膜抵抗器

厚膜抵抗器

酸化金属皮膜抵抗器

炭素皮膜抵抗器

巻線型抵抗器

Power Metal Strip

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_抵抗器

チップヒューズ

可変抵抗器

サーメット可変抵抗器

巻線型可変抵抗器

導通性プラスチック型可変抵抗器

ネットワーク/アレイ

非線形抵抗器

NTC サーミスタ

PTC サーミスタ

バリスタ

磁性部品

インダクタ

変圧器

コンデンサ

タンタルコンデンサ

モールドチップタンタルコンデンサ

コートチップタンタルコンデンサ

ソリッドスルーホールタンタルコンデンサ

ウェットタンタルコンデンサ

セラミックコンデンサ

積層チップコンデンサ

ディスクコンデンサ

フィルムコンデンサ

パワーコンデンサ

大電流コンデンサ

アルミニウムコンデンサ

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車載電子機器保護用

サージ吸収素子

(TVS)

ビシェイジャパン株式会社

〒

_150-0002

東京都渋谷区渋谷

_13-12-22

渋谷プレステージビル

_4階

電話

_{: 03-5466-7150}

fax: 03-5466-7160

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ご注意

　

本文書に記載されている製品の仕様及びデータは、予告なく変更される場合があります。この文書に含まれる内容、または何らかの製品に関係する開示物に誤り、不正確な記述、あるいは不完全な記述があった場合でも、ビシェイ・インターテクノロジー社及びその関連会社、代理店、従業員、または同社のために行動するすべての者（以下、総称して「ビシェイ」と呼びます）は一切その責任を負わず、何らかの賠償責任を負うこともありません。ビシェイは、この文書に記載されたすべての製品について、またはこの文書に含まれる情報について、その利用や応用により発生する可能性のある一切の賠償責任を、法律により許される最大限の範囲において責任を負わないものとします。契約に示された当該製品に適用される保証の内容を含め、またそれ以外のあらゆる内容を含め、ビシェイとの購入契約における契約諸条件の内容が製品の仕様によって拡大または修正されることはありません。暗黙的にも明示的にも、また禁反言か否かに関わらず、本書またはビシェイの何らかの行為によって知的所有権の所有が許諾されることはありません。本書に示された製品は、別途明示的な記載がある場合を除き、医療、救命、生命維持の用途向けには設計されていません。これらの製品を、その明示された用途以外に使用または販売する顧客は、その行為を完全な自己責任で行うものとし、そのような使用や販売の結果生じる可能性のあるあらゆる損害からビシェイを完全に免責することに同意するものとします。上記の利用における製品設計に関する諸条件については、ビシェイ担当者にお問い合わせください。本書に示された製品の名称、表示および登録商標はそれぞれの所有者に帰属します。

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tVsの重要なパラメータ 4 • 定格電力 4 • ブレークダウン電圧 (V_br) 4 • 最大ブレークダウン電圧 (Vc: クランプ電圧) 4 • スタンドオフ電圧 (Vwm : 作動スタンドオフ逆電圧) 4 車載電源供給ラインの一次保護 (ロードダンプ) 5 • ロードダンプとは何か 5 • ロードダンプテストの仕様と結果 5 • ロードダンプtVsの二つのグループ 8 車載電源ラインの二次保護 9

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TVSの重要なパラメータ

自動車の設計における重要な課題の一つは、制御ユニットやセンサー、エンターテインメントシステムなどの電子機器を、電力線上のサージ、過渡的な過電圧、_{ESD(Electrostatic Discharge)、ノイズなどから保護することです。} サージ吸収素子_{(TVS)は車載電子機器の保護に最適です。TVSデバイスには、定格電力、スタンドオフ電圧、最大} ブレークダウン電圧などの重要なパラメータがあり、それぞれについて以下に説明します。

定格電力

TVSの定格電力は、特定のテストまたはアプリケーション条件下のサージ吸収能力を意味します。図1は、業界標準のテスト条件として用いられている_{10 /1000μsのパルス波形（Bellcore 1089仕様）を表しています。この条件は、図2に} 示す_{8/20μsのパルス波形のTVS ESDテスト条件とは異なります。}

ブレークダウン電圧

₍

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₎

ブレークダウン電圧は、デバイスでアバランシェブレークダウンが発生する電圧で、データシート上の特定の電流で測定されます。

最大ブレークダウン電圧

₍

_V

_C

_{: クランプ電圧)}

クランプ電圧は、定格のピークパルス電流によって生じるブレークダウン電圧値です。_{TVSのブレークダウン電圧は} 1maや10maといった非常に小さい電流を用いて測定されるので、その値は、実際のアプリケーション条件下でのアバランシェ電圧とは異なります。そのため、半導体メーカーは、大電流を流した場合の標準または最大ブレークダウン電圧をクランプ電圧として示しています。

スタンドオフ電圧

_(V

_WM

_{: 作動スタンドオフ逆電圧)}

スタンドオフ電圧は、_{TVSがブレークダウン状態に移行する直前の最大電圧であり、通常の状態では作動しない} 回路内の保護素子の重要なパラメータです。特に車載アプリケーションの場合には、「ジャンプスタート保護」により、電子機器の許容電圧範囲が決定されます。この条件下では、_{12V系の車載電子機器に 24 V}_DC_を10分間供給したり、_{24V系の車載電子機器に 36 V}_DC_を10分間供給したりしても、回路が破損_{/故障することはありま} せん。つまりスタンドオフ電圧は、車載電子機器用の TVSにおいて非常に重要なパラメータの一つです。図_{1. TVSのテスト波形} (20 µsec) 10 µsec 1.0 50 100 % 10/1000 µsec 2.0 mS IPPM 2 IPPM 図_{2. TVS ESDのテスト波形} 10 50 100 % 8/20 µsec 20 µsec IPPM 2 IPPM 8 µsec 図3. 電圧と電流のパラメータ Reverse Current Forward Current Forward Voltage Reverse Voltage VC VBR VWM IR IPP VF IF

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TVSの重要なパラメータ

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車載電源供給ラインの一次保護(ロードダンプ)

電子制御ユニット、センサー、エンターテインメントシステムなどの車載電子機器は、一つの電源供給ラインに接続されます。これらの電子機器の電源はバッテリーとオルタネータですが、いずれも出力電圧は不安定で、温度や動作状態、その他の条件に左右されます。その上、燃料噴射器やバルブ、モーター、電気やハイドロ制御など、ソレノイド負荷を利用する車載システムから伸びる電源_{/信号ラインには、ESDやスパイ} クノイズ、数種類の過渡電圧やサージ電圧などが加わります。

ロードダンプとは何か

サージ電圧の最悪のケースは、エンジンが作動中で、オルタネータが車の電源ラインに電流を供給中に、バッテリラインが断線した場合に発生します。この状態は「ロードダンプ」として知られ、ほとんどの自動車メーカーと業界団体が、この状態の最大電圧、ラインインピーダンス、および持続期間を規定しています（図_{5参照）。}

ロードダンプの状態をシミュレートするテストとして、米国の_{ISO-7637-2 Pulse 5 と、日本の JASO A-1 (14 V パワー}

トレイン用_{) および JASO D-1 (27 V パワートレイン用) がよく知られています。ここでは、TVS のアプリケーションで、}

14 V パワートレイン用のロードダンプを検証します。

図_{5. ロードダンプ状態でのオルタネータの出力電圧}

オルタネータの出力電圧

ロードダンプテストの仕様と結果

米国の_{ISO-7637-2 Pulse 5 テストと日本の JASO A-1 テスト (14 V パワートレイン用) の結果を表 1 に示します。}

表_{1. 14 V パワートレイン用の主要なロードダンプテスト条件} V total (VP) (V) Vs (V) Va (V) ri (Ω) time (ms) cycle time JasO a-1 70 12.0 0.8 200 1 88 12.0 1.0 200 1 isO 7637-2 Pulse 5 78.5 ~ 100.5 65 ~ 87 13.5 0.5 ~ 4.0 400 1 図_{4. 標準的な車両電力バス}

ESD or Lightning

High Voltage Induced

by Alternator

Reaction Transient from

Motor and Spark Plugs

TCU

A

ECU

Air-Bag

ABS

Car-Audio

&...

Battery

Regulator

A

Output Voltage of Alternator

Battery

Disconnected

Battery

Connected

V

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V

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Load

A

Output Voltage of Alternator

Battery

Disconnected

Battery

Connected

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車載電源供給ラインの一次保護

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図_{6. ISO-7637-2 テストの標準条件は、 65 V ～ 87 V のVS範囲と 0.5 Ω ～ 4 Ω} の_{Ri（ラインインピーダンス）範囲。} ISO-7637-2 Pulse 5 に基づくロードダンプテストに別の条件を適用している自動車メーカーもあります。ロードダンプ_{TVS のピーククランプ電流は次の式で求められます。} ピーククランプ電流の計算 iPP = (Vin – Vc) ⁄ ri iPP: ピーククランプ電流 Vin: 入力電圧 Vc: クランプ電圧 ri: ラインインピーダンス図_{7aは、Vsが87V、バッテリー電圧が13.5V、ラインインピーダンスが0.75}Ω、および_{400ms パルス幅の条件下で} ISO-7637-2テストを行った場合のSM5S24a の電流波形と電圧波形を示しています。

図_{7a: ISO 7637-2テストでのSM5S24a のクランプ電圧とクランプ電流}

200 300 400 ms 100 0 50 100 V VS VP V (VB) ISO 7637 VB + 10 % of VS JASO A-1 36.8 % of VP

Line Impedance and Pulse Width JASO A-1: 0.75 Ohm 200 ms ISO-7637: 0.5 Ohm min. (0.5 to 4 Ohm)

400 ms max. (40 to 400 ms)

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車載電源供給ラインの一次保護

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図_{7b は、Vsが87V、バッテリー電圧が13.5V、ラインインピーダンスが0.75}Ω、および_{400ms パルス幅の条件下に} よる_{ISO-7637-2 テストにフェイルしたロードダンプ TVSのクランプされた電圧と電流を示しています。} クランプされた電圧は_{0V近くにまで下降し、デバイスを流れる電流は線路インピーダンスで許容される最大値まで} 上昇しました。図 7b: ISO-7637-2 テストにフェイルしたロードダンプ TVSのクランプされた電圧と電流図_{7cは、バッテリー電圧が13.5V、400ms パルス幅のISO-7637-2 Pulse 5テスト条件下での、ビシェイ社のロード} ダンプ_{TVSの最大クランプ性能を示します。} 図_{7c：ISO-7637-2テストにおけるビシェイ社のロードダンプTVSの最大クランプ性能}

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65

76 87 V V

S

1.25

1.00

0.75 0.5 Ohm

SM8S24A

SM8A27

SM6A27

SM5A27

6KA24

SM6S24A

SM5S24A

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車載電源供給ラインの一次保護

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ロードダンプ

TVS の二つのグループ

車載電子機器の一次保護用に用いる_{TVSは、二種類のロードダンプ TVSがあります (EPI PAR TVS と非 EPI PAR}

TVS) 。両方の製品グループは、逆バイアスモードでの動作ブレークダウン特性が似ています。違いとしては、 EPI PaR TVS は順方向モードの Vf 特性が低いのに対して、非 EPI PAR TVS は同じ条件の Vf が比較的高いという

点があります。この特徴は、電源ラインに逆電圧がかかる場合に重要になります。それは_{CMOS IC と LSI のほとんど} は、逆電圧に非常に弱いからです。 MOSFET ゲートは、- 1 V 以下の逆電圧に耐えられません。逆電源入力モードでは、電源ラインの電圧が TVS 順電圧降下の電圧_{(Vf) と同じになります。この逆バイアスモードでは、電子回路が故障する可能性があります。EPI} PaR TVS の低順電圧降下がこの問題に対する良い解決策になります。別の方法としては、図 8に示すように、電源ラインに極性保護整流器を取り付けることにより、逆電源入力から回路を保護することもできます。逆接保護整流器は、十分な順方向電流定格、順方向サージ機能、および逆電圧機能を備えている必要があります。図_{8. 逆バイアス状態} Protected Load Reverse

Power Input Current TVS

+ – VF

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車載電源供給ラインの一次保護

(ロードダンプ)

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車載電源ラインの二次保護

車載システム内の保護回路の主要なターゲットは高いサージ電圧ですが、クランプ後の電圧でさえも高すぎる場合があります。また、トラックやバンで見られるような_{24V系のパワートレインでは、主に使われるレギュレータICや} DC/DCコンバータICの最大入力電圧が45V～60Vであることもあり、二次保護が必要になります。この種のアプリケーションでは、図_{9 に示すような二次保護の使用を推奨します。} 図_{9. 二次保護回路} 電源ラインに抵抗_{Rを追加することによって過渡電流が下がるため、より低い定格電力のTVSを二次保護として使用} することができます。電子ユニット内のマイクロプロセッサや論理回路が必要な消費電流は_{150ma～300maです。} -_{18℃において、24Vバッテリーの最小出力電圧は14.4Vとなります。このような条件下において、負荷に必要な電} 流が_{300maであるとすると、負荷への電圧は抵抗Rが20Ωの場合で8.4V、10Ωでの場合で11.4Vとなります（以下参} 照）。

Vl = (Vmin ⁄ (Vmin ⁄ il)) × ((Vmin ⁄ il) – r) Vl: Voltage to load

Vmin: minimum input voltage il: load current

r: resistor value Power rating of r = i2_r

この供給電圧は、ほとんどの電圧レギュレータ_{IC や DC/DCコンバータ IC の最小入力電圧よりも高めです。}

Transient

Voltage Clamping_Voltage _Clamping Voltage

Current Limiter

Power Line ProtectionPrimary SecondaryProtection R

Load

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VISHAY AMERICAS ONE GREENWICH PLACE S HELT ON, CT 06484 UNITED S TATES PH: +1-402-563-6866 FAX: +1-402-563-6296 アジアシンガポール

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SU ITE 6 C , TO WER HOU SE S T. C ATHERINE’S COU RT SU NDERLAND ENTER PRISE PARK SU NDERLAND SR 5 3 XJ UNITED KIN GDOM PH: +44-191-516-8584 FAX: +44-191-549-9556 半導体: 整流器 • 高出力ダイオード、サイリスタ • 小信号ダイオード • ツェナー及びサージ吸収ダイオード • FET • オプトエレクトロニクス • IC • モジュール受動部品: 抵抗製品 • 磁性部品 • コンデンサ VMN-PL0463-1111

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