
この記事では、SSR/リレー代替可能で、2次側電源不要な絶縁型FETドライバ ”Si875x"について説明します。
目次
製品の概要と特徴

・ SI875xと外付けFETで簡単にMOSリレーを構成でき
システムの小型化が容易!
・ 機械式リレーやSSRに比べ、優れたMOSリレー構成で
小型化・省ノイズ性にを実現可
・ 小型SOIC-8パッケージをラインナップ
・ 低消費電力
・ 2.5kVrmsの絶縁耐量
Si875xは2次側のDC電源なしに駆動できる絶縁型のFETドライバです。
電気機械式リレー(EMR)をFETスイッチに置換えるといったアプリケーションやソリッド・ステート・リレー(SSR)の置換えなどでも使用できます。高速なスイッチングはできませんが 7.5KHz程度までは動作可能です。
機械式リレーで問題となるスイッチングノイズなどを減らす事ができる上、PCBの面積を下げ電力や寿命、熱的にも利点があります。
フォトカプラ等を使ったソリューションに対しても寿命、動作温度範囲などの面で利点があります。また簡単なミラークランプ回路も内蔵しており性能を高めています。
入力は、デジタルCMOS入力の"Si8751"と、フォトカプラ同等のダイオードエミュレーター入力の"Si8752"があります。
機械式リレー/SSR+フォトカプラ との比較
Si875xは機械式リレーに対して優位性があります。またフォトカプラーを使用しているSSRに対して熱設計や寿命において優位性があります。
Si875x+FET |
SSR+フォトカプラー |
機械式リレー | |
寿命 信頼性 |
接点や可動部が無いので 長寿命 |
フォトカプラ部の寿命で制約 |
アーク放電による摩耗あり 接点の劣化や機構部分の為寿命は短い |
温度範囲 | 125℃ サポート可 |
125℃サポート可だが 熱で短寿命 |
125℃サポート可 |
SW部のインピーダンス | 変化なし | 変化なし | 接点の経年劣化で高くなる |
SWの動作音 |
なし | なし | あり |
接点のバウンス (チャタリング) |
なし | なし | あり |
EMIなどノイズ | ほぼなし | ほぼなし | SW駆動回路などでノイズ発生可能性有 |
デバイスサイズ | 小 | 小 | 大 |
外付け回路 | バイパスC +FET | LED駆動回路他必要 |
サージ防止ダイオード他駆動回路の コイルから発生するサージを抑える必要あり |
消費電力 |
入力電流は ほとんどのSSRより低い |
低い | 高い |
速度 | 高速(7.5KHz以下) | 高速 | 低速 |
表面実装 | 表面実装可 |
表面実装可 |
実装表面実装が使えない場合が多い |
振動衝撃による実装信頼性 | 強 (低背) | 強 (低背) | 弱 機構部品があり高背 |
振動衝撃による電気的接点(SW)の信頼性 | 強 (電気) | 強 (電気) |
弱 (機械式) |
注意点 | 外付けTrの放熱対策 自己発熱 |
熱による寿命 電力 コスト |
電気的耐久性曲線 EMC |
※ 一般的な特性からの見解です。
動作技術
TTと接続する抵抗値によって2次側に送る電力が変わります。接続する抵抗は0ΩからOpenまで使用できます。
入力の制御で出力(Gate)の電圧は約10V前後になります。最低でも7V前後なので大抵のFETを駆動できると思います。
ONするまでの時間は 例えばTT端子がオープン時、200pFのゲート容量に対し90%の出力まで到達する時間は1ms程度(水色の線参照)。
TT端子をGNDとショート(0Ω)することで到達時間は早くできます。駆動できる周波数は最大でも7.5KHz程度です。
製品ラインナップ

CMOS入力 Si8751

LEDエミュレーター入力Si8752
アプリケーション例
BMSの例

バッテリーモニターシステムなど 電圧モニター時のみ接続することで消費電力を落とすことが可能
また筐体に接続する事で漏電検知などにも使用可能
AC ロードスイッチ

機械式スイッチに変えて信号の遮断に使用可能
評価ボード
Si8751-kit (Si8751 Isolated FET Driver Evaluation Kit)
Si8751が実装された評価ボードです。
手軽にご評価いただけるような設計になっております。
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関連情報
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データシート/アプリケーションノート (メーカーサイト)
Data sheet:
Si8751/52 Isolated FET Driver with Pin Control or Diode Emulator Inputs
Application Note:
AN1052: AN1052 Selecting a FET For Use With the Si875x Driver
Brochure:
Isolation in Electric Vehicle Systems Quick Reference
Isolation Product Selector Guide