OPTIREG™スイッチャー

厳しい車載要件向けに最適化されたスイッチング レギュレーター

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概要

車載用スイッチング レギュレーターは、今日、さまざまな種類の自動車に組み込まれています。自動車産業では安全性が最も重要であるため、堅牢で高品質の自動車用スイッチャーICの需要は増え続けています。さらに、環境に優しい自動車の人気が高まるにつれ、統合された自動車用レギュレーターが高効率と低エネルギー消費の両方を提供する必要があります。

主な特長

  • 高効率で堅牢
  • 過酷な気候向けに設計
  • 低エネルギー消費
  • 多様な構成が利用可能
  • 広い電圧出力範囲
  • 電流および電圧レギュレーション
  • 柔軟なスイッチング範囲
  • 過電圧/低電圧保護
  • グリーン製品:RoHS対応

製品

概要

車載用降圧、昇圧、および昇降圧スイッチング レギュレーター

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターは、非安定化の入力電圧を安定化された出力電圧に変換するDC-DCコンバーターICであり、車載用電子制御ユニット (ECU) で使用されます。

インフィニオンのOPTIREG™スイッチャーファミリーは、次の3種類のコンバータータイプで構成されています。

  • 降圧コンバーター (ステップダウン、パワーステージ内蔵)
  • 昇圧コントローラー (ステップアップ、外付けスイッチ使用)
  • 昇降圧コンバーター(ステップアップ/ステップダウン)

このファミリーは、OPTIREG™リニア、OPTIREG™マルチフェーズ、およびOPTIREG™ SBCの各製品ラインと並び、OPTIREG™車載用電源ICポートフォリオの一部を構成します。

車載用電源ICポートフォリオ

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターの主要な設計上のメリット

  • 過酷なボードネット環境に対応する広い入力電圧範囲

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターは、ロードダンプ、コールドクランキング、電圧スパイクなど、車載ボードネット環境における過渡的な条件下でも、安定した出力レギュレーションを維持できるよう設計されています。入力電圧範囲はデバイスによって異なります。アプリケーションに応じて、該当製品のデータシートをご確認ください。

  • 統合されたOV/UV保護機能により、外付け部品点数を削減

過電圧および低電圧の監視機能をオンチップに統合しているため、個別の保護部品が不要になり、ECU電源設計におけるBOMの複雑さを低減します。

  • ECUの低消費電力モードに適した低静止電流

TLS412xファミリーは静止電流31 µA未満を実現し、ECUのスタンバイおよびスリープ状態における効率的な動作を可能にするとともに、低消費電力モードでのバッテリー寿命を延長します。

  • EMIと効率の最適化を実現する柔軟なスイッチング周波数

OPTIREG™スイッチャー ファミリー全体で、調整可能なスイッチング周波数は約320 kHzから2.8 MHzの範囲に対応し、アプリケーションごとに効率、ソリューション サイズ、EMIを最適化できます。スイッチング周波数はデバイスによって異なります。設計に組み込む前に、製品のデータシートをご確認ください。

入力電圧、出力電圧、スイッチング周波数、およびIQ

入力電圧範囲 (VIN): 入力電圧範囲は、レギュレーターが対応できるボードネットの条件を定義します。OPTIREG™ 車載用スイッチング レギュレーターは、デバイス ファミリー全体で4.7 V～45 Vをカバーし、コールドクランクやロードダンプなどの車載過渡事象に対する耐性を提供します。VIN範囲はデバイスによって異なります。アプリケーションに応じて、該当製品のデータシートをご確認ください。

出力電圧 (VOUT) : OPTIREG™降圧コンバーターは、5 Vおよび3.3 Vの固定出力電圧に加え、調整可能な出力オプションもサポートし、車載用マイクロコントローラーおよびデジタル負荷に必要な電源レールをカバーします。

スイッチング周波数 (fSW): スイッチング周波数は、効率、インダクター サイズ、EMIの間のトレードオフを決定します。TLS412xバック コンバーター ファミリーは、320 kHz～2.8 MHzの調整可能なスイッチング周波数に対応しています。TLF51801ELV降圧コントローラーは100 kHzから700 kHzで動作し、外部クロック同期にも対応しています。

静止電流 (IQ) : 静止電流は、レギュレーターの出力が無負荷でレギュレーション状態にあるときに消費される電源電流です。TLS412xファミリーはIQ 31 µA未満を実現し、ECUの低消費電力モードおよびスタン バイモードにおける消費電力を直接低減します。

保護機能、熱性能、および車載認定データ

  • 過電圧および低電圧保護

統合されたOVおよびUV監視機能は、故障発生時に動作し、下流の負荷とレギュレーター自体を保護します。保護応答はオンチップで処理されるため、外部の監視部品は不要であり、-40°C～+150°Cの動作温度範囲全体にわたってシステムの完全性を維持します。

  • 熱性能

TLS4120、TLS4125、TLF51801ELVは、最大接合温度 (Tj max) 150°Cに対応しています。

  • 車載認定

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターは、AEC-Q100 Grade 0およびGrade 1の認定を取得しており、-40°C～+150°Cの動作温度範囲をカバーし、車載用ECU電源設計に求められる堅牢性要件を満たします。

  • RoHS準拠

すべてのOPTIREG™グリーン製品はRoHS準拠であり、環境安全に関する世界基準を満たしています。

AEC-Q100の詳細

ECU電源: ボディ、ADAS、インフォテインメント、およびパワートレイン

ボディおよびコンフォート系ECU (BCM、ゲートウェイ、クラスター)

12 V車載電源 (ボードネット) から安定した5 Vまたは3.3 Vの電源レールが必要なボディ コントロール モジュール、ゲートウェイECU、計器クラスターには、OPTIREG™ バックコンバーター (例:TLS4120D0EP V33、TLS4125D0EP V50) が、統合パワーステージと低静止電流を特長として推奨されます。

ADAS、カメラ、レーダー、およびテレマティクス

カメラ用プリレギュレーター、レーダー用電源レール、テレマティクスモジュール向けに、OPTIREG™降圧コントローラー (TLF51801ELV) は最大10 Aの負荷に対応し、調整可能かつ外部同期可能なスイッチング周波数により、EMIを最適化した設計を実現します。

インフォテインメント、ディスプレイ、およびダッシュボード

OPTIREG™ファミリーの降圧コンバーターおよび降圧コントローラーは、コンパクトなソリューションサイズと低ノイズが求められるディスプレイ、車載メディア、ハイエンドクラスターの電源レールに対応します。

コールドクランキングおよび48 Vパワートレインのプリレギュレーション

OPTIREG™昇圧コントローラー (TLE8386-2EL) は、コールド クランキング、GDIおよびピエゾイン ジェクション、そしてスタート ストップおよびマイルド ハイブリッドのパワートレイン アプリケーションにおける12 V-to-12 V変換用の48 Vフライ バック トポロジーに対応します。

車載アプリケーションの概要

OPTIREG™スイッチング レギュレーター選定ガイド (ステップ バイ ステップ)

ステップ1: コンバータのトポロジーを決定する

出力電圧が入力電圧より低い場合は、降圧コンバーターを選択してください。出力電圧が入力電圧を上回る必要がある場合は、昇圧コントローラーを選択してください。出力電圧が入力電圧より高くなる場合と低くなる場合の両方があるとき、または極性が反転する場合は、昇降圧コンバーターを選択してください。

ステップ2: 統合要件を確認する

統合型パワー ステージが望ましい場合 (外付け部品点数を削減できる場合) は、降圧コンバーターIC (例: TLS4120D0EP、TLF50251EL) を選択してください。統合デバイスの定格を超える負荷に対して外付けパワー スイッチが必要な場合は、降圧コントローラー (TLF51801ELV、最大10 A) を選択してください。

ステップ3: 出力電圧を確認する

OPTIREG™降圧コンバーターは、5 Vおよび3.3 Vの固定出力と調整可能なオプションに対応しています。必要な電源レールを、利用可能な固定出力に合わせるか、可変出力品を使用してください。

ステップ4: スイッチング周波数の要件を評価する

設計上、外部クロックへの同期が必要な場合 (RFやレーダーとの干渉を避けるためなど) は、外部クロック同期に対応したTLF51801ELV降圧コントローラーを選択してください。

OPTIREG™パラメーター選択ツールを使用して、トポロジー、出力電圧、パッケージで絞り込んでください。

パラメーター選択ツールへ移動

車載用スマート パワーの長期供給プログラムとRoHS準拠ポートフォリオ

自動車向け長期供給プログラム

インフィニオンの車載用長期供給プログラムは、OPTIREG™スイッチャーの長期的な製品供給を保証し、複数年にわたる生産ライフサイクルを持つ車載プログラムにおける再設計リスクを低減します車載用スマート パワー長期供給プログラムの詳細をご覧いただけます。

AEC-Q100認定済み

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターはAEC-Q100に準拠しており、−40 ℃～+150 ℃の全動作温度範囲にわたって、車載用ECU電源設計の堅牢性および信頼性要件を満たします。

RoHS準拠

すべてのOPTIREG™グリーン製品はRoHSに準拠しており、環境安全に関するグローバル標準を満たしています。

インフィニオン車載用長期供給プログラム

OPTIREG™向けソフトウェア、シミュレーション モデル、ツール、トレーニング

  • ソフトウェア、SDK、ツール

Infineon Designerは、OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーター向けのオンライン シミュレーション環境を提供し、アナログ (SPICE) とデジタル (MCU) のシミュレーションを単一のプロトタイピングエンジンに統合しています。TLS4120およびTLS4125ファミリー向けにPLECS安定性・効率シミュレーションをご利用いただけます。ハードウェアを用意することなく、ユーザー定義の電気的条件における電力損失および接合温度を予測できます。

  • SPICEモデルおよびシミュレーション ファイル

TLS4120およびTLS4125デバイスファミリー向けのSPICEモデルをダウンロードでき、ハードウェア構築前の回路レベル シミュレーションとタイミング マージン推定をサポートします。

  • トレーニング ビデオ

Infineon Academyの学習プラットフォーム (無料、英語・日本語・中国語で提供) にて、6本のトレーニングビデオをご視聴いただけます。OPTIREG™スイッチャーの設計採用、TLS412xファミリー概要、ADAS/AD電源のトレンド、パワートレインの電動化、および幅広い車載用途を扱います。

インフィニオンの設計採用リソースの詳細
SPICEモデルおよびシミュレーション

車載用降圧、昇圧、および昇降圧スイッチング レギュレーター

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターは、非安定化の入力電圧を安定化された出力電圧に変換するDC-DCコンバーターICであり、車載用電子制御ユニット (ECU) で使用されます。

インフィニオンのOPTIREG™スイッチャーファミリーは、次の3種類のコンバータータイプで構成されています。

  • 降圧コンバーター (ステップダウン、パワーステージ内蔵)
  • 昇圧コントローラー (ステップアップ、外付けスイッチ使用)
  • 昇降圧コンバーター(ステップアップ/ステップダウン)

このファミリーは、OPTIREG™リニア、OPTIREG™マルチフェーズ、およびOPTIREG™ SBCの各製品ラインと並び、OPTIREG™車載用電源ICポートフォリオの一部を構成します。

車載用電源ICポートフォリオ

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターの主要な設計上のメリット

  • 過酷なボードネット環境に対応する広い入力電圧範囲

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターは、ロードダンプ、コールドクランキング、電圧スパイクなど、車載ボードネット環境における過渡的な条件下でも、安定した出力レギュレーションを維持できるよう設計されています。入力電圧範囲はデバイスによって異なります。アプリケーションに応じて、該当製品のデータシートをご確認ください。

  • 統合されたOV/UV保護機能により、外付け部品点数を削減

過電圧および低電圧の監視機能をオンチップに統合しているため、個別の保護部品が不要になり、ECU電源設計におけるBOMの複雑さを低減します。

  • ECUの低消費電力モードに適した低静止電流

TLS412xファミリーは静止電流31 µA未満を実現し、ECUのスタンバイおよびスリープ状態における効率的な動作を可能にするとともに、低消費電力モードでのバッテリー寿命を延長します。

  • EMIと効率の最適化を実現する柔軟なスイッチング周波数

OPTIREG™スイッチャー ファミリー全体で、調整可能なスイッチング周波数は約320 kHzから2.8 MHzの範囲に対応し、アプリケーションごとに効率、ソリューション サイズ、EMIを最適化できます。スイッチング周波数はデバイスによって異なります。設計に組み込む前に、製品のデータシートをご確認ください。

入力電圧、出力電圧、スイッチング周波数、およびIQ

入力電圧範囲 (VIN): 入力電圧範囲は、レギュレーターが対応できるボードネットの条件を定義します。OPTIREG™ 車載用スイッチング レギュレーターは、デバイス ファミリー全体で4.7 V～45 Vをカバーし、コールドクランクやロードダンプなどの車載過渡事象に対する耐性を提供します。VIN範囲はデバイスによって異なります。アプリケーションに応じて、該当製品のデータシートをご確認ください。

出力電圧 (VOUT) : OPTIREG™降圧コンバーターは、5 Vおよび3.3 Vの固定出力電圧に加え、調整可能な出力オプションもサポートし、車載用マイクロコントローラーおよびデジタル負荷に必要な電源レールをカバーします。

スイッチング周波数 (fSW): スイッチング周波数は、効率、インダクター サイズ、EMIの間のトレードオフを決定します。TLS412xバック コンバーター ファミリーは、320 kHz～2.8 MHzの調整可能なスイッチング周波数に対応しています。TLF51801ELV降圧コントローラーは100 kHzから700 kHzで動作し、外部クロック同期にも対応しています。

静止電流 (IQ) : 静止電流は、レギュレーターの出力が無負荷でレギュレーション状態にあるときに消費される電源電流です。TLS412xファミリーはIQ 31 µA未満を実現し、ECUの低消費電力モードおよびスタン バイモードにおける消費電力を直接低減します。

保護機能、熱性能、および車載認定データ

  • 過電圧および低電圧保護

統合されたOVおよびUV監視機能は、故障発生時に動作し、下流の負荷とレギュレーター自体を保護します。保護応答はオンチップで処理されるため、外部の監視部品は不要であり、-40°C～+150°Cの動作温度範囲全体にわたってシステムの完全性を維持します。

  • 熱性能

TLS4120、TLS4125、TLF51801ELVは、最大接合温度 (Tj max) 150°Cに対応しています。

  • 車載認定

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターは、AEC-Q100 Grade 0およびGrade 1の認定を取得しており、-40°C～+150°Cの動作温度範囲をカバーし、車載用ECU電源設計に求められる堅牢性要件を満たします。

  • RoHS準拠

すべてのOPTIREG™グリーン製品はRoHS準拠であり、環境安全に関する世界基準を満たしています。

AEC-Q100の詳細

ECU電源: ボディ、ADAS、インフォテインメント、およびパワートレイン

ボディおよびコンフォート系ECU (BCM、ゲートウェイ、クラスター)

12 V車載電源 (ボードネット) から安定した5 Vまたは3.3 Vの電源レールが必要なボディ コントロール モジュール、ゲートウェイECU、計器クラスターには、OPTIREG™ バックコンバーター (例:TLS4120D0EP V33、TLS4125D0EP V50) が、統合パワーステージと低静止電流を特長として推奨されます。

ADAS、カメラ、レーダー、およびテレマティクス

カメラ用プリレギュレーター、レーダー用電源レール、テレマティクスモジュール向けに、OPTIREG™降圧コントローラー (TLF51801ELV) は最大10 Aの負荷に対応し、調整可能かつ外部同期可能なスイッチング周波数により、EMIを最適化した設計を実現します。

インフォテインメント、ディスプレイ、およびダッシュボード

OPTIREG™ファミリーの降圧コンバーターおよび降圧コントローラーは、コンパクトなソリューションサイズと低ノイズが求められるディスプレイ、車載メディア、ハイエンドクラスターの電源レールに対応します。

コールドクランキングおよび48 Vパワートレインのプリレギュレーション

OPTIREG™昇圧コントローラー (TLE8386-2EL) は、コールド クランキング、GDIおよびピエゾイン ジェクション、そしてスタート ストップおよびマイルド ハイブリッドのパワートレイン アプリケーションにおける12 V-to-12 V変換用の48 Vフライ バック トポロジーに対応します。

車載アプリケーションの概要

OPTIREG™スイッチング レギュレーター選定ガイド (ステップ バイ ステップ)

ステップ1: コンバータのトポロジーを決定する

出力電圧が入力電圧より低い場合は、降圧コンバーターを選択してください。出力電圧が入力電圧を上回る必要がある場合は、昇圧コントローラーを選択してください。出力電圧が入力電圧より高くなる場合と低くなる場合の両方があるとき、または極性が反転する場合は、昇降圧コンバーターを選択してください。

ステップ2: 統合要件を確認する

統合型パワー ステージが望ましい場合 (外付け部品点数を削減できる場合) は、降圧コンバーターIC (例: TLS4120D0EP、TLF50251EL) を選択してください。統合デバイスの定格を超える負荷に対して外付けパワー スイッチが必要な場合は、降圧コントローラー (TLF51801ELV、最大10 A) を選択してください。

ステップ3: 出力電圧を確認する

OPTIREG™降圧コンバーターは、5 Vおよび3.3 Vの固定出力と調整可能なオプションに対応しています。必要な電源レールを、利用可能な固定出力に合わせるか、可変出力品を使用してください。

ステップ4: スイッチング周波数の要件を評価する

設計上、外部クロックへの同期が必要な場合 (RFやレーダーとの干渉を避けるためなど) は、外部クロック同期に対応したTLF51801ELV降圧コントローラーを選択してください。

OPTIREG™パラメーター選択ツールを使用して、トポロジー、出力電圧、パッケージで絞り込んでください。

パラメーター選択ツールへ移動

車載用スマート パワーの長期供給プログラムとRoHS準拠ポートフォリオ

自動車向け長期供給プログラム

インフィニオンの車載用長期供給プログラムは、OPTIREG™スイッチャーの長期的な製品供給を保証し、複数年にわたる生産ライフサイクルを持つ車載プログラムにおける再設計リスクを低減します車載用スマート パワー長期供給プログラムの詳細をご覧いただけます。

AEC-Q100認定済み

OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーターはAEC-Q100に準拠しており、−40 ℃～+150 ℃の全動作温度範囲にわたって、車載用ECU電源設計の堅牢性および信頼性要件を満たします。

RoHS準拠

すべてのOPTIREG™グリーン製品はRoHSに準拠しており、環境安全に関するグローバル標準を満たしています。

インフィニオン車載用長期供給プログラム

OPTIREG™向けソフトウェア、シミュレーション モデル、ツール、トレーニング

  • ソフトウェア、SDK、ツール

Infineon Designerは、OPTIREG™車載用スイッチング レギュレーター向けのオンライン シミュレーション環境を提供し、アナログ (SPICE) とデジタル (MCU) のシミュレーションを単一のプロトタイピングエンジンに統合しています。TLS4120およびTLS4125ファミリー向けにPLECS安定性・効率シミュレーションをご利用いただけます。ハードウェアを用意することなく、ユーザー定義の電気的条件における電力損失および接合温度を予測できます。

  • SPICEモデルおよびシミュレーション ファイル

TLS4120およびTLS4125デバイスファミリー向けのSPICEモデルをダウンロードでき、ハードウェア構築前の回路レベル シミュレーションとタイミング マージン推定をサポートします。

  • トレーニング ビデオ

Infineon Academyの学習プラットフォーム (無料、英語・日本語・中国語で提供) にて、6本のトレーニングビデオをご視聴いただけます。OPTIREG™スイッチャーの設計採用、TLS412xファミリー概要、ADAS/AD電源のトレンド、パワートレインの電動化、および幅広い車載用途を扱います。

インフィニオンの設計採用リソースの詳細
SPICEモデルおよびシミュレーション
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