SPOC™ +2 | マルチチャネルSPIハイサイド パワー

SPOC™+2は、自動車システムにおけるマルチチャネル ハイサイド スイッチング向けに、チャネルごとのSPI設定可能な保護機能と、5.5 mΩ～70 mΩのRDS (ON) を提供します。

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概要

SPOC™+2は、SMART7テクノロジーを使用した、車載および産業用アプリケーション向けのソフトウェア設定可能なマルチチャネル ハイサイド シリアルインターフェース パワー コントローラーの最新世代です。SPOC™+2デバイスの制御、設定、および診断は、シリアル ペリフェラル インターフェース (SPI) を介して行います。

主な特長

  • RDS(on) 範囲: 5.5～70 mΩ
  • 最大28 Vの動作電圧
  • 最大6チャネル
  • 車載認定済み (AEC-Q100)
  • ISO 26262対応
  • 8ビットSPIインターフェース
  • チャネルの並列化
  • 設定可能な保護機能
  • アナログ電流検出 (2レンジ)
  • リンプホーム モード
  • 調整可能なスルーレート
  • 内蔵GNDダイオードおよび逆方向ON

製品

概要

5.5 mΩ～70 mΩの4チャネルおよび6チャネル デバイス

SPOC™ +2はマルチチャネルSPIハイサイド パワー コントローラーで、インフィニオンのSPOC™ファミリーの最新世代です。自動車の電力分配、車外および車内照明、ドアロック、シートヒーティング、センサー供給向けに設計されています。SPOC™ +2世代は、前世代よりもチャネル当たりの対応電流範囲を1.5 A～7 Aから1.5 A～14 Aへ倍増させつつも、同じピン配置ロジックを維持し、すべての製品バリエーションで共通のTSDSO-24露出パッド パッケージを採用しています。

この製品群は、オン抵抗が5.5 mΩ～70 mΩの4チャネルおよび6チャネル デバイスで構成され、パッケージ フットプリントは51.9 mm²です。すべてのデバイスはSPI経由のPWMとReverseOn機能に対応しており、フェイルセーフ動作用のリンプホーム モードも搭載しています。共通のSPIソフトウェア コンセプトと同一のパッケージ フットプリントにより、PCBレイアウトを変更することなくファミリー製品間を切り替えられるため、設計の柔軟性が向上します。

SPOC™ +2デバイスは車載アプリケーション向けに品質認証されており、ボディ コントロール モジュール (BCM) 、ジャンクション ボックス、電力分配ユニットにおいて、電気機械式リレー、ヒューズ、ディスクリート回路の置き換えが可能です。

車載用電源分配ユニット (PDU)

チャネルごとに設定可能な保護機能、スルーレート、および電流検出

チャネルごとのソフトウェア設定: SPOC™ +2では、スルーレート、過負荷検出電流、KILIS係数を、SPI経由で各チャネルごとに個別に設定できます。

高電流負荷に対応するチャネル並列化: 2つのチャネルで1つの負荷を並列駆動できるため、定格の高いディスクリート スイッチを追加せずに、対応電流範囲を14 Aまで拡張できます。

内蔵グランド ネットワーク ダイオード: 内蔵ダイオードにより外付けダイオードが不要になり、グランド抵抗を100 Ωから47 Ωに低減できます。これにより、PCBレイアウトが簡素化され、部品点数も削減されます。

クランキング時の最低動作電圧3.1 V: SPOC™+2は、最低供給電圧3.1 Vでクランキング中も動作を維持し、追加回路なしで厳しい逆バッテリー要件を満たします。

ファミリー全体で共通するSPIソフトウェア コンセプト: すべてのSPOC™ +2製品は共通のSPIレジスタ マップと診断コンセプトを採用しており、チャネル数やRDS(ON) バリアントを変更してもソフトウェアを全面的に再利用できます。これにより、OEMの後期要件変更に伴うファームウェア開発時間を短縮できます。

RDS(ON)、チャネル数、KILIS、動作電圧、および負荷電流

オン状態抵抗 (RDS(ON)): RDS(ON) は、チャネルが完全にオンのときのドレイン-ソース間抵抗です。RDS(ON) を低くすると、導通損失と発熱が低減されます。SPOC™ +2は、バリアントに応じて1チャネルあたり5.5 mΩ～70 mΩ をカバーします。

チャネル数: 単一デバイスが制御できる独立負荷の数を定義します。SPOC™ +2は4チャネルおよび6チャネル構成で提供されており、電力分配システムにおけるIC数を削減します。

KILIS (電流検出比): 負荷電流と検出電流出力の比であり、過負荷検出における比例電流検出の精度を決定します。SPOC™ +2では、KILISはSPIを介してチャネルごとにソフトウェアで設定可能です。

公称負荷電流 (IL): 各チャネルが連続的に流せる電流を定義します。SPOC™ +2は1チャネルあたり1.5 A～14 A (または並列化した2チャネルあたり) に対応し、LEDおよびセンサー電源からシート ヒーター負荷までをカバーします。

動作電圧 (VS): SPOC™ +2は、12 V車載バッテリー システム向けに3.3 V～5 Vのロジック電源で動作し、クランキング時に3.1 Vまで低下する場合も含めて対応します。

AEC-Q100車載認定およびISO 26262対応の安全サポート

  • 車載認定 (AEC-Q100): SPOC™ +2はAutomotive Electronics Council Q100 (AEC-Q100) 規格に適合しています。
  • ISO 26262機能安全サポート: ISO 26262機能安全 (FuSa) のシステムレベル安全分析を支援するSafety Application Note (SAN) は、登録済みのインフィニオン パートナーがmyICPポータルから入手できます。
  • インテリジェント リスタートまたはダイレクト ラッチによる設定可能な保護機能: 短絡、過電流、および温度保護を全チャネルで利用できます。過負荷検出のしきい値はチャネルごとにソフトウェアで設定可能で、応答はインテリジェント リスタートまたはダイレクト ラッチに設定できます。
  • 強化された診断機能: SPOC™ +2は、ON/OFF状態でのオープンロード検出、SPIによるバッテリーおよびグランドへの短絡検出、ならびにリアルタイム監視のための比例負荷電流検出出力 (IS) を提供します。
  • パッケージの熱性能: すべてのデバイスはTSDSO-24露出パッド パッケージ (51.9 mm²) を採用し、露出パッドを介してPCBへ熱を逃がす熱経路を備えています。
ISO 26262 - 機能安全(FuSa)
myICPに移動

BCM、ジャンクション ボックス、およびゾーン コントローラーにおける電力分配

自動車の外装および車内照明: SPOC™ +2は、ハロゲン電球負荷 (BTS72220-4ESAでは1チャネルあたり最大65 W) およびLED負荷を制御します。設定可能なスルーレートとKILIS係数により、ハードウェアを変更せずに同一デバイスで両方の負荷タイプを駆動でき、照明ECUにおける個別IC数を削減できます。

ボディ制御モジュール (BCM) の電力分配: BCMおよびゾーン制御ユニットでは、SPOC™ +2が電気機械式リレー、ヒューズ、ディスクリート回路を置き換えます。SPIデイジーチェーン機能により、単一のマイクロコントローラーのSPIポートから複数のSPOC™ +2デバイスを制御でき、高チャネル数のBCM設計における配線の複雑さを低減します。

ジャンクション ボックスおよびヒューズ ボックスのスイッチング: SPOC™ +2はチャネルごとのソフトウェア設定可能な保護機能と診断機能を提供し、ECUが各負荷を独立して監視および保護できるようにします。内蔵のグランド ネットワーク ダイオードにより、マルチデバイスのジャンクション ボックス レイアウトにおけるPCBのグランド ネットワーク設計が簡素化されます。

Eバイクの電力分配: SPOC™ +2は、抵抗性、誘導性、容量性の各負荷に対して、診断機能と内蔵保護機能を備えたハイサイド スイッチングを必要とするEバイクの電力分配用途にも適しています。

ゾーン制御ユニット (ZCU)
E-bikeソリューション

負荷要件からデバイス選定までの5つのステップ

ステップ1: 必要なチャネル数を決定します。

最大4つの負荷には4チャネル品 (BTS72220、BTS71220、BTS71040) を、最大6つの負荷には6チャネル品 (BTS71033) を選択してください。2つのチャネルで1つの負荷を並列駆動する場合は、その分をチャネル数の見積もりに織り込んでください。

ステップ2: 負荷電流と熱設計の余裕に基づいて RDS (ON) を選択します。

SPOC™ +2 は、RDS(ON) が 5.5 mΩ (BTS72220、高電流チャネル) から 70 mΩ (BTS71033、低電流チャネル) までの製品を提供します。PCBレイアウトにおいて、電力損失がTSDSO-24の熱的な制限内に収まっていることを確認してください。

ステップ3: 負荷タイプを確認し、スルーレートを設定します。

各チャネルが抵抗負荷 (電球) 、誘導負荷、または容量負荷 (LED) のいずれを駆動するかを特定します。SPIを介してチャネルごとにスルーレートを設定し、突入電流を制御してEMIを低減します。

ステップ4: 動作電圧とクランキング要件を確認します。

ロジック電源の範囲と12 Vバッテリー電圧がECUと互換性があることを確認してください。最小VS仕様を、クランキング時の電圧プロファイルと照らし合わせて確認してください。

ステップ5: 機能安全要件を評価します。

ISO 26262への準拠が必要な場合は、myICPポータルからSafety Application Note (SAN) を請求し、デバイスを選定する前にサポートされているASILレベルを確認してください。

コミュニティに質問する

DMOSパワー ステージ、共通SPIプラットフォーム、および長期供給プログラム

非常に低オン抵抗のDMOSパワー ステージ: SPOC™ +2はDMOS (Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor) パワー ステージ技術を採用しており、チャネルあたり5.5 mΩからのRDS(ON)値を実現します。DMOSプロセスは、低オン抵抗と堅牢な保護機能の統合を、単一の車載グレード デバイスで両立させるように最適化されています。

· SPOC™ +2ファミリー全体で共通のSPIプラットフォーム: すべてのSPOC™ +2デバイスは、共通のSPIレジスタ マップ、ピン配置ロジック、およびTSDSO-24パッケージ フットプリントを共有しています。1つのSPOC™ +2バリアント向けに設計されたPCBは、レイアウト変更なしで他のファミリー メンバーにも対応でき、設計サイクル後半でOEM要件が変更された場合の再認定工数を削減します。

· Smart Power長期供給プログラム: SPOC™ +2はインフィニオンのSmart Power長期供給プログラムの対象であり、自動車のお客様に対して長期的な製品供給コミットメントを提供します。

· 自動車開発プロセスと品質基準: SPOC™ +2はインフィニオンの自動車開発プロセスに従って開発されており、登録済みのインフィニオン パートナーが利用できるSafety Application Note (SAN) を通じて、AEC-Q100認定およびISO 26262機能安全解析をサポートします。

Smart Power長期供給プログラム

クロスリファレンス検索およびチップセット ペアリング ツール

インフィニオンは、アプリケーションノート、評価ボード、PCB設計データ、シミュレーションモデル、オンラインシミュレーションなど、さまざまなデザインイン材料を提供しています。これらの資料は、各製品ページの「デザインサポート」の章に記載されています。さらに、車載配電用のスマートパワースイッチとゲートドライバIC専用のツールスイートを提供しています。

インフィニオン スマート スイッチとゲート ドライバ ツールスイートは、システムアーキテクトとハードウェア設計者の基礎検討からシステム実現までをサポートします。このスイートにより、ユーザーは「ファインダーおよび選択」ツールの1つを使用して、特定の負荷に対して適切なパワー スイッチまたはゲートドライバ ICを選択できます。さまざまな「シミュレーションおよびモデリング」ツールとともに、さまざまなアプリケーションシナリオは、それぞれの製品でシミュレートできます。結果はレポートツールに文書化「コンフィギュレーション (設定)」ツールと対応する評価ボードで検証できます。

設計上の課題に直面していますか？インフィニオンの開発者コミュニティは24時間365日利用でき、世界中のエンジニアとつながり、交流できます。インフィニオンのサポート エンジニアとエキスパート メンバーが、いつでもどこからでも設計上の課題解決を支援します。

ツール スイート
スマートパワースイッチ検索

5.5 mΩ～70 mΩの4チャネルおよび6チャネル デバイス

SPOC™ +2はマルチチャネルSPIハイサイド パワー コントローラーで、インフィニオンのSPOC™ファミリーの最新世代です。自動車の電力分配、車外および車内照明、ドアロック、シートヒーティング、センサー供給向けに設計されています。SPOC™ +2世代は、前世代よりもチャネル当たりの対応電流範囲を1.5 A～7 Aから1.5 A～14 Aへ倍増させつつも、同じピン配置ロジックを維持し、すべての製品バリエーションで共通のTSDSO-24露出パッド パッケージを採用しています。

この製品群は、オン抵抗が5.5 mΩ～70 mΩの4チャネルおよび6チャネル デバイスで構成され、パッケージ フットプリントは51.9 mm²です。すべてのデバイスはSPI経由のPWMとReverseOn機能に対応しており、フェイルセーフ動作用のリンプホーム モードも搭載しています。共通のSPIソフトウェア コンセプトと同一のパッケージ フットプリントにより、PCBレイアウトを変更することなくファミリー製品間を切り替えられるため、設計の柔軟性が向上します。

SPOC™ +2デバイスは車載アプリケーション向けに品質認証されており、ボディ コントロール モジュール (BCM) 、ジャンクション ボックス、電力分配ユニットにおいて、電気機械式リレー、ヒューズ、ディスクリート回路の置き換えが可能です。

車載用電源分配ユニット (PDU)

チャネルごとに設定可能な保護機能、スルーレート、および電流検出

チャネルごとのソフトウェア設定: SPOC™ +2では、スルーレート、過負荷検出電流、KILIS係数を、SPI経由で各チャネルごとに個別に設定できます。

高電流負荷に対応するチャネル並列化: 2つのチャネルで1つの負荷を並列駆動できるため、定格の高いディスクリート スイッチを追加せずに、対応電流範囲を14 Aまで拡張できます。

内蔵グランド ネットワーク ダイオード: 内蔵ダイオードにより外付けダイオードが不要になり、グランド抵抗を100 Ωから47 Ωに低減できます。これにより、PCBレイアウトが簡素化され、部品点数も削減されます。

クランキング時の最低動作電圧3.1 V: SPOC™+2は、最低供給電圧3.1 Vでクランキング中も動作を維持し、追加回路なしで厳しい逆バッテリー要件を満たします。

ファミリー全体で共通するSPIソフトウェア コンセプト: すべてのSPOC™ +2製品は共通のSPIレジスタ マップと診断コンセプトを採用しており、チャネル数やRDS(ON) バリアントを変更してもソフトウェアを全面的に再利用できます。これにより、OEMの後期要件変更に伴うファームウェア開発時間を短縮できます。

RDS(ON)、チャネル数、KILIS、動作電圧、および負荷電流

オン状態抵抗 (RDS(ON)): RDS(ON) は、チャネルが完全にオンのときのドレイン-ソース間抵抗です。RDS(ON) を低くすると、導通損失と発熱が低減されます。SPOC™ +2は、バリアントに応じて1チャネルあたり5.5 mΩ～70 mΩ をカバーします。

チャネル数: 単一デバイスが制御できる独立負荷の数を定義します。SPOC™ +2は4チャネルおよび6チャネル構成で提供されており、電力分配システムにおけるIC数を削減します。

KILIS (電流検出比): 負荷電流と検出電流出力の比であり、過負荷検出における比例電流検出の精度を決定します。SPOC™ +2では、KILISはSPIを介してチャネルごとにソフトウェアで設定可能です。

公称負荷電流 (IL): 各チャネルが連続的に流せる電流を定義します。SPOC™ +2は1チャネルあたり1.5 A～14 A (または並列化した2チャネルあたり) に対応し、LEDおよびセンサー電源からシート ヒーター負荷までをカバーします。

動作電圧 (VS): SPOC™ +2は、12 V車載バッテリー システム向けに3.3 V～5 Vのロジック電源で動作し、クランキング時に3.1 Vまで低下する場合も含めて対応します。

AEC-Q100車載認定およびISO 26262対応の安全サポート

  • 車載認定 (AEC-Q100): SPOC™ +2はAutomotive Electronics Council Q100 (AEC-Q100) 規格に適合しています。
  • ISO 26262機能安全サポート: ISO 26262機能安全 (FuSa) のシステムレベル安全分析を支援するSafety Application Note (SAN) は、登録済みのインフィニオン パートナーがmyICPポータルから入手できます。
  • インテリジェント リスタートまたはダイレクト ラッチによる設定可能な保護機能: 短絡、過電流、および温度保護を全チャネルで利用できます。過負荷検出のしきい値はチャネルごとにソフトウェアで設定可能で、応答はインテリジェント リスタートまたはダイレクト ラッチに設定できます。
  • 強化された診断機能: SPOC™ +2は、ON/OFF状態でのオープンロード検出、SPIによるバッテリーおよびグランドへの短絡検出、ならびにリアルタイム監視のための比例負荷電流検出出力 (IS) を提供します。
  • パッケージの熱性能: すべてのデバイスはTSDSO-24露出パッド パッケージ (51.9 mm²) を採用し、露出パッドを介してPCBへ熱を逃がす熱経路を備えています。
ISO 26262 - 機能安全(FuSa)
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BCM、ジャンクション ボックス、およびゾーン コントローラーにおける電力分配

自動車の外装および車内照明: SPOC™ +2は、ハロゲン電球負荷 (BTS72220-4ESAでは1チャネルあたり最大65 W) およびLED負荷を制御します。設定可能なスルーレートとKILIS係数により、ハードウェアを変更せずに同一デバイスで両方の負荷タイプを駆動でき、照明ECUにおける個別IC数を削減できます。

ボディ制御モジュール (BCM) の電力分配: BCMおよびゾーン制御ユニットでは、SPOC™ +2が電気機械式リレー、ヒューズ、ディスクリート回路を置き換えます。SPIデイジーチェーン機能により、単一のマイクロコントローラーのSPIポートから複数のSPOC™ +2デバイスを制御でき、高チャネル数のBCM設計における配線の複雑さを低減します。

ジャンクション ボックスおよびヒューズ ボックスのスイッチング: SPOC™ +2はチャネルごとのソフトウェア設定可能な保護機能と診断機能を提供し、ECUが各負荷を独立して監視および保護できるようにします。内蔵のグランド ネットワーク ダイオードにより、マルチデバイスのジャンクション ボックス レイアウトにおけるPCBのグランド ネットワーク設計が簡素化されます。

Eバイクの電力分配: SPOC™ +2は、抵抗性、誘導性、容量性の各負荷に対して、診断機能と内蔵保護機能を備えたハイサイド スイッチングを必要とするEバイクの電力分配用途にも適しています。

ゾーン制御ユニット (ZCU)
E-bikeソリューション

負荷要件からデバイス選定までの5つのステップ

ステップ1: 必要なチャネル数を決定します。

最大4つの負荷には4チャネル品 (BTS72220、BTS71220、BTS71040) を、最大6つの負荷には6チャネル品 (BTS71033) を選択してください。2つのチャネルで1つの負荷を並列駆動する場合は、その分をチャネル数の見積もりに織り込んでください。

ステップ2: 負荷電流と熱設計の余裕に基づいて RDS (ON) を選択します。

SPOC™ +2 は、RDS(ON) が 5.5 mΩ (BTS72220、高電流チャネル) から 70 mΩ (BTS71033、低電流チャネル) までの製品を提供します。PCBレイアウトにおいて、電力損失がTSDSO-24の熱的な制限内に収まっていることを確認してください。

ステップ3: 負荷タイプを確認し、スルーレートを設定します。

各チャネルが抵抗負荷 (電球) 、誘導負荷、または容量負荷 (LED) のいずれを駆動するかを特定します。SPIを介してチャネルごとにスルーレートを設定し、突入電流を制御してEMIを低減します。

ステップ4: 動作電圧とクランキング要件を確認します。

ロジック電源の範囲と12 Vバッテリー電圧がECUと互換性があることを確認してください。最小VS仕様を、クランキング時の電圧プロファイルと照らし合わせて確認してください。

ステップ5: 機能安全要件を評価します。

ISO 26262への準拠が必要な場合は、myICPポータルからSafety Application Note (SAN) を請求し、デバイスを選定する前にサポートされているASILレベルを確認してください。

コミュニティに質問する

DMOSパワー ステージ、共通SPIプラットフォーム、および長期供給プログラム

非常に低オン抵抗のDMOSパワー ステージ: SPOC™ +2はDMOS (Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor) パワー ステージ技術を採用しており、チャネルあたり5.5 mΩからのRDS(ON)値を実現します。DMOSプロセスは、低オン抵抗と堅牢な保護機能の統合を、単一の車載グレード デバイスで両立させるように最適化されています。

· SPOC™ +2ファミリー全体で共通のSPIプラットフォーム: すべてのSPOC™ +2デバイスは、共通のSPIレジスタ マップ、ピン配置ロジック、およびTSDSO-24パッケージ フットプリントを共有しています。1つのSPOC™ +2バリアント向けに設計されたPCBは、レイアウト変更なしで他のファミリー メンバーにも対応でき、設計サイクル後半でOEM要件が変更された場合の再認定工数を削減します。

· Smart Power長期供給プログラム: SPOC™ +2はインフィニオンのSmart Power長期供給プログラムの対象であり、自動車のお客様に対して長期的な製品供給コミットメントを提供します。

· 自動車開発プロセスと品質基準: SPOC™ +2はインフィニオンの自動車開発プロセスに従って開発されており、登録済みのインフィニオン パートナーが利用できるSafety Application Note (SAN) を通じて、AEC-Q100認定およびISO 26262機能安全解析をサポートします。

Smart Power長期供給プログラム

クロスリファレンス検索およびチップセット ペアリング ツール

インフィニオンは、アプリケーションノート、評価ボード、PCB設計データ、シミュレーションモデル、オンラインシミュレーションなど、さまざまなデザインイン材料を提供しています。これらの資料は、各製品ページの「デザインサポート」の章に記載されています。さらに、車載配電用のスマートパワースイッチとゲートドライバIC専用のツールスイートを提供しています。

インフィニオン スマート スイッチとゲート ドライバ ツールスイートは、システムアーキテクトとハードウェア設計者の基礎検討からシステム実現までをサポートします。このスイートにより、ユーザーは「ファインダーおよび選択」ツールの1つを使用して、特定の負荷に対して適切なパワー スイッチまたはゲートドライバ ICを選択できます。さまざまな「シミュレーションおよびモデリング」ツールとともに、さまざまなアプリケーションシナリオは、それぞれの製品でシミュレートできます。結果はレポートツールに文書化「コンフィギュレーション (設定)」ツールと対応する評価ボードで検証できます。

設計上の課題に直面していますか？インフィニオンの開発者コミュニティは24時間365日利用でき、世界中のエンジニアとつながり、交流できます。インフィニオンのサポート エンジニアとエキスパート メンバーが、いつでもどこからでも設計上の課題解決を支援します。

ツール スイート
スマートパワースイッチ検索
ドキュメント

設計リソース

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