2006年01月16日

小型面実装パッケージで大電流(60A)を実現
車載用に最適な半導体リレー「SI-5201」を開発
低熱抵抗、低損失でシステムの軽量化、信頼性向上を実現

サンケン電気株式会社は、ヘッドライトやワイパー、ファンなど中電流から大電流の負荷について、従来からのメカ式リレー(機械式のスイッチ)からの置き換えが可能な半導体リレー「SI-5201」を開発、平成18年1月26日よりサンプル出荷を開始いたしますのでお知らせします。量産出荷は平成18年度下期から月産10万個からスタート、平成20年度には月産100万個を見込んでいます。サンプル価格は800円です。 si-5201の画像
1. 開発背景と製品概要
  近年、自動車の電子化が急速に進んでいますが、ヘッドライト、ワイパー、ファンなど、中電流から大電流(30〜60A)の負荷については、依然として従来からのメカ式リレーが多く用いられています。しかし、メカ式リレーは、接点(電磁石)により出力切り替えを行うという構造上、動作音がする、消耗・劣化により寿命が短い、小型化に限界があるなど、車両内への設置場所や制御方法に制限があり、充分な機能向上を図れない要因になっていました。
そこで弊社では、可動部が無い半導体を用いることで、リレー動作の安定化と長寿命化、信頼性の向上が得られる半導体リレー「SI-5201」を開発したものです。
「SI-5201」は、小型の面実装・低熱抵抗のパッケージを採用し、システムの小型・軽量化を実現でき、さらに各種保護機能を内蔵させることで、ヘッドライト、ワイパーなどの駆動を制御するシステムの安定性向上に貢献できます。
また「SI-5201」は、MOS FETのチップと制御用ICのチップを別にした2チップ構造を採用し、各々のチップを最適なプロセスで構成することで、MOS FETは7mΩという低いオン抵抗を実現しました。
さらにMOS FETのチップ上に電流検出用のセンスMOS FETと温度検出用のダイオードを形成することで検出精度を高めています。また制御用ICは当社独自のBCDプロセスを用い、MOS FETの駆動回路と各種保護回路、出力電流モニタ機能、自己診断出力機能などを集積化しています。
 
2. 特長
型面実装パッケージながら60Aの大電流を実現
低出力オン抵抗(7mΩ)のMOS FETを採用することで損失(発熱)を抑え、低熱抵抗(1.1℃/W)のパッケージ(TO220S-7、樹脂部寸法:10mm×10mm×3.7mm)と組み合わせることで小型面実装パッケージながら60Aの大電流を実現。
低スタンバイ電流(5μA)
IN端子に信号が入力されていない待機状態でのバッテリの消費電流低減を実現。
出力電流モニタ機能と自己診断出力機能内蔵
マイコンに動作状態、故障診断信号を送ることでシステムの状態を正確に把握、異常の発生を検知可能。
過電流保護機能、過熱保護機能、過電圧保護機能およびバッテリ逆接続保護回路内蔵
異常時にICの動作を停止させるなどの保護をすることでシステムの安全性が向上。
 
3. 用途
・ヘッドライト、テールランプ、ワイパー、パワーウインド、サンルーフ、ファン用リレーなど。
 
4. 主な仕様
項目 記号 定格 単位
動作電源電圧 VBB 30 max V
出力電流(DC) Io 60 max A
出力電流(パルス) Io(pulse) 120 max A
出力オン抵抗 RDS(ON) 7 typ
静止時回路電流 Iq 5 typ μA
保護回路
1. 電流保護回路:外部信号入力で保護開始電流を60Aと30Aの選択が可能なので広範囲の負荷に使用可能。
2. 過熱保護機能:保護開始温度(min 151℃)。
3. 過電圧保護機能:保護開始電圧(min 30V)。
4. バッテリ逆接続保護回路。
自己診断機能
過電流保護、過熱保護動作時に信号出力。
出力電流モニタ機能
通常動作時に出力電流に比例した電流をDG端子からフィードバックするもので、出力電流のモニタや負荷オープン検知に利用可能。
以上
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