LMG2610 アクティブ・クランプ用 650V GaN ハーフブリッジを内蔵したフライバック・コンバータ

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1 特長

650V GaN パワー FET ハーフブリッジ
170mΩ ローサイドおよび 248mΩ ハイサイド GaN FET
伝搬遅延が小さく、ターンオン・スルーレート制御を調整可能な内蔵ゲート・ドライバ
広い帯域幅で高精度の電流検出エミュレーション
ローサイド / ハイサイド・ゲート・ドライブ・インターロック
ハイサイド・ゲート・ドライブ信号レベル・シフタ
スマート・スイッチ付きブートストラップ・ダイオード機能
ハイサイドの起動：8μs 未満
ローサイド / ハイサイドのサイクルごとの過電流保護
FLT ピン通知付きの過熱保護
AUX アイドル静止電流：240μA
AUX スタンバイ静止電流：50μA
BST アイドル静止電流：60μA
電源および入力ロジック・ピン最大電圧：26V
デュアル・サーマル・パッド付き 9mm x 7mm QFN パッケージ

2 アプリケーション

アクティブ・クランプ・フライバック・パワー・コンバータ
AC/DC アダプタおよびチャージャ
AC/DC USB 壁コンセント電源
AC/DC 補助電源

概略ブロック図

3 概要

LMG2610 は、スイッチ・モード電源アプリケーションの 75W 未満のアクティブ・クランプ・フライバック (ACF) コンバータに適した 650V GaN パワー FET ハーフブリッジです。LMG2610 は、ハーフブリッジ・パワー FET、ゲート・ドライバ、ブートストラップ・ダイオード、ハイサイド・ゲート・ドライブ・レベル・シフタを 9mm x 7mm の QFN パッケージに統合することで、設計の簡素化、部品点数の低減、基板面積の低減を実現しています。

GaN FET の非対称の抵抗値は、ACF の動作条件に合わせて最適化されています。プログラマブルなターンオン・スルーレートにより、EMI とリンギングを制御できます。ローサイド電流検出エミュレーションにより、従来の電流検出抵抗方式よりも消費電力を低減でき、またローサイドのサーマル・パッドを冷却用 PCB 電源グランドに接続できます。

ハイサイド・ゲート・ドライブ信号レベル・シフタにより、外付けソリューションに見られるノイズとバースト・モード電力消費の問題を解消できます。スマート・スイッチ付き GaN ブートストラップ FET を使うと、ダイオードの順方向電圧降下がなく、ハイサイド電源を過充電せず、逆方向回復電荷がありません。

LMG2610 は、小さい静止電流と高速な起動時間によって、コンバータの軽負荷効率要件とバースト・モード動作に対応しています。保護機能には、FET ターンオン・インターロック、低電圧誤動作防止 (UVLO)、サイクル単位の電流制限、過熱シャットダウンが含まれます。

製品情報

部品番号	パッケージ ⁽¹⁾	本体サイズ (公称)
LMG2610	QFN	9.00mm × 7.00mm

4 Revision History

Changes from Revision * (October 2022) to Revision A (December 2022)

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5 Pin Configuration and Functions

Figure 5-1 RRG Package, 40-Pin VQFN (Top View)

Table 5-1 Pin Functions

PIN		TYPE^⁽¹⁾	DESCRIPTION
NAME	NO.	TYPE^⁽¹⁾	DESCRIPTION
NC1	1, 13	NC	Used to anchor QFN package to PCB. Pins must be soldered to PCB landing pads. The PCB landing pads are non-solder mask defined pads and must not be physically connected to any other metal on the PCB. Internally connected to DH.
DH	2-12	P	High-side GaN FET drain. Internally connected to NC1.
SW	14-16	P	GaN FET half-bridge switch node between the high-side GaN FET source and low-side GaN FET drain. Internally connected to PADH.
NC2	17, 21, 37	NC	Used to anchor QFN package to PCB. Pins must be soldered to PCB landing pads. The PCB landing pads are non-solder mask defined pads and must not be physically connected to any other metal on the PCB. Internally connected to AGND, SL, and PADL.
SL	18-20, 22-27	P	Low-side GaN FET source. Internally connected to AGND, PADL, and NC2.
EN	28	I	Enable. Used to toggle between active and standby modes. The standby mode has reduced quiescent current to support converter light load efficiency targets. There is a forward biased ESD diode from EN to AUX so avoid driving EN higher than AUX.
INH	29	I	High-side gate-drive control input. Referenced to AGND. Signal is level shifted internally to the high-side GaN FET driver. There is a forward biased ESD diode from INH to AUX so avoid driving INH higher than AUX.
INL	30	I	Low-side gate-drive control input. Referenced to AGND. There is a forward biased ESD diode from INL to AUX so avoid driving INL higher than AUX.
AGND	31	GND	Low-side analog ground. Internally connected to SL, PADL, and NC2.
CS	32	O	Current-sense emulation output. Outputs 1 ma/A scaled replica of the low-side GaN FET current. Feed output current into a resistor to create a current sense voltage signal. Reference the resistor to the power supply controller IC local ground. This function replaces the external current-sense resistor that is used in series with the low-side FET.
NC3	33	NC	Used to anchor QFN package to PCB. Pin must be soldered to a PCB landing pad. The PCB landing pad is non-solder mask defined pad and must not be physically connected to any other metal on the PCB. Pin not connected internally.
FLT	34	O	Active-low fault output. Open-drain output that asserts during an over-temperature shut down.
AUX	35	P	Auxiliary voltage rail. Low-side supply voltage. Connect a local bypass capacitor between AUX and AGND.
RDRVL	36	I	Low-side drive strength control resistor. Set a resistance between RDRVL and AGND to program the low-side GaN FET turn-on slew rate.
BST	38	P	Bootstrap voltage rail. High-side supply voltage. The bootstrap diode function between AUX and BST is internally provided. Connect an appropriately sized bootstrap capacitor between BST and SW. Recommend to make the SW connection using NC4 as a pass through connection to PADH (PADH = SW) as explained in the NC4 description.
RDRVH	39	I	High-side drive strength control resistor. Set a resistance between RDRVH and SW to program the high-side GaN FET turn-on slew rate. Recommend to make the SW connection using NC4 as a pass through connection to PADH (PADH = SW) as explained in the NC4 description.
NC4	40	NC	Pin is not functional. Pin is high impedance and referenced to SW. Recommend to connect pin to PADH (PADH = SW) to use as convenient connection for the BST bypass capacitor and the RDRVH resistor. See the example board layout in the Layout Example section.
PADH	41	TP	High-side thermal pad. Internally connected to SW. All the SW current can be conducted with PADH (PADH = SW).
PADL	42	TP	Low-side thermal pad. Internally connected to SL, AGND, and NC2. All the SL current can be conducted with PADL (PADL = SL).

(1) I = Input, O = Output, G = Ground, P = Power, NC = No Connect, TP = Thermal Pad.