産業機器およびスマート機器におけるドライバ集積回路

I. ドライバICがシステムの安定性を決定する理由

実際のプロジェクトにおいて、基板の損傷、過熱、寿命の短縮といった問題は、MCUやファームウェアではなく、ドライバ段の故障によって引き起こされることが多くあります。
ドライバICは、制御ロジック（MCU）と電力デバイス（MOSFET、IGBT、LED）の間に位置し、システム信頼性にとって極めて重要であるにもかかわらず、しばしば軽視される層です。

II. ドライバICの主な分類（エンジニアリング観点）

ドライバーICは一般に以下のカテゴリに分類されます：

ファン、ポンプ、アクチュエーター向けモータードライバーIC

MOSFETおよびIGBT向けゲートドライバーIC

照明およびディスプレイバックライト向けLEDドライバーIC

産業用パワーステージ向けハーフブリッジ／フルブリッジドライバー

III. 産業およびスマートアプリケーションにおけるモータードライバーIC

モータードライバーICは以下の点を保証する必要があります：

スムーズな起動および停止

高精度な電流制御

過電流および熱保護

現在量産中のモータードライバICモデル：

TI DRV8825（ステッパーモータードライバー）：3Dプリンターおよび産業用アクチュエーターで広く使用

TI DRV8871（DCモータードライバー）：内蔵電流制御機能および保護機能を備える

ST L298N（古典的なデュアルHブリッジドライバー）：産業機器および教育用機器で長年にわたり広く使用

これらのドライバーは、極端な小型化よりも堅牢性を重視するドイツ、イタリア、東欧諸国における産業機器で広く採用されています。

IV. ゲートドライバIC：パワー段の増幅器

インバーター、パワーモジュール、産業用モーター制御において、MCUのGPIOはMOSFETやIGBTを直接駆動できません。

ゲートドライバICの機能は：

高いピークゲート電流を供給

スイッチング速度を制御

スイッチング損失およびEMIを低減

ゲートドライバICモデル

TI UCC27524：シングルチャネルローサイドMOSFETドライバ、高駆動電流、産業用電源で広く使用

Infineon IR2110：ハイサイドおよびローサイドドライバ、インバータおよびUPSで広く使用

ON Semiconductor FAN7392：ハーフブリッジIGBT／MOSFETドライバ、産業用および電源システムで広く使用

これらの部品は、パワーエレクトロニクス製造が継続的に拡大しているインドおよびベトナムで、大量に調達されています。

V．照明およびディスプレイシステムにおけるLEDドライバIC

LEDドライバICの主な焦点は以下の通りです：

定電流制御

熱保護

調光制御

LEDドライバIC：

TI TPS92512：自動車および産業用LEDドライバ。広範な入力電圧をサポート

ON Semiconductor NCL30060：AC-DC LEDドライバ。照明用電源で広く使用

ST HVLED001A：高電圧LED定電流ドライバ。産業用照明で広く使用

VI. ケーススタディ：産業用ファン制御の最適化

産業機器向けファンシステムの当初の設計：MCU＋分立MOSFET、電流制限機能なし、故障率が高かった。

DRV8871モータードライバを採用した再設計後：内蔵電流制御機能および熱遮断保護機能を備える。

結果：ファンの寿命が大幅に延長され、基板レベルの故障率が低下。顧客はCE適合試験に無事合格した。

VII. ドライバICの調達実態

ドライバIC市場の現状：従来型モデルはライフサイクルが長く、産業顧客は代替ソリューションを採用する傾向が低い。プロジェクト単位の発注では、在庫の深さおよび安定した納期がより重視される。

VIII. 結論：不適切なドライバICの選択はシステム障害を招く

ドライバICは、システム内で最もリスクが高く、かつ最も見落とされやすいICである。

適切な選択は、システムの信頼性、寿命および認証合格率を直接的に決定する。