無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 概要 2012 年 11 月 12 日 パッケージ STR-W6200D シリーズは、パワーMOSFET と電流モード 型 PWM 制御 IC を 1 パッケージにした PWM 型スイッチン グ電源用パワーIC です。 低消費電力および低スタンバイ電力に対応するため、起 動回路とスタンバイ機能を内蔵しており、通常動作時は PWM 動作、軽負荷時はバースト発振動作へ自動的に切り 替わります。充実した保護機能により、構成部品が尐なく、 コストパフォーマンスの高い電源システムを容易に構成で きます。 TO-220F-6L 特長 主要スペック 電流モード型 PWM 制御 PWM＋周波数変調機能（EMI ノイズを低減、EMI 対策 用フィルタの簡素化、コストダウンが可能） スロープ補正機能（サブハーモニック発振の防止） オートスタンバイ機能内蔵（低消費電力対応） 無負荷時入力電力 PIN < 40mW ▫ 通常動作時は PWM モード ▫ スタンバイ時（軽負荷時）はスタンバイモード（バースト 発振動作） バイアスアシスト機能内蔵（起動性の向上、動作時の VCC 電圧低下を抑制、VCC コンデンサの低容量化が可能） リーティング・エッジ・ブランキング機能内蔵 保護機能 ▫ 入力補正機能付き過電流保護（OCP） ------- パルス・バイ・パルス方式 ▫ タイマ内蔵型過負荷保護（OLP） ------------ 自動復帰 ▫ 外部ラッチ保護（ELP） --------- 外部信号を加えると、 強制的にラッチ ▫ 過電圧保護（OVP） --------------------------------- ラッチ ▫ 過熱保護（TSD） ------------------------------------ ラッチ 平均発振周波数 fOSC(AVG)(TYP)= 67kHz MOSFET スペック、出力電力 POUT MOSFET POUT 製品名 VDSS RDS(ON) AC85～ AC230V (MIN) (MAX) AC265V STR-W6251D 3.95Ω 45W 30W STR-W6252D 650V 2.8Ω 60W 40W STR-W6253D 1.9Ω 90W 60W アプリケーション 白物家電用 デジタル家電用 OA 機器用 産業機器用 通信機器用 などの各種電子機器用スイッチング電源 応用回路例 サンケン電気株式会社 http://www.sanken-ele.co.jp 1 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 絶対最大定格(1) （Ta=25°C） 項 目 記 号 備 考 端子 STR-W6251D ド レ イ ン 電 流 最大スイッチング電流 (2) (3) IDPEAK IDMAX STR-W6252D シングルパルス 1−3 アバランシェ・エネルギ耐量 EAS 3.2 STR-W6253D 10 STR-W6251D 2.6 STR-W6252D Ta=−20～125°C STR-W6251D ILPEAK=2A 単位 2.6 1−3 STR-W6253D (4) 規 格 値 A 3.2 A 10 47 シングルパルス STR-W6252D ILPEAK=2.3A VDD=99V、 L=20mH STR-W6253D ILPEAK=2.7A 1−3 62 mJ 86 S / O C P 端 子 電 圧 VOCP 3−5 −6～+6 V FM/ELP 端子電圧 VFM 7−5 −0.3～+12 V FM/ELP 端子流入電流 IFM 7−5 3 mA 6−5 −0.3～+9 V 4−5 0～32 V 圧 VFB 制 御 部 電 源 電 圧 VCC F B 端 子 電 FB 端子オープン STR-W6251D パワーMOSFET 部許容損失 (5) PD1 STR-W6252D 無限大放熱器にて STR-W6253D 25 1−3 放熱器なし 制 御 部 許 容 損 失 PD2 動作時内部フレーム温度 TF 動 作 周 囲 温 度 保 チ 存 ャ ネ 温 ル 温 26 W 27.5 1.3 4−5 0.8 W ― −20～+115 ℃ Top ― −20～+115 ℃ 度 Tstg ― −40～+125 ℃ 度 Tch ― +150 ℃ 推奨内部フレーム温度 TF=105℃(MAX) (1) 電流値の極性は IC を基準として、シンクが(+)、ソースが(−)と規定 MOSFET A.S.O.曲線参照 (3) 最大スイッチング電流について 最大スイッチング電流とは IC 内部のドライブ電圧と MOSFET の Vth により決定するドレイン電流 (4) MOSFET Tch–EAS 曲線参照 (5) MOSFET Ta–PD1 曲線参照 (2) サンケン電気株式会社 2 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 制御部電気的特性(1) （特記のない場合の条件 Ta=25°C、VCC=18V） 項目 記号 規格値 端子 単位 MIN TYP MAX 電源起動動作 動 作 開 始 電 源 電 圧 VCC (ON) 4−5 13.9 15.5 17.1 V 動 作 停 止 電 源 電 圧 VCC (OFF) 4−5 8.0 8.9 9.8 V ICC (ON) 4−5 ― 1.4 2.8 mA 発 振 停 止 時 回 路 電 流 ICC (STOP) 4−5 ― 0.8 1.3 mA 非 動 作 時 回 路 電 流 ICC (OFF) 4−5 ― 5 20 µA 起 流 ISTARTUP 4−5 −0.9 −1.6 −2.3 mA バ イ ア ス ア シ ス ト 電 圧 VCC(BIAS) 4−5 13.6 15.2 16.8 V FM/ELP 端子 High しきい電圧 VFM(H) 7−5 4.0 4.5 5.0 V FM/ELP 端子 Low しきい電圧 VFM(L) 7−5 2.4 2.8 3.2 V F M / E L P 端 子 電 圧 差 ΔVFM 7−5 1.4 1.7 1.8 V FM/ELP 端子流出電流 IFM(SRC) 7−5 −17.4 −13 −8.6 µA FM/ELP 端子流入電流 IFM(SNK) 7−5 8.6 13 17.4 µA 平 fOSC(AVG) 1−5 60 67 74 kHz Δf 1−5 4.8 6.9 9 kHz DMAX 1−5 71 75 79 % 最大フィードバック電流 IFB(MAX) 6−5 −220 −160 −100 µA スタンバイ動作開始しきい電圧 VSTBY 6−5 0.99 1.10 1.21 V スロープ補正開始 Duty DSLP 6−5 ― 27 ― % ス SLP 6−5 −22 −17 −12 mV/µs ゼロ On Duty 時 OCP しきい電圧 VOCP1 3−5 0.71 0.78 0.86 V ドレインピーク電流補正係数 DPC ― 1.5 1.9 2.3 mV/D% 補正後 OCP しきい電圧 VOCP2 3−5 0.82 0.93 1.04 V ﾘｰﾃﾞｨﾝｸ・ﾞｴｯｼﾞ・ﾌﾞﾗﾝｷﾝｸﾞ時間 tBW 1−5 280 400 520 ns tDLY 1−5 ― 200 ― ms O L P 動 作 時 回 路 電 流 ICC (OLP) 4−5 ― 410 700 µA 動 作 電 源 電 圧 VCC(OVP) 4−5 27 28.5 30 V ラ ッ チ 回 路 保 持 電 流 ICC(La.H) 4−5 ― 140 220 µA ラ ッ チ 回 路 解 除 電 圧 VCC(La.OFF) 4−5 6.4 7.1 7.8 V 外部ラッチ保護しきい電圧 VELP 7−5 6.4 7.1 7.8 V 外部ラッチ保護動作時流入電流 IELP 7−5 ― 55 100 µA Tｊ(TSD) ― 135 ― ― ℃ 動 作 時 回 動 路 電 電 流 通常動作 均 発 振 周 波 数 発 振 周 波 数 変 動 幅 最 大 ロ O N ー d u t y プ 補 正 幅 値 保護動作 O L O V P 熱 (1) (2) 保 遅 P 護 動 延 作 時 温 間 度 (2) 電流値の極性は IC を基準として、シンクが(+)、ソースが(−)と規定 FM/ELP 端子と GND 端子との間に、47nF を適用したときの参考値 サンケン電気株式会社 3 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 MOSFET 部電気的特性* （Ta=25°C） 項 目 記 号 備 考 規 格 値 端子 単位 MIN TYP MAX ドレイン・ソース間電圧 VDSS 1−3 650 ― ― V ド レ イ ン 漏 れ 電 流 IDSS 1−3 ― ― 300 µA ― ― 3.95 ― ― 2.8 ― ― 1.9 ― ― 400 ― ― 2.23 ― ― 2.04 ― ― 1.75 STR-W6251D O 抵 N 抗 RDS(ON) STR-W6252D 1−3 STR-W6253D スイッチング・タイム ｔf 1−3 STR-W6251D 熱 抵 抗 θch−F チャネルと内部 STR-W6252D フレーム間の 熱抵抗 STR-W6253D ― Ω ns ℃/Ｗ * 電流値の極性は IC を基準として、シンクが(+)、ソースが(−)と規定 サンケン電気株式会社 4 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 STR-W6251D MOSFET 代表特性 S.O.A Temperature Derating Coefficient Curve MOSFET Safe Operating Area Curve Single pulse, Ta= 25℃ 100 60 40 20 Drain current limit By ON resistance 10 1ms 0.1 To use this graph, apply the S.O.A Temperature derating coefficient Taken from the graph at the left 0 0.01 0 20 40 60 80 100 120 1 10 100 1000 Drain-to-Source Voltage, VDS (V) Internal Frame Temperature, TF (℃) 80 (%) 60 40 20 0 25 MOSFET Temperature versus Power Dissipation Curve Allowable Power Dissipation, PD1 (W) 100 50 75 100 125 150 PD1= 25(W) 25 With infinite heatsink 20 15 10 Without heatsink 5 PD1= 1.3(W) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Channel Temperature, Tch (℃) 1µ 30 (W) MOSFET Avalanche Energy Derating Coefficient Curve EAS Temperature Derating Coefficient (%) 0.1ms 1 (A) Drain Current, ID (A) 80 (%) Safe Operating Area Temperature Derating Coefficient (%) 100 Ambient Temperature, Ta (℃) 10µ 100µ 1m サンケン電気株式会社 10m 100m 5 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 TR-W6252D MOSFET 代表特性 S.O.A Temperature Derating Coefficient Curve MOSFET Safe Operating Area Curve 80 Drain current limit By ON resistance 10 Drain Current, ID (A) Safe Operating Area Temperature Derating Coefficient (%) Single pulse, Ta= 25℃ 100 100 60 40 1 1ms 0.1 20 To use this graph, apply the S.O.A Temperature derating coefficient Taken from the graph at the left 0.01 0 0 20 40 60 1 80 100 120 10 Allowable Power Dissipation, PD1 (W) 100 80 60 40 20 0 50 75 100 125 150 Channel Temperature, Tch (℃) 1µ 10µ 1000 MOSFET Temperature versus Power Dissipation Curve MOSFET Avalanche Energy Derating Coefficient Curve 25 100 Drain-to-Source Voltage, VDS (V) Internal Frame Temperature, T F (℃) EAS Temperature Derating Coefficient (%) 0.1ms 30 PD1= 26(W) 25 With infinite heatsink 20 15 10 Without heatsink 5 PD1= 1.3(W) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Ambient Temperature, Ta (℃) 100µ 1m サンケン電気株式会社 10m 100m 6 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 TR-W6253D MOSFET 代表特性 S.O.A Temperature Derating Coefficient Curve MOSFET Safe Operating Area Curve Drain current limit By ON resistance 80 60 40 20 0.1ms 1 1ms (A) Drain Current, ID (A) 10 (%) Safe Operating Area Temperature Derating Coefficient (%) Single pulse, Ta= 25℃ 100 100 0.1 To use this graph, apply the S.O.A Temperature derating coefficient Taken from the graph at the left 0 0.01 0 20 40 60 80 100 120 1 10 100 1000 Drain-to-Source Voltage, VDS (V) Internal Frame Temperature, T F (℃) 60 40 20 0 25 MOSFET Temperature versus Power Dissipation Curve Allowable Power Dissipation, PD1 (W) 80 (%) EAS Temperature Derating Coefficient (%) 100 50 75 100 125 150 Channel Temperature, Tch (℃) 1µ 10µ 30 PD1= 27.5(W) 25 With infinite heatsink 20 15 10 Without heatsink 5 PD1= 1.3(W) (W) MOSFET Avalanche Energy Derating Coefficient Curve 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Ambient Temperature, Ta (℃) 100µ 1m サンケン電気株式会社 10m 100m 7 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 ブロックダイアグラム VCC 4 STARTUP 7.1V UVLO REG VREG 28.5V OVP RST R SQ 15.5V/8.9V 7.1V ELP TSD DRV SQ R S2 FM//ELP 7 1 ISTARTUP =1.6mA RQ S DMAX 75% PWM OSC D/ST Frequency Modulation OLP Q CK S1 tDLY= tFM×16 R Drain Peak current Compensation OCP 7.8V 160µA Feedback Control FB 6 LEB Slope Compensation S/OCP 3 GND 5 各端子機能 端子番号 記号 1 D/ST 2 ― 3 S/OCP 4 VCC 6 FB 5 GND 7 FM/ELP 6 FB 7 FM/ELP 1 D/ST 3 S/OCP 4 VCC 5 GND (LF2003) 機能 MOSFET ドレイン／起動電流入力 （ピン抜き） MOSFET ソース／過電流検出信号入力 定電圧制御信号入力／過負荷保護信号入力 グランド 定電圧制御信号入力 周波数変調／外部ラッチ保護制御入力 サンケン電気株式会社 8 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 応用回路例 VDS サージ電圧が大きくなる電源仕様の場合は、P 巻線間に CRD クランプスナバ回路や、ドレイン・ソース間に C または CR ダンパースナバ回路を追加します CRD クランプスナバ L2 T1 D3 VAC C10 R9 D4 C1 R3 P S R4 C5 PC1 R7 D/ST S/OCP Vcc GND FB FM/ELP 3 4 5 6 7 Cv ROCP R8 C2 D PC1 C4 C7 GND D1 R2 1 R6 C6 R5 U2 U1 STR-W6200D VOUT オプション 外部ラッチ(ELP)外付け回路 C3 C8 ダンパースナバ サンケン電気株式会社 9 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 外形寸法 TO-220F-6L 10.0±0.2 gate burr ゲートバリ 4.2±0.2 16.9±0.3 φ3.2±0.2 7.9±0.2 4±0.2 0.5 2.8±0.2 2.6±0.1 +0.2 R-end 1) -R (5.4) (2 6-0.65 -0.1 10.4±0.5 6-0.74±0.15 5.0±0.5 2.8 （根元寸法）Dimensions from root 0.45 +0.2 -0.1 6×P1.27±0.15=7.62±0.15 （根元寸法） Dimensions between roots 5.08±0.6 （先端寸法） Dimensions between tips 0.5 0.5 平面状態図 Plan 1 2 3 4 5 6 7 0.5 0.5 側面状態図 Side view NOTES: 1) 単位：mm 2) 部は高さ 0.3mm(MAX)のゲートバリ発生箇所を示す 3) 標準リードフォーミング（No.LF2003） 4) 2 番端子は、高圧端子（1 番ピン）と低圧端子（3 番ピン）の沿面距離および空間距離を確保するため、抜きピン 5) 端子部 Pb フリー品（RoHS 対応） 捺印仕様 STR W62×× Part Number 2 YMDDR 1 7 Lot Number Y = Last Digit of Year (0-9) M = Month (1-9,O,N or D) DD = Day (01-31) R = Sanken Registration Number サンケン電気株式会社 10 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 使用上の注意 保管環境、特性検査上の取り扱い方法によっては信頼度を損なう要因となるので、注意事項に留意してください。 保管上の注意事項 保管環境は、常温（5～35°C）、常湿（40～75%）中が望ましく、高温多湿やの場所、温度や湿度の変化が大きな場所 を避けてください 腐食性ガスなどの有毒ガスが発生しない、塵埃の尐ない場所で、直射日光を避けて保管してください 長期保管したものは、使用前にはんだ付け性やリードの錆などについて再点検してください 特性検査、取り扱い上の注意事項 受入検査などで特性検査を行う場合は、測定器からのサージ電圧の印加、端子間ショートや誤接続などに十分注意 してください。また定格以上の測定は避けてください 放熱用シリコーングリースを使用する場合の注意事項 本製品を放熱板に取り付け、シリコーングリースを使用する場合は、均一に薄く塗布してください。必要以上に塗布す ると、無理な応力を加えます 揮発性の放熱用シリコーングリースは、長時間経過するとシリコーングリースにヒビ割れが生じ、放熱効果が悪化します。 ちょう度の小さい（固い）放熱用シリコーングリースは、ビス止め時にモールド樹脂クラックの原因となります 弊社では、寿命に影響を与えない下記の放熱用シリコーングリースを推奨しております 品名 メーカー名 G746 信越化学工業（株） YG6260 モメンティブ･パフォーマンス･マテリアルズ･ジャパン合同会社 SC102 東レ･ダウコーニング（株） 放熱板に取り付ける場合の注意事項 ねじ穴部をバーリング加工した放熱板に取り付けるなど、ねじ穴周辺部の平坦度が取れない場合、推奨トルク以下で も製品にダメージを与えることがあるので注意してください。また、製品を取り付ける面の平坦度は 0.05mm 以下としてく ださい ねじは、製品形状に適したものを選定してください。皿ねじなどは、製品にストレスを加えるので使用しないでください。 また、タッピンねじの使用はできるだけ控えてください。タッピンねじを使用すると、下穴の状態や、作業状況により、ね じが垂直に入らず、斜めに入ることがあります。ねじが斜めに入ると、製品に異常なストレスを加え、製品が故障する恐 れがあるので注意してください 推奨締め付けトルク 0.588～0.785[N･m] (6～8[kgf･cm]) ねじを締め付けるときに、締め付け工具（ドライバなど）が製品にあたると、パッケージにクラックが入るだけでなく、スト レスが内部に加わります。これにより、製品の寿命を縮め、故障する恐れがあるので注意してください。また、エアドライ バでのねじ締めは、ストップ時の衝撃が大きく、設定トルク以上のトルクがかかる場合があります。設定トルク以上のトル クがかかると、製品にダメージを与えることがあるので、電動ドライバの使用をおすすめします。 2 箇所以上で締め付けるパッケージの場合は、すべての取り付け部を予備締めした後に、規定のトルク値で締め付け てください。ドライバを使用する場合は、トルク管理に十分注意してください はんだ付け方法 はんだ付けをする場合は、下記条件以内で、できるだけ短時間で作業してください ▫ 260±5°C 10±1 s （フロー、2 回） ▫ 380±10°C 3.5±0.5 s （はんだごて、1 回） はんだ付けは製品本体より 1.5mm のところまでとします。 静電気破壊防止のための取扱注意 製品を取り扱う場合は、人体アースを取ってください。人体アースはリストストラップなどを用い、感電防止のため、1MΩ の抵抗を人体に近い所へ入れてください 製品を取り扱う作業台は、導電性のテーブルマットやフロアマットなどを敷き、アースを取ってください カーブトレーサーなどの測定器を使う場合、測定器もアースを取ってください はんだ付けをする場合、はんだごてやディップ槽のリーク電圧が、製品に印加するのを防ぐため、はんだごての先や ディップ槽のアースを取ってください。 製品を入れる容器は、弊社出荷時の容器を用いるか、導電性容器やアルミ箔などで、静電対策をしてください サンケン電気株式会社 11 無負荷時入力電力 PIN < 40mW fOSC= 67kHz PWM 型スイッチング電源用パワーIC STR-W6251D/52D/53D 2012 年 11 月 12 日 注意書き 本資料に記載している内容は、改良などにより予告なく変更することがあります。 ご使用の際には、最新の情報であることを確認してください。 本書に記載している動作例および回路例は、使用上の参考として示したもので、これらに起因する弊社もし くは第三者の工業所有権、知的所有権、その他の権利の侵害問題について弊社は一切責任を負いま せん。 弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は避けら れません。製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などが発生しないよう、使用者 の責任において、装置やシステム上で十分な安全設計および確認を行ってください。 本書に記載している製品は、一般電子機器（家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器など）に使用 することを意図しております。 高い信頼性を要求する装置（輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災・防火装置、各種安全装 置など）への使用を検討、および一般電子機器であっても長寿命を要求する場合は、必ず弊社販売窓口へ 相談してください。 極めて高い信頼性を要求する装置（航空宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器など）には、 弊社の文書による合意がない限り使用しないでください。 弊社の製品を使用、またはこれを使用した各種装置を設計する場合、定格値に対するディレーティングをど の程度行うかにより、信頼性に大きく影響します。 ディレーティングとは信頼性を確保または向上するため、各定格値から負荷を軽減した動作範囲を設定した り、サージやノイズなどについて考慮したりすることです。ディレーティングを行う要素には、一般的に電圧、 電流、電力などの電気的ストレス、周囲温度、湿度などの環境ストレス、半導体製品の自己発熱による熱スト レスがあります。これらのストレスは、瞬間的数値、あるいは最大値、最小値についても考慮する必要がありま す。 なおパワーデバイスやパワーデバイス内蔵 IC は、自己発熱が大きく接合部温度のディレーティングの程度 が、信頼性を大きく変える要素となるので十分に配慮してください。 本書に記載している製品の使用にあたり、本書記載の製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、あるい はこれらの製品に物理的、化学的、その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任においてそ のリスクを検討の上行ってください。 本書記載の製品は耐放射線設計をしておりません。 弊社物流網以外での輸送、製品落下などによるトラブルについて、弊社は一切責任を負いません。 本書記載の内容を、文書による当社の承諾なしに転記複製を禁じます。 サンケン電気株式会社 12