低待機電力対応 PWM制御IC FA8A00N 電源設計例 ： 19V/65W Reference Design 1．概要 本資料は、PWM制御用IC FA8A00Nシリーズを使用したフライバック回路の設計例です。出力電力は65Wで構成 されています。 本ICは、負荷に応じて周波数低減し中間負荷での効率改善が可能です。さらに軽負荷時はバーストモードに移行 し低スタンバイ電力を実現できます。 2．FA8A00Nシリーズ特長 低待機電力化 • X-コンデンサ放電機能を内蔵。 (放電抵抗による損失を低減) • 低消費電流を実現。 (通常動作時Ivccop1=450uA typ.) • 周波数低減機能を内蔵し中間負荷領域の効率の改善。 • 軽負荷時にはバースト動作に移行し低待機電力を実現。 • 500V耐圧の起動回路内蔵。 (起動回路の省電力化を実現) 多様な保護機能 • 2段階検出の過負荷保護機能内蔵(遅延時間Tdlyolp=70msec typ.)。過度的な負荷に対応可能。 • AC入力電圧に応じた過負荷検出値の補正機能を内蔵。 • 二次側負荷短絡保護機能を内蔵。 • LAT端子のプルアップ・プルダウンによるラッチ停止機能内蔵。用途に応じた保護動作が可能。 • 過電圧保護機能を内蔵。(Vthovp=25.5V typ.) • 低電圧誤動作防止機能を内蔵。(Vvccoff=6.5V typ.) • ブラウンイン・アウト機能を内蔵。(AC入力電圧保護機能) • ソフトスタート機能内蔵。(Tss=11msec typ.) • 最低オン幅機能内蔵。電源起動・再起動時の過度的なMOSFETドレイン電圧の跳ね上がりを抑制。 周波数拡散機能により低EMIを実現。 パワーMOSFETを直接駆動可能なドライブ回路を内蔵。 出力電流：0.5A(シンク)／0.5A(ソース) 3．回路図 Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 1 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design 4．電源仕様 Item Input voltage Output voltage Output current Value 90 to 264 19 3.4 Unit Vac Vdc A 5．代表特性(一覧) Item Ave. Typ Load(3.4A) Input power at NO Load OLP 115Vac 89.40% 88.33% 17.5mW 4.16A Efficiency 230Vac 90.19% 89.59% 24.9mW 4.04A 6．代表特性 Input voltage vs.Output voltage Output current vs.Output voltage 20.0 Io=3.4A Io=2.55A Io=1.7A Io=0.85A 19.5 Output voltage [V] Output voltage [V] 20.0 19.0 18.5 18.0 Vin=115V Vin=230V 19.5 19.0 18.5 18.0 50 100 150 200 250 Input voltage [V] 300 0.0 Cable End 95 90 90 Efficiency [%] Efficiency [%] 3.0 4.0 Cable End Output current vs.Efficiency Output current vs.Efficiency Vin=115V Vin=230V 80 75 70 85 Vin=115V Vin=230V 80 75 70 65 65 60 60 0.0 2.0 Output current [A] 95 85 1.0 0.2 0.4 0.6 0.8 Output current [A] Efficiency 115Vac 230Vac 1.0 1.0 1.5 50%Load (1.7A) 89.73% 90.54% 2.5 3.0 Output current [A] Cable End 25%Load (0.85A) 90.14% 90.30% 2.0 75%Load (2.55A) 89.39% 90.32% 100%Load (3.4A) 88.33% 89.59% 3.5 Cable End Ave. 89.40% 90.19% ケーブルエンド測定 Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 2 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design Standby power Standby power 1.2 1.1 Vin=115V Vin=230V 0.4 Input power [W] Input power [W] 0.5 0.3 0.2 0.1 Vin=115V Vin=230V 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.0 0.4 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.3 0.4 0.5 Output Power [W] 0.8 0.9 1 Output power vs.Efficiency(Light load) 90 Vin=115V Vin=230V Efficiency [%] 80 Efficiency [%] 0.7 Output Power [W] Output power vs.Efficiency(Light load) 90 0.6 70 60 50 80 Vin=115V Vin=230V 70 60 50 40 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Output power [W] Output power [W] Standby power 0.05 Input power [W] No Load 0.04 0.03 0.02 Input voltage Input power 0.01 (NoLoad) 0.00 50 100 150 200 250 115Vac 230Vac 264Vac 17.5mW 24.9mW 30.9mW 300 Input voltage [V] Frequency OLP 5.0 70 50 Vin=115V 4.8 Vin=230V 4.6 OLP [A] Frequency [kHz] 60 40 30 4.4 4.2 4.0 20 3.8 10 3.6 0 0.0 3.4 1.0 2.0 3.0 4.0 50 Output curent [A] Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 100 150 200 250 300 Input voltage [V] 3 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design 7．動作波形(Vds) 定格負荷時 (19V/3.4A) Vin=115V Vin=230V 65.1kHz 65.1kHz CH1:100V/div ,8usec/div 中間負荷時 (19V/1.7A) Vin=115V Vin=230V 中間負荷時の周波数低減によりスイッチング損失を低減し効率改善が可能 38.6kHz 42.5kHz CH1:100V/div ,8usec/div 軽負荷時 (19V/0.2A) Vin=115V Vin=230V 更に軽負荷となるとバースト動作へ移行し、効率を改善 3.6kHz 2.1kHz CH1:100V/div ,200usec/div Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 4 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design 無負荷時 (19V/0A) Vin=115V Vin=230V 無負荷時には、低周期バースト動作となり、スタンバイ電力を改善 25.5Hz 17.6Hz CH1:100V/div ,40msec/div CH1:100V/div ,100usec/div 起動波形 (19V/3.4A) Vin=90V Vin=264V Vds(max):568V CH1:100V/div ,40msec/div Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 5 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design 8.出力リップル 定格負荷時 (Io=3.4A) Vin=115V Vin=230V 47mVp-p 48mVp-p CH2:50mV/div ,20usec/div Cable End測定(47uF+0.1uF) 中間負荷時 (Io=0.2A) Vin=115V Vin=230V 59mVp-p 49mVp-p CH2:50mV/div ,400usec/div Cable End測定(47uF+0.1uF) 無負荷時 (Io=0A) Vin=115V Vin=230V 59mVp-p 49mVp-p CH2:20mV/div ,40msec/div Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 Cable End測定(47uF+0.1uF) 6 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design 9.部品表 Component T1 NF1 NF2 NF3 C1 C4 C5 C6 C8 C9 C10 C11,16 C12 C13 C14,15 C18 C30 C31 R3 R5 R6 R7 R8 R9 R10,20 R11,18,21,30 R13 R14 R16 R17 R19 R22 DS1 DS2 D1 D2,4 D3,D5 TR1 IC1 IC2 PC1 F1 TH1 CN1 Item Transformer(RM10) Noise filter Noise filter Noise filter Film capacitor Electrolytic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Electrolytic capacitor Ceramic capacitor Electrolytic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Ceramic capacitor Metal oxide resistor Metal oxide resistor Chip Resistor Chip Resistor Chip Resistor Chip Resistor Chip Resistor Chip Resistor Chip Inductance Chip Resistor Metal oxide resistor Chip Resistor Chip Resistor Chip Resistor Diode Bridge Diode Diode Chip Diode Chip Diode MOSFET IC IC Photo coupler Fuse thermistor AC Inlet Value Lp=580uH 275V,0.33uF 400V,120uF 3300pF 250V,4700pF 50V,3300pF 50V,1000pF 50V,100pF 50V,0.1uF 50V,22uF 630V,1000pF 25V,680uF 50V,47nF 50V,22nF 250V,470pF 100kΩ,2W 0.18Ω,2W 10kΩ,1/8W 300Ω,1/4W 10Ω,1/4W 5.6kΩ,1/4W 13kΩ,1/10W 10KΩ,1/10W 4.7uH 1kΩ,1/10W 10Ω,2W 510Ω,1/8W 150kΩ,1/10W 24KΩ,1/10W 600V,2A 120V,20A 1KV、0.5A 200V,1A 600V,0.7A 600V,11A 250V,3.15A 100kΩ Part. No Y11FE580uH④ E04RA140070100 ADR18SH02-120S E04RC100505 LE334 UCY2G121MHD Maker DE1E3KX472M A01 MURATA SEIWA UENO SEIWA OKAYA nichicon Note Np:Ns:Nsub=44:8:8 classX2 SMD SMD SMD SMD 50ME22AX GRM31A7U2J102JW31D SUNCON MURATA SUNCON DE1B3KX471K L01 MURATA SMD 2125 3216 3216 3216 1608 1608 LB2518T4R7M 1608 2125 1608 D2SBA60A YG865C12R UF4007 CRH01 CRF03 FMV11N60ES FA8A01N HA17432HUP TLP781F SST250V 3.15A TTC05104KSY RF-190-R SHINDENGEN Fuji Vishay Toshiba Toshiba Fuji Fuji RENESAS Toshiba HETA SINK HEAT SINK SMD HEAT SINK Thinking RONG FENG 10.トランス仕様 Winding order 1 2 3 4 5 layer NS1-1 NP1-1 NS1-2 NP2 NP1-2 Wire type TEXφ0.35×4 UEWφ0.25×3 TEXφ0.35×4 UEWφ0.2×1 UEWφ0.25×3 bobbin core Gap inductance Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 turn 8 22 8 8 22 Start A 1 A C 4 Pin Finish B 3 B D 6 BRM10-7112SDFR PC40RM10Z-1 0.41mm(center gap) 1pin to 6pin 580uH±10% 7 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. All rights reserved. FA8A00N Reference Design ご注意 1. この資料の内容（製品の仕様、特性、データ、材料、構造など）は2015年12月現在のものです。この内容は 製品の仕様変更のため、または他の理由により事前の予告なく変更されることがあります。この資料に記載 されている製品を使用される場合には、その製品の最新版の仕様書を入手して、データを確認してください。 2. 本資料に記載してある応用例は、富士電機製品を使用した代表的な応用例を説明するものであり、本資料 によって工業所有権、その他権利の実施に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。 3. 富士電機（株）は絶えず製品の品質と信頼性の向上に努めています。しかし、半導体製品はある確率で故障 する可能性があります。 富士電機製半導体製品の故障が、結果として人身事故、火災等による財産に対する損害や、社会的な損 害を起こさぬように冗長設計、延焼防止設計、誤動作防止設計など安全確保のための手段を講じてくださ い。 4. 本資料に記載している製品は、普通の信頼度が要求される下記のような電子機器や電気機器に使用される ことを意図して造られています。 ・コンピュータ ・OA機器 ・通信機器（端末） ・計測機器 ・工作機械 ・オーディオビジュアル機器 ・家庭用電気製品 ・パーソナル機器 ・産業用ロボット など 5. 本資料に記載の製品を、下記のような特に高い信頼度を持つ必要がある機器に使用をご予定のお客様は、 事前に富士電機（株）へ必ず連絡の上、了解を得てください。この資料の製品をこれらの機器に使用するに は、そこに組み込まれた富士電機製半導体製品が故障しても、機器が誤動作しないように、バックアップ・シ ステムなど、安全維持のための適切な手段を講じることが必要です。 ・輸送機器（車載、舶用など） ・幹線用通信機器 ・交通信号機器 ・ガス漏れ検知及び遮断機 ・防災／防犯装置 ・安全確保のための各種装置 6. 極めて高い信頼性を要求される下記のような機器には、本資料に記載の製品を使用しないでください。 ・宇宙機器 ・航空機搭載用機器 ・原子力制御機器 ・海底中継機器 ・医療機器 7. 本資料の一部または全部の転載複製については、文書による当社の承諾が必要です。 8. 本資料の内容にご不明の点がありましたら、製品を使用する前に富士電機（株）または、その販売店へ質問 してください。本注意書きの指示に従わないために生じたいかなる損害も富士電機（株）とその販売店は責 任を負うものではありません。 本資料の内容は、改良などのために予告無く変更することがあります。 本資料に記載されている応用例や部品定数は、設計の補助を目的とするものであり、 部品バラツキや使用条件を充分に考慮したものではありません。 ご使用にあたっては、これら部品バラツキや使用条件等を考慮した設計をお願いします。 Dec,2015 RD_FA8A00N_65W Rev0.0 8 /8 © Fuji Electric Co., Ltd. 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