str2w15xseries an jp

STR2W100D シリーズ アプリケーションノート
Rev.3.1
STR2W100D シリーズ
アプリケーションノート
Rev.3.1
サンケン電気株式会社
SANKEN ELECTRIC CO., LTD.
http://www.sanken-ele.co.jp
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STR2W100D シリーズ アプリケーションノート
Rev.3.1
目次
概要 ------------------------------------------------------------------------------------------------3
1.
絶対最大定格 ------------------------------------------------------------------------------4
2.
電気的特性 ---------------------------------------------------------------------------------5
2.1 制御部電気的特性 ------------------------------------------------------------------5
2.2 MOSFET 部電気的特性 -----------------------------------------------------------5
3.
ブロックダイアグラム -----------------------------------------------------------------------6
4.
各端子機能 ---------------------------------------------------------------------------------6
5.
応用回路例 ---------------------------------------------------------------------------------7
6.
外形図 ---------------------------------------------------------------------------------------8
7.
捺印仕様 ------------------------------------------------------------------------------------8
8.
動作説明 ------------------------------------------------------------------------------------9
8.1 起動動作 ------------------------------------------------------------------------------------9
8.2 ソフトスタート機能------------------------------------------------------------------------ 12
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
9.
定電圧制御回路動作 ------------------------------------------------------------- 13
オートスタンバイ機能 -------------------------------------------------------------- 14
ランダムスイッチング機能 --------------------------------------------------------- 14
自動入力補正付き過電流保護機能(OCP) ----------------------------------- 15
過電圧保護機能(OVP) ----------------------------------------------------------- 16
過負荷保護機能(OLP) ----------------------------------------------------------- 16
過熱保護回路(TSD) --------------------------------------------------------------- 16
設計上の注意点 ------------------------------------------------------------------------- 17
9.1 外付け部品 -------------------------------------------------------------------------- 17
9.2 位相補償----------------------------------------------------------------------------- 17
9.3
パターン設計 ------------------------------------------------------------------------ 18
注意書き ----------------------------------------------------------------------------------------- 20
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STR2W100D シリーズ アプリケーションノート
概要
パッケージ
STR2W100D 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
アプリケーション
 電流モード型 PWM 制御
 ランダムスイッチング機能内蔵










Rev.3.1
（EMI ノイズの低減、EMI 対策用フィルタの簡素化、外
付け部品削減によるコストダウン）
スロープ補正機能搭載（サブハーモニック発振の防
止）
リーディング・エッジ・ブランキング機能内蔵
オートスタンバイ機能内蔵
無負荷時入力電力 PIN<25mW、低消費電力対応
通常動作時：PWM モード
スタンバイ時（軽負荷時）：スタンバイモード（バースト発
振動作）
ソフトスタート機能内蔵
（電源起動時のパワーMOSFET および 2 次側整流ダイ
オードのストレス低減）
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
過電圧保護(OVP) ------------------------- 自動復帰
過熱保護(TSD) ---------------------------- 自動復帰
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
シリーズラインアップ
製品名
STR2W152D
STR2W153D
fOSC
67kHz
VDSS(MIN)
MOSFET
RDS(ON) (MAX)
650V
POUT*
AC230V / AC85～AC265V
3.0Ω
60W / 40W
1.9Ω
90W / 60W
*上記出力電力は熱定格に基づいています。最大出力電力は熱定格の 120～140%程度まで出力可能です。
ただし、出力電圧が低い場合やトランス設計時の ON Duty の設定により、出力電力の制限を受けることがあります。
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Rev.3.1
1. 絶対最大定格
 詳細内容は、製品ごとの仕様書を参照願います
 電流値の極性は、IC を基準としてシンクが“＋”、ソースが“－”と規定します
 特記のない場合の条件 Ta= 25°C
項
目
ド レ イ ン ピ ー ク 電 流
ド レ イ ン ピ ー ク 電 流
端子
記 号
測定条件
1–3
IDPEAK
シングルパルス
IDMAX
Ta=−20～125°C
1–3
EAS
ア バ ラ ン シ ェ エ ネ ル ギ 耐量
シングルパルス
VDD=99V,L=20mH
1–3
ILPEAK
規 格 値
単位
備考
6.0
A
STR2W152
9.5
A
STR2W153
6.0
A
STR2W152
9.5
A
STR2W153
62
mJ
STR2W152
86
mJ
STR2W153
2.3
A
STR2W152
2.7
A
STR2W153
3–5
VOCP
−2～6
V
圧
4–5
VCC
32
V
端 子 電 圧
6–5
VFB
−0.3～14
V
FB/OLP 端子流入電流
6–5
IFB
1.0
mA
23.8
W
STR2W152
26.5
W
STR2W153
1.3
W
端 子 電 圧
S / O C P
制
御
部
電
F B / O L P
源
電
MOSFET 部許容損失
1–3
無限大放熱器
PD1
放熱器なし
4−5
PD2
0.13
W
動作時内部フレーム温度 *
―
TF
−20～+115
°C
動
度
―
TOP
−20～+115
°C
度
―
Tstg
−40～+125
°C
度
―
Tch
+150
°C
制御部許容損失(MIC)
作
保
チ
周
存
ャ
ネ
囲
温
温
ル
温
* 動作時内部フレームの推奨動作温度は TF= 105°C(MAX)
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VCC×ICC で規定
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2. 電気的特性
 詳細内容は、製品ごとの仕様書を参照願います
 電流値の極性は、IC を基準としてシンクが“＋”、ソースが“－”と規定します
2.1 制御部電気的特性
特記がない場合の条件 VCC=18V、Ta= 25°C
項 目
端 子
規 格 値
記 号
単 位
MIN
TYP
MAX
備考
動
作
開
始
電
源
電
圧
4−5
VCC(ON)
13.8
15.3
16.8
V
動
作
停
止
電
源
電
圧 *
4−5
VCC(OFF)
7.3
8.1
8.9
V
流
4−5
ICC(ON)
―
―
2.5
mA
圧
4−5
VST(ON)
―
40
―
V
流
4−5
ISTARTUP
−3.9
−2.5
−1.1
mA
VCC= 13.5V
起 動 電 流 供 給 し きい 電 圧 *
4−5
VCC(BIAS)
8.5
9.5
10.5
V
ICC= −100µA
平
数
1−5
fOSC(AVG)
60
67
74
kHz
幅
1−5
Δf
―
5
―
kHz
D u t y
1−5
DMAX
65
74
83
%
―
tBW
―
390
―
ns
値
―
DPC
―
17
―
mV/μs
D u t y
―
DDPC
―
36
―
%
ゼロ ON duty 時 OCP しきい電圧
3−5
VOCP(L)
0.69
0.78
0.87
V
36%duty 時 OCP しきい電圧
3−5
VOCP(H)
0.79
0.88
0.97
V
最 大 フ ィ ー ド バ ック 電 流
6−5
IFB(MAX)
−280
−170
−90
µA
最 小 フ ィ ー ド バ ック 電 流
6−5
IFB(MIN)
−30
−15
−7
µA
発 振 停 止 F B / O L P 電 圧
6−5
VFB(OFF)
1.3
1.4
1.5
V
VCC= 32V
圧
6−5
VFB(OLP)
7.3
8.1
8.9
V
VCC= 32V
O L P
動 作 後 回 路 電 流
4−5
ICC(OLP)
―
230
―
µA
VCC= 12V
O
P
間
1−5
tOLP
54
68
82
ms
FB/OLP 端子クランプ電圧
6−5
VFB(CLAMP)
11
12.8
14
V
動
作
最
時
低
路
起
起
発
回
動
動
均
周
最 大
電
電
発
振
電
振
波
周
数
変
O N
波
動
リーディング･エッジ･ブランキング時間
過
電
流
補
正
過 電 流 補 正 制 限
O
O
熱
L
L
V
保
し
P
き
遅
し
P
護
い
延
き
動
い
作
電
時
電
圧
4−5
VCC(OVP)
26
29
32
V
温
度
―
Tj(TSD)
130
―
―
°C
VCC= 12V
VCC= 12V
* VCC(BIAS) > VCC(OFF)の関係が成り立つ
2.2 MOSFET 部電気的特性
特記がない場合の条件
Ta= 25°C
項 目
端子
規
記 号
格
値
単位
MIN
TYP
MAX
備 考
ド レ イ ン ・ ソ ー ス 間 電 圧
1–5
VDSS
650
―
―
V
ド
流
1–5
IDSS
―
―
300
μA
抗
1–5
RDS(ON)
―
―
3.0
Ω
STR2W152
―
―
1.9
Ω
STR2W153
1–5
tf
―
―
250
ns
―
θch-F
―
―
2.48
°C/W
STR2W152
―
―
1.95
°C/W
STR2W153
O
レ
イ
ン
漏
れ
抵
N
電
ス イ ッ チ ン グ ・ タ イ ム
熱
抵
抗 *
* チャネル－内部フレーム間の熱抵抗
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3. ブロックダイアグラム
D/ST
VCC
4
1
NC
7
FB/OLP
S/OCP
6
GND
3
5
4. 各端子機能
1
D/ST
3
S/OCP
4
VCC
5
GND
6
FB/OLP
7
NC
(LF2003)
端子番号
記号
機能
1
D/ST
MOSFET ドレイン／起動電流入力
3
S/OCP
MOSFET ソース／過電流検出信号入力
4
VCC
制御回路電源入力／過電圧保護信号入力
5
GND
グランド
6
FB /OLP
定電圧制御信号入力／過負荷保護信号入力
7
NC
―
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5. 応用回路例
 放熱効果を上げるため、D/ST 端子（1 番ピン）のパターンを極力広くします。
 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
D1
VAC
C5
L2
D4
T1
VOUT
R3
R9
PC1
C1
P
R8
C6
D3
S
D2
STR
2W100D
D
C2
3 4 5 6 7
C3
C4
PC1
ROCP
C9
図 5-1
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応用回路例
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U2
R2
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
NC
1
C（CR）
ダンパースナバ
R5
C7
U1
R4
C8
R6
R7
GND
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6. 外形図
TO-220F-6L パッケージ
10.0±0.2
gate burr
ゲートバリ
4.2±0.2
φ3.2±0.2
7.9±0.2
16.9±0.3
4±0.2
0.5
2.8±0.2
2.6±0.1
+0.2
R-end
6×P1.27±0.15=7.62±0.15
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
（根元寸法）
Dimensions between roots
5.08±0.6
（先端寸法）
Dimensions between tips
0.5
1 2
0.5
平面状態図
Plan
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)です
7. 捺印仕様
STR
2W1××D
2
X1 Y M D D X2
1
7
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Part Number
Lot Number
X1 = Sanken Control Number
Y = Last Digit of Year (0-9)
M = Month (1-9,O,N or D)
DD = Day (01-31)
X2 = Sanken Control Number
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8. 動作説明
特記なき場合の特性数値は、STR2W153D の仕様に準じ、TYP 値を表記します。
電流値の極性は、IC を基準として、シンクを“＋”、ソースを“－”と規定します。
8.1 起動動作
VCC 端子周辺回路を図 8-1 に示します。
本 IC は起動回路を内蔵し､起動回路は D/ST 端子に接続しています。
IC 内部で定電流化した起動電流 ISTARTUP= −2.5mA は、VCC 端子に接続し
た電解コンデンサ C2 を充電し、VCC 端子電圧が動作開始しきい値 VCC(ON)=
15.3V まで上昇すると、制御回路が動作を開始します。
電源起動後、起動回路は自動的に IC 内部で遮断するため、起動回路に
よる電力消費はなくなります。
D1
C1 P
1
D/ST
起動時間は、C2 のコンデンサ容量で決まり、一般的な電源仕様の場合、
10μF～47μF 程度になります。
なお、起動時間の概算値は次式(1)で算出します。
VCC( ON )－VCC( INT )
tSTART  C2 ×
I STARTUP
ここで、
tSTART
VCC(INT)
T1
VAC
VCC
4
D2
C2
GND
--------- (1)
5
R2
D
STR2W100D
図 8-1
： 起動時間 (s)
： VCC 端子の初期電圧 (V)
VCC 端子周辺回路
VCC 端子電圧と回路電流 ICC の関係を図 8-2 に示します。
VCC 端子電圧が動作開始しきい値 VCC(ON)= 15.3V に達すると、制御回路が動作を開始し、回路電流が増加します。
制御回路動作後、VCC 端子電圧が動作停止しきい値 VCC(OFF)= 8.1V に低下すると、低入力時動作禁止（UVLO：
Undervoltage Lockout)回路により、制御回路は動作を停止し、再び起動前の状態に戻ります。
制御回路が動作すると、VCC 端子への印加電圧は、図 8-1 の補助巻線 D から整流平滑した電圧（補助巻線電圧
VD）になります。補助巻線 D の巻数は、電源仕様の入出力変動範囲内で、VCC 端子電圧が次式（2）の範囲になるよ
うに、調整します。
補助巻線電圧の目安は 15～20V 程度になります。
10.5(V)(VCC( BIAS) MAX)  VCC  26.0(V)(VCC(OVP) MIN)
------------ (2)
回路電流 ICC
起動
停止
ICC（ON）=2.5mA
（MAX）
8.1V
VCC（OFF）
15.3V
VCC（ON）
VCC端子電圧
図 8-2 VCC 端子電圧と回路電流 ICC
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電源起動時の VCC 端子電圧波形例を図 8-3 に示します。VCC 端子電圧が VCC(ON)= 15.3V に達すると、IC が動作
開始して IC の回路電流が増加するため、VCC 端子電圧が低下します。それと同時に補助巻線電圧 VD は出力電圧
の立ち上がり電圧に比例して上昇します。これら電圧のバランスが VCC 端子電圧を作ります。
パワーMOSFET がターンオフした瞬間に発生するサージ電圧は、出力巻線に誘起します。起動時の出力負荷が
軽負荷の場合、この誘起した電圧が原因でフィードバック制御がかかり、出力へ送る電力を抑制する場合があります。
出力電力が低下すると、VCC 端子電圧も低下し、VCC(OFF)= 8.1V に達すると、制御回路が停止して起動不良が生じる
場合があります。
これを防ぐため、VCC 端子電圧が起動電流供給しきい値 VCC(BIAS)= 9.5V に低下すると、バイアスアシスト機能が動
作します。バイアスアシスト機能が動作している間は、起動回路から起動電流を供給し、VCC 端子電圧の低下を抑え、
VCC 端子電圧がほぼ一定電圧になるように動作します。バイアスアシスト機能により、C2 は低い容量が使用できるた
め、電源投入時の起動時間を短くできます。また、出力過電圧時に VCC 端子電圧の上昇が早くなるため、過電圧保
護機能の応答時間も短縮できます。
なお、起動不良が起きないよう、最終的に実働で確認および調整が必要です。
VCC端子電圧
起動成功
IC動作開始
設定電圧
出力電圧立ち上がり
VCC(ON)= 15.3V
VCC(BIAS)= 9.5V
バイアスアシスト期間
VCC(OFF)= 8.1V
起動不良時
時間
図 8-3 起動時の VCC 端子電圧
実際の電源回路は、図 8-4 のように 2 次側出力電流 IOUT により VCC 端子電圧が増加し、過電圧保護動作（OVP）
になる場合があります。これは、パワーMOSFET がターンオフした瞬間に発生するサージ電圧が補助巻線にも誘起し、
C2 をピーク充電するためです。これを防止するには、図 8-5 のように、整流ダイオード D2 と直列に、抵抗 R2（数 Ω～
数十 Ω）の追加が有効です。
ただし、出力電流に対する VCC 端子電圧の変化は、使用するトランスの構造により異なるため、実際に使用するト
ランスに合わせて R2 の最適値を調整する必要があります。
D2
VCC端子電圧
R2
R2がない場合
4
VCC
STR2W100D
追加
C2
GND
R2がある場合
5
出力電流IOUT
図 8-4
図 8-5 出力電流 IOUT の影響が
受けにくい VCC 端子周辺回路
R2 による出力電流 IOUT－VCC 端子電圧
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Page.10
D
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次の場合、出力電流 IOUT に対する VCC 端子電圧の変化率が悪化するため、トランス設計時は補助巻線 D の巻き
位置に注意が必要です。
 トランスの 1 次と 2 次間の結合が悪く、サージ電圧が高くなる場合（低出力電圧、大電流負荷仕様など）
 補助巻線 D と 2 次側安定化出力巻線（定電圧制御をしている出力ラインの巻線）の結合が悪く、サージ電圧の
変動を受けやすい場合
VCC 端子のサージ電圧の影響を低減するため、補助巻線 D の巻き位置を考慮したトランス参考例を図 8-6 に示し
ます。
 巻線構造例①
補助巻線 D を 1 次側巻線 P1 と P2 から離す構造
P1、P2 は 1 次側巻線を 2 分割した巻線
 巻線構造例②
2 次側安定化出力巻線 S1 と補助巻線 D の結合を良くする構造
2 出力巻線 S1、S2 中、S1 は安定化出力巻線（定電圧制御をしている出力ラインの巻線）
コア ボビン
コア ボビン
バリアテープ
バリアテープ
P1 S1 P2 S2
D
P1 S1
D
S2
バリアテープ
バリアテープ
ピン側
ピン側
巻線構造例②
巻線構造例①
図 8-6 巻線構造例
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S1 P2
P1、P2 1 次側巻線
S1
2 次側制御巻線
S2
2 次側出力巻線
D
VCC 用補助巻線
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8.2 ソフトスタート機能
図 8-7 に起動時の動作波形を示します。
本 IC は、電源起動時にソフトスタート機能が動作します。ソフトスタート動作期間は、IC 内部で約 7ms に設定して
おり、この期間に過電流しきい値が 5 段階でステップアップします。これにより、MOSFET および 2 次側整流ダイオー
ドの、電圧・電流ストレスを低減します。
ソフトスタート動作期間は、リーディング・エッジ・ブランキング機能（7.3 定電圧制御回路動作参照）が無効になるた
め、tBW=390ns 以下の ON 時間となる場合があります。
なお、OLP ディレイ時間や起動時の VCC 端子電圧値は、最終的に実働で確認および調整が必要です。
VCC端子電圧
起動
定常状態
VCC(ON)
VCC(OFF)
時間
ドレイン電流
ID
OCP動作で制限する期間
時間
ソフトスタート動作期間 約7ms（内部固定）
図 8-7 起動タイミング動作
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8.3 定電圧制御回路動作
出力電圧の定電圧制御は、過渡応答および安定性に優れ
た電流モード制御（ピーク電流モード制御）を使用していま
す。
本 IC は､電流検出抵抗の電圧（VROCP）と目標電圧（VSC）を
内部の FB コンパレータで比較し、VROCP のピーク値が VSC に
近づくように制御します。
VSC は、FB/OLP 端子の電圧を Feedback Control 回路
（3.ブロック図参照）に入力し、スロープ補正を加えて作ります。
（図 8-8、図 8-9 参照）
STR2W100D
S/OCP
GND FB/OLP
3
5
6
PC1
ROCP
VROCP
C3
IFB
 軽負荷の場合
負荷が軽くなると、出力電圧の上昇に伴い 2 次側エラーアン
プのフィードバック電流（IFB）が増加します。この電流をフォト
カプラを介して引き抜くことにより、FB/OLP 端子電圧は低下し
ます。これにより、目標電圧 VSC が下がるため、VROCP のピーク
値が低下するように制御を行います。その結果、ドレイン電流
のピーク値が減尐し、出力電圧の上昇を抑えます。
図 8-8
スロープ補正を
加えた目標電圧
 重負荷の場合
負荷が重くなると、軽負荷時の逆の動作になり、FB コンパ
レータの目標電圧が高くなるため、ドレイン電流のピーク値が
増加し、出力電圧の低下を抑えます。
ピーク電流モード制御の PWM 方式が連続モードで動作する
と、ドレイン電流波形が台形波状になります。
このモードは、制御量（目標電圧）で決まるドレインピーク電流
値が一定でも、ON 期間がドレイン電流の初期値により変化する
ため、図 8-10 のように ON 期間がスイッチング周期の整数倍で変
動するサブハーモニック発振が生じます。
これを防ぐため、FB/OLP 端子電圧信号にダウンスローブ補正
（ON Duty が広くなるほどドレインピーク電流値を下げる）信号加
えて目標電圧 VSC を作り、サブハーモニック発振を抑える制御を
行います。なお、フィードバック制御が外れる電源過渡状態(電
源起動時、負荷短絡時など)では、サブハーモニック発振が発生
する場合がありますが、動作上の問題はありません。
ピーク電流モード制御方式は、パワーMOSFET がターンオン
したときに発生する急峻なサージ電流により、FB コンパレータや
過電流保護回路(OCP)が応答し、パワーMOSFET がオフする場
合があります。
この現象を防ぐため、パワーMOSFET がターンオンした瞬間
からブランキング時間 tBW ＝390ns を設け、ターンオン時のドレ
イン電流サージに応答しないようにしています（リーディング・エッ
ジ・ブランキング機能）。
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FB/OLP 端子周辺回路
-
VSC
+
VROCP
S/OCP端子電圧
（ROCPの両端電圧）
FBコンパレータ
ドレイン電流
ID
図 8-9
定常時の ID と FB コンパレータ動作
FBコンパレータによる目標電圧
（スロープ補正がない場合）
tON1
t
tON2
t
t
図 8-10 サブハーモニック発振時の
ドレイン電流波形例
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8.4 オートスタンバイ機能
オートスタンバイ機能とは、スタンバイ負荷時のドレイン電流 ID が、最大ドレイン電流（過電流状態）の約 25～30%
以下に減尐すると、自動的にスタンバイモードに切り替わり、バースト発振動作を行います（図 8-11）。
バースト発振動作は、スイッチング動作を停止する期間があるため、スイッチング損失を低減し、軽負荷時の効率
改善ができます。
一般的に、軽負荷時の効率をより改善するため、バースト発振周波数は数 kHz 以下になります。
バースト動作
出力電流 IOUT
数kHz以下
ドレイン電流 ID
通常負荷
スタンバイ負荷
図 8-11
通常負荷
オートスタンバイ タイミング波形
バースト発振動作に切り替わる過渡期間に、VCC 端子電圧が起動電流供給しきい値 VCC(BIAS)= 9.5V に低下すると、
バイアスアシスト機能が動作し、起動電流 ISTARTUP を供給します。これにより VCC 端子電圧の低下を抑え、安定したス
タンバイ動作が行えます。
なお、定常動作時（バースト発振動作を含む）にバイアスアシスト機能が動作すると、消費電力が増加するため、
VCC 端子電圧は常に VCC(BIAS)より高くする必要があり、トランスの巻数比や図 8-5 の R2 を小さくするなどの調整が必
要です。
8.5 ランダムスイッチング機能
本 IC は、PWM 平均発振周波数 fOSC(AVG) = 67kHz に周波数変動を重畳する機能を内蔵しています。
スイッチング動作中は、fOSC(AVG)に対して、△f= 5kHz の範囲でランダムに微変動します。
これにより、この機能がない製品と比較し、雑音端子電圧（コンダクションノイズ）が低減するため、入力部のノイズ
フィルタなどを簡略化できます。
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8.6 自動入力補正付き過電流保護機能(OCP)
過電流保護機能(OCP)は、パワーMOSFET のドレインピーク電流値を、S/OCP 端子と GND 端子間の電流検出抵
抗 ROCP で検出し、ROCP の電圧降下が OCP しきい値に達すると、パワーMOSFET をターンオフして電力を制限しま
す（パルス・バイ・パルス方式）。
一般的な PWM 制御 IC は、制御系を含めた回路に伝播遅延時間があります。そのため、AC 入力電圧が高く、ド
レイン電流傾斜が急峻なほど、実際に流れるドレインピーク電流は、IC 内部の過電流しきい値よりも大きくなります。
このため、図 8-12 の出力過負荷特性のように、AC 入力電圧の変化に対し、OCP 動作時の出力電流にバラツキが生
じる傾向があります。
この OCP 動作時の出力電流バラツキを低減するため、本 IC は入力補正機能を内蔵しています。入力補正機能と
は、AC 入力電圧に対し、図 8-13 に示す一定の傾斜を持つ補正信号を S/OCP 端子の検出信号に重畳して、過電流
しきい値を変える機能です。
この機能により、外付け部品を追加せずに、過電流保護機能の AC 入力電圧依存性を抑制できます。
なお、AC 入力電圧が低い（ON Duty が広い）ときは、補正後の過電流しきい値が高くなります。そのため、AC 入
力電圧が高い（ON Duty が狭い）ときとの出力電流ピークの差は、小さくなります。
例　AC265V
例　AC85V
1.0V
AC入力電圧低い
AC入力電圧高い
0.88V
約0.82V
補正後の VOCP(ON Time) (TYP)
出力電圧 VOUT(V)
伝播遅延時間によるバラツキ
0.5V
出力電流 IOUT（A）
0
0%
図 8-12 過電流入力補正がない場合の
出力過負荷特性
15%
36%
ON Duty
80%
100%
図 8-13 fOSC(AVG)=67kHz 時の
ON 時間と補正後の VOCP
補正信号量は ON 時間に依存し、ON 時間に対する補正後の OCP しきい電圧 VOCP(ONTime)は次式(3)になります。
ただし、ON Duty が 36%以上になる ON 時間は、VOCP(H)= 0.88V 一定になります。
VOCP(ONTime ) (V)  VOCP(Ｌ) (V)  DPC(mV / μs)  ONTime(μs)
ここで、
VOCP(L)
： ゼロ ON duty 時 OCP しきい電圧（V）
DPC
： 過電流補正値（mV/μs）
ONTime ： MOSFET の ON 時間（μs）
ONTime 
ONDuty
f OSC( AVG )
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------------ (3)
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8.7 過電圧保護機能(OVP)
VCC 端子と GND 端子間に、OVP しきい値 VCC(OVP)= 29V 以上の電圧を印加すると、過電圧保護機能が動作し、ス
イッチング動作を停止します。
過電圧保護動作時はバイアスアシスト機能が無効になるため、VCC 端子電圧が動作停止しきい値 VCC(OFF)= 8.1V
に低下します。すると、低入力時動作禁止（UVLO：Undervoltage Lockout)回路により、制御回路は動作を停止し、
起動前の状態になります。その後、VCC 端子電圧は起動電流により上昇し、動作開始しきい値 VCC(ON)= 15.3V に達
すると、制御回路が再び動作します。このように、過電圧状態のときは ULVO による間欠発振動作を繰り返します。
この間欠発振動作により、パワーMOSFET や 2 次側整流ダイオードなどの部品ストレスを低減します。さらに、スイッ
チング期間が発振停止期間より短いため、間欠動作中の消費電力を小さくできます。
過電圧の要因を取り除くと、通常の動作に自動復帰します。
VCC 端子電圧をトランスの補助巻線から供給する場合は、VCC 端子電圧が出力電圧に比例するため、出力電圧検
出回路オープン時などの 2 次側の過電圧を検出できます。
この場合、過電圧保護動作時の 2 次側出力電圧の概算値は、次式(4)になります。
VOUT( OVP ) 
通常動作時出力電圧 VOUT
× 29(V)
通常動作時 VCC 端子電圧
------------ (4)
8.8 過負荷保護機能(OLP)
過負荷保護機能動作時の各部の波形を図 8-14 に示します。
過負荷状態（過電流動作によりドレインピーク電流値を制限している状態）になると、出力電圧が低下し、2 次側の
エラーアンプがカットオフします。そのため、フィードバック電流 IFB が流れなくなり、FB/OLP 端子電圧が上昇します。
FB/OLP 端子電圧が、OLP しきい値 VFB(OLP)= 8.1V を超えている状態を OLP 遅延時間 tOLP=68ms 継続すると、過負
荷保護回路が動作してスイッチング動作を停止します。
過負荷保護動作時はバイアスアシスト機能が無効になるため、“7.7 過電圧保護機能（OVP）”項と同様、低入力
時動作禁止（UVLO：Undervoltage Lockout)回路による間欠発振動作を繰り返します。
過負荷の要因を取り除くと、通常の動作に自動復帰します。
発振停止
VCC端子電圧
GND FB/OLP
VCC(OFF)= 8.1V
VFB(OLP)= 8.1V
5
6
発信停止期間
PC1
FB/OLP端子電圧
C3
OLP遅延時間 tOLP
IFB
ドレイン電流 ID
図 8-14
OLP 動作時の各部波形と周辺回路
8.9 過熱保護回路(TSD)
IC の制御回路部の温度が、熱保護動作温度 Tj(TSD)= 130°C(MIN)以上に達すると、過熱保護機能が動作し、スイッ
チング動作を停止します。
過熱保護動作時はバイアスアシスト機能が無効になるため、過電圧保護機能（OVP）同様、低入力時動作禁止
（UVLO：Undervoltage Lockout)回路による間欠発振動作を繰り返します。
過熱の要因を取り除き、IC 制御回路部の温度が Tj(TSD)以下になると、通常の動作に自動復帰します。
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9. 設計上の注意点
9.1 外付け部品
各部品は使用条件に適合したものを使用します。
 入力、出力の平滑用電解コンデンサ
リップル電流・電圧・温度上昇に対し、適宜マージンを設けます。
スイッチング電源用の許容リップル電流が高い、低インピーダンスタイプを使用します。
 トランス類
銅損・鉄損による温度上昇に対し、適宜マージンを設けます。
スイッチング電流は高周波成分を含むため、表皮効果が影響する場合があります。
このためトランスに使用する巻線の線径は、動作電流の実効値を考慮し、電流密度が 3～4A/mm2 前後を目安
に選定します。表皮効果の影響などで、さらに温度対策が必要な場合は、巻線表面積を増加させるため、次を
検討します。
・ 巻線の本数を増やす
・ リッツ線を使用する
・ 線径を太くする
 電流検出用抵抗 ROCP
高周波スイッチング電流が流れるので、内部インダクタンスの大きなものを使用すると、誤動作の原因になりま
す。内部インダクタンスが小さく、かつサージ耐量の大きいタイプを使用します。
9.2 位相補償
一般的なシャントレギュレータ（U2）を使用した 2 次側エラーアンプ周辺部の回路構成を図 9-1 に示します。
位相補償用コンデンサ C7 の容量は 0.047μF～0.47μF 程度が目安になり、最終的に実働で確認および調整を行
います。
図 9-2 に示す FB/OLP 端子と GND 端子間のコンデンサ C3 は、高周波ノイズ除去および位相補償用です。
C3 は FB/OLP 端子と GND 端子近くに接続、容量は 2200pF～0.01μF 程度が目安になり、最終的に実働で確認
および調整を行います。
L2
D4
T1
VOUT
D2
1
D/ST
R9
R4
PC1
S
R5
C8
C7
U2
4
VCC
C2
STR2W100D
R8
C6
NC
S/OCP
3
R6
GND FB/OLP
5
6
ROCP
C3
R7
PC1
GND
図 9-1
2 次側シャントレギュレータ（U2）の周辺回路
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図 9-2
FB/OLP 端子周辺回路
R2
T1
D
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9.3 パターン設計
パターン配線および実装条件によって、誤動作や、ノイズ、損失
などに大きな影響が現れます。このため配線の引き回し、部品配
置には十分な注意が必要です。
図 9-3 のように高周波電流がループを作る部分は、ラインパ
ターンを“太く”、部品間の配線を“短く”、ループ内面積が極力
“小さく”なるようにして、ラインインピーダンスを下げたパターン
設計を行います。
アースラインは輻射ノイズに大きな影響を与えるため、極力
“太く”、“短く”配線します。
スイッチング電源は、高周波かつ高電圧の電流経路が存在す
るため、安全規格面を考慮した部品配置およびパターン距離が
図 9-3 高周波ループ（斜線部分）
必要です。
パワーMOSFET の ON 抵抗 RDS(ON)は、正の温度係数のため、熱設計に注意します。
IC 周辺回路および 2 次側整流平滑回路の接続例を図 9-4 に示します。
 IC 周辺回路
(1) S/OCP 端子周り （S/OCP 端子～ROCP～C1～T1（P 巻線）～D/ST 端子）
このパターンは、スイッチング電流が流れる主回路パターンのため、極力“太く”、“短く”配線します。
IC と入力電解コンデンサ C1 の距離が離れている場合は、高周波電流ループのインピーダンスを下げるた
め、トランスもしくは IC の近くに、電解コンデンサやフィルムコンデンサ（0.1μF 程度／印加電圧に適した耐
圧品）などを追加します。
(2) GND 端子周り （GND 端子～C2（－側）～T1（Ｄ巻線）～R2～D2～C2（+側）～VCC 端子）
このパターンは、IC の電源供給用パターンのため、極力“太く”、“短く”配線します。
IC と電解コンデンサ C2 の距離が離れている場合は、VCC 端子と GND 端子の近くにフィルムコンデンサ Cf
（0.1μF～1.0μF 程度／（50V））などを追加します。
(3) 電流検出用抵抗 ROCP 周り
ROCP は、S/OCP 端子の近くに配置します。
パターンの共通インピーダンスやスイッチング電流が、制御回路へ影響を与えないようにするため、主回路
系と制御系のグランドは ROCP 近傍で接続し、ROCP から専用パターンで GND 端子へ接続します（図 9-4 の A
点）。
 2 側整流平滑回路 （T1（S 巻線）～D4～C6）
このパターンは、スイッチング電流が流れる 2 次側主回路パターンのため、極力“太く”、“短く”配線します。
整流パターンが細く、長い場合は、パターンに寄生するインダクタンス成分が増加するため、パワーMOSFET
がターンオフ時に生じるサージ電圧が増加します。
2 次側整流パターンの引き回しを考慮したパターン設計は、パワーMOSFET の耐圧マージンを広く取れ、クラン
プスナバ回路のストレスおよび損失を低減できます。
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Rev.3.1
D4
T1
C5
R3
P
C1
C6
D3
S
D2
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
NC
STR
2W100D
1
3 4 5 6 7
C4
C3
R2
C2
PC1
C9
A
電源 IC 周辺回路の接続例
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主回路パターン
制御GNDパターン
ROCP
図 9-4
D
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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
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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
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 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。
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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。
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