LLC 電流共振 オフラインスイッチング電源用 コントロール IC データシート SSC3S910 概要 パッケージ SSC3S910 は、ハイサイドのパワーMOSFET をド ライブするフローティング･ドライブ回路を内蔵し た、LLC タイプの電流共振型（SMZ*方式）電源用 制御 IC です。オートスタンバイ機能、電源入力電 圧の影響が尐ない過負荷保護機能、デッドタイム自 動調整機能や共振外れ検出機能など、充実した保護 機能を搭載しています。これにより、構成部品が尐 なく、コストパフォーマンスの高い、小型・高効率・ 低ノイズの電源システムを容易に構成することが できます。 SOP18 Not to scale *SMZ = Soft-switched Multi-resonant Zero Current switch （すべてのスイッチング領域がソフトスイッチング動作） 特長 ● オートスタンバイ機能搭載 ▫ 軽負荷時出力電力：PO = 125 mW（PIN = 0.27 W、 X コンデンサ放電抵抗 1MΩ 時の参考値） ▫ スタンバイ動作：バースト発振動作 ▫ ソフトオン/ソフトオフ機能：トランス音鳴り抑制 ● スタンバイ動作点調整機能 ● ユニバーサル入力電圧仕様対応 ● ハイサイドパワーMOSFET のフローティング･ド ライブ回路 ● ソフトスタート機能 ● 電流共振外れ検出機能 ● リセット検出機能 ● デッドタイム自動調整機能 ● ブラウンイン・ブラウンアウト機能 ● 起動回路内蔵 ● 入力電解コンデンサ放電機能 ● 保護機能 ▫ ハイサイド・ドライバ UVLO 保護：自動復帰 ▫ 過電流保護(OCP)：自動復帰、ピークドレイン電流 検出、2 段階の保護動作 ▫ 入力補正付き過負荷保護機能(OLP)：自動復帰 ▫ 過電圧保護(OVP)：自動復帰 ▫ 過熱保護(TSD)：自動復帰 アプリケーション ● ● ● ● デジタル家電：LCD TV など OA 機器：サーバー、多機能プリンタなど 産業機器 通信機器 などの各種電子機器用スイッチング電源 VOUT1(+) 応用回路例 U1 VSEN 18 ST VCC 2 17 NC FB 3 16 VGH ADJ 4 15 VS CSS 5 14 VB CL 6 13 NC RC 7 SSC3S910 VAC 1 12 REG PL 8 11 VGL SB 9 10 GND SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 VOUT(-) VOUT2(+) 1 SSC3S910 目次 概要------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 目次------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1. 絶対最大定格-------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 2. 電気的特性----------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 3. ブロックダイアグラム ------------------------------------------------------------------------------------- 7 4. 各端子機能----------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 5. 応用回路例----------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 6. 外形図 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 7. 捺印仕様 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 8. 動作説明 -------------------------------------------------------------------------------------------------------10 8.1 共振回路動作 ------------------------------------------------------------------------------------------ 10 8.2 起動動作 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 11 8.3 低入力時動作禁止機能（UVLO） --------------------------------------------------------------- 12 8.4 バイアスアシスト機能 ------------------------------------------------------------------------------12 8.5 ソフトスタート機能 ---------------------------------------------------------------------------------12 8.6 最低、最大スイッチング周波数の設定 --------------------------------------------------------13 8.7 定電圧制御回路動作 ---------------------------------------------------------------------------------13 8.8 スタンバイ機能 ---------------------------------------------------------------------------------------13 8.8.1 オートスタンバイ機能 ------------------------------------------------------------------------14 8.8.2 外部信号によるスタンバイ動作切り替え -----------------------------------------------15 8.8.3 バースト発振動作 ------------------------------------------------------------------------------15 8.9 デッドタイム自動検出機能------------------------------------------------------------------------16 8.10 ブラウンイン・ブラウンアウト機能 ----------------------------------------------------------- 16 8.11 過電圧保護機能（OVP） --------------------------------------------------------------------------17 8.12 過電流保護機能（OCP） --------------------------------------------------------------------------17 8.13 入力補正付き過負荷保護機能（OLP） --------------------------------------------------------18 8.13.1 過負荷保護機能（OLP）---------------------------------------------------------------------18 8.13.2 OLP 入力補正機能 -----------------------------------------------------------------------------19 8.14 電流共振外れ検出機能 ------------------------------------------------------------------------------20 8.15 入力電解コンデンサ放電機能---------------------------------------------------------------------21 8.16 リセット検出機能 ------------------------------------------------------------------------------------22 9. 設計上の注意点 --------------------------------------------------------------------------------------------- 24 9.1 ブートストラップ周辺回路------------------------------------------------------------------------24 9.2 ゲート端子周辺回路 ---------------------------------------------------------------------------------24 9.3 外付け部品 --------------------------------------------------------------------------------------------- 24 9.4 パターン設計 ------------------------------------------------------------------------------------------ 25 10. パターンレイアウト例 ------------------------------------------------------------------------------------27 11. 電源回路例----------------------------------------------------------------------------------------------------28 使用上の注意 -----------------------------------------------------------------------------------------------------31 注意書き -----------------------------------------------------------------------------------------------------------32 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 2 SSC3S910 1. 絶対最大定格 ● 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 ● 特記がない場合の条件 TA = 25 °C 項目 記号 端子 定格 単位 VSEN 端子電圧 VSEN 1 − 10 − 0.3 ~ 10 mA 制御部電源電圧 VCC 2 − 10 − 0.3 ~ 35 V FB 端子電圧 VFB 3 − 10 − 0.3 ~ 6 V ADJ 端子電圧 VADJ 4 − 10 − 0.3 ~ 10 mA CSS 端子電圧 VCSS 5 − 10 − 0.3 ~ 6 V CL 端子電圧 VCL 6 − 10 − 0.3 ~ 6 V RC 端子電圧 VRC 7 − 10 −6~6 V PL 端子電圧 VPL 8 − 10 − 0.3 ~ 6 V SB 端子シンク電流 ISB 9 − 10 100 μA VGL 端子電圧 VGL 11 − 10 − 0.3 ~ VREG+0.3 V REG 端子ソース電流 IREG 12 − 10 −10.0 mA VB−VS 14 − 15 − 0.3 ~ 20.0 V VS 端子電圧 VS 15 − 10 − 1 ~ 600 V VGH 端子電圧 VGH 16 − 10 VS − 0.3 ~ VB + 0.3 V ST 端子電圧 VST 18 − 10 − 0.3 ~ 600 V 動作周囲温度 TOP − − 40 ~ 85 °C 保存温度 Tstg − − 40 ~ 125 °C ジャンクション温度 Tj − 150 °C VB−VS 端子間電圧 *この製品の 14、15、16 番端子のサージ耐量（ヒューマンボディモデル）は、1000V 保証、その他の端子は 2000V 保証です。 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 3 SSC3S910 2. 電気的特性 ● 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 ● 特記がない場合の条件 TA = 25 °C、VCC = 19 V 項目 記号 端子 Min. Typ. Max. 単位 VCC(ON) 2 − 10 12.9 14.0 15.1 V 動作停止電源電圧 VCC(OFF) 2 − 10 7.8 8.9 9.8 V 起動電流供給しきい電圧* VCC(BIAS) 2 − 10 8.8 9.8 10.8 V 動作時回路電流 ICC(ON) 2 − 10 − − 10.0 mA 非動作時回路電流 ICC(OFF) 2 − 10 － 0.7 1.5 mA 起動電流 ICC(ST) 18 − 10 3.0 6.0 9.0 mA 保護解除しきい電圧* VCC(P.OFF) 2 − 10 7.8 8.8 9.8 V 保護動作時回路電流 ICC(P) 2 − 10 − 0.7 1.5 mA 28.5 32.0 36.5 kHz 230 300 380 kHz 0.20 0.35 0.50 µs 1.20 1.65 2.20 µs 70 74 78 kHz 条件 起動回路、回路電流 動作開始電源電圧 1 VCC = 8 V VCC = 10 V 発振器 最低周波数 f(MIN) 最高周波数 f(MAX) 最小デッドタイム td(MIN) 最大デッドタイム td(MAX) 外部調整最低周波数 f(MIN)ADJ RCSS = 30 kΩ 11 – 10 16 − 15 11 – 10 16 − 15 11 – 10 16 − 15 11 – 10 16 − 15 11 – 10 16 − 15 フィードバック制御 FB 端子発振開始しきい電圧 VFB(ON) 3 – 10 0.15 0.30 0.45 V FB 端子発振停止しきい電圧 VFB(OFF) 3 – 10 0.05 0.20 0.35 V FB 端子最大ソース電流 IFB(MAX) 3 – 10 − 300 − 195 − 100 µA 5 – 10 − 120 − 105 − 90 µA 5 – 10 11 – 10 16 − 15 1.2 1.8 2.4 mA 300 400 500 kHz VFB = 0 V ソフトスタート CSS 端子チャージ電流 ICSS(C) CSS 端子リセット電流 ICSS(R) ソフトスタート時最高周波数 f(MAX)SS VCC = 8 V スタンバイ SB 端子スタンバイしきい電圧 VSB(STB) 9 – 10 4.5 5.0 5.5 V SB 端子発振開始しきい電圧 VSB(ON) 9 – 10 0.5 0.6 0.7 V SB 端子発振停止しきい電圧 VSB(OFF) 9 – 10 0.4 0.5 0.6 V VSB(CLAMP) 9 – 10 7.1 8.4 9.8 V SB 端子ソース電流 ISB(SRC) 9 – 10 − 20 − 10 −4 µA SB 端子シンク電流 ISB(SNK) 9 – 10 4 10 20 µA SB 端子フォトカプラ検出電圧 VSB(PC) 9 – 10 6.1 7.0 7.6 V SB 端子クランプ電圧 1 VCC(OFF) = VCC(P.OFF) < VCC(BIAS) always. SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 4 SSC3S910 項目 記号 条件 端子 Min. Typ. Max. 単位 スタンバイ動作点調整機能 ADJ 端子しきい電圧(1) VADJ1 4 – 10 0.85 1.00 1.15 V ADJ 端子しきい電圧(2) VADJ2 4 – 10 1.85 2.00 2.15 V ADJ 端子しきい電圧(3) VADJ3 4 – 10 2.85 3.00 3.15 V IADJ 4 – 10 – 12.0 – 10.2 – 8.5 µA ADJ 端子ソース電流 ADJ 端子 GND 時 CL 端子スタンバイしきい電圧(1) ADJ 端子 GND 時 CL 端子スタンバイしきい電圧(4) ADJ 端子 OPEN 時 CL 端子スタンバイしきい電圧(1) ADJ 端子 OPEN 時 CL 端子スタンバイしきい電圧(4) VCL(STB)_G1 VSEN = 1.5 V VADJ = GND 6 – 10 0.24 0.30 0.36 V VCL(STB)_G4 VSEN = 5.0 V VADJ = GND 6 – 10 0.04 0.09 0.15 V VCL(STB)_O1 VSEN = 1.5 V VADJ = Open 6 – 10 1.00 1.21 1.40 V VCL(STB)_O4 VSEN = 5.0 V VADJ = Open 6 – 10 0.26 0.36 0.46 V 入力電圧補正付き過負荷保護機能（OLP） CL 端子 OLP しきい電圧(1) VCL(OLP)1 VSEN = 1.5 V 6 – 10 3.80 4.08 4.30 V CL 端子 OLP しきい電圧(2) VCL(OLP)2 VSEN = 2.0 V 6 – 10 3.05 3.43 3.85 V CL 端子 OLP しきい電圧(3) VCL(OLP)3 VSEN = 4.0 V 6 – 10 1.60 1.83 2.10 V CL 端子 OLP しきい電圧(4) VCL(OLP)4 VSEN = 5.0V 6 – 10 1.05 1.29 0.55 V ICL(SRC) 6 – 10 − 29 − 17 −5 μA VSEN 端子しきい電圧（ON） VSEN(ON) 1 – 10 1.248 1.300 1.352 V VSEN 端子しきい電圧（OFF） VSEN(OFF) 1 – 10 1.056 1.100 1.144 V tRST(MAX) 11 – 10 16 − 15 13 15 19 µs VREG 12 – 10 9.2 10.0 10.8 V VBUV(ON) 14 – 15 5.9 6.8 8.3 V VBUV(OFF) 14 – 15 5.5 6.4 7.2 V 11 – 10 16 − 15 – – 540 – mA 11 – 10 16 − 15 – 1.50 – A 11 – 10 16 − 15 − 140 − 90 − 40 mA CL 端子ソース電流 ブラウンイン・ブラウンアウト機能 リセット検出 最大リセット時間 ドライバ電源 ドライバ電源電圧 ハイサイド・ドライバ ハイサイド・ドライバ動作開始 電圧 ハイサイド・ドライバ動作停止 電圧 ドライブ回路 出力ソース電流 1 IGL(SRC)1 IGH(SRC)1 出力シンク電流 1 IGL(SNK)1 IGH(SNK)1 出力ソース電流 2 IGL(SRC)2 IGH(SRC)2 VREG = 10.5V VB = 10.5V VGL = 0V VGH = 0V VREG = 10.5V VB = 10.5V VGL = 10.5V VGH = 10.5V VREG = 12V VB = 12V VGL = 10.5V VGH = 10.5V SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 5 SSC3S910 項目 出力シンク電流 2 記号 IGL(SNK)2 IGH(SNK)2 条件 VREG = 12V VB = 12V VGL = 1.5V VGH = 1.5V 端子 Min. Typ. Max. 単位 11 – 10 16 − 15 140 250 360 mA 0.02 0.10 0.18 V − 0.18 − 0.10 − 0.02 V 0.35 0.50 0.65 V − 0.65 − 0.50 − 0.35 V 1.42 1.50 1.58 V − 1.58 − 1.50 − 1.42 V 2.15 2.30 2.45 V − 2.45 − 2.30 − 2.15 V 電流共振検出、過電流保護機能（OCP） 電流共振外れ検出電圧 1 VRC1 7 – 10 電流共振外れ検出電圧 2 VRC2 7 – 10 RC 端子しきい電圧（Low） VRC(L) 7 – 10 RC 端子しきい電圧（High speed） VRC(S) 7 – 10 CSS 端子シンク電流（Low） ICSS(L) 5 – 10 1.2 1.8 2.4 mA CSS 端子シンク電流（High speed） ICSS(S) 5 – 10 13.0 20.5 28.0 mA VCC(OVP) 2 – 10 29.5 32.0 34.5 V Tj(TSD) − 140 – – °C θj-A − − − 95 °C/W 過電圧保護機能（OVP） VCC 端子 OVP しきい電圧 過熱保護機能（TSD） 熱保護動作温度 熱特性 ジャンクション・エア間熱抵抗 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 6 SSC3S910 ブロックダイアグラム 3. ST 18 High Side Driver STARTUP 14 VB UVLO VCC GND VSEN SB FB CSS 2 START/STOP/ REG/BIAS/ OVP 16 LEVEL SHIFT 15 10 VCC GND 1 9 3 5 VGH VS INPUT SENSE 12 REG 11 VGL MAIN STANDBY CONTROL FB CONTROL RC DETECTOR FREQ. CONTROL SOFT-START/ OC/FMINADJ DEAD TIME RV DETECTOR FREQ. MAX OC DETECTOR PL DETECTOR /OLP 7 6 8 4 RC CL PL ADJ 各端子機能 4. 1 VSEN 2 VCC (NC) 17 3 FB VGH 16 4 ADJ VS 15 端子番号 1 2 3 4 5 6 5 CSS VB 14 7 RC 6 CL (NC) 13 7 RC REG 12 8 PL VGL 11 9 SB GND 10 8 9 10 11 12 13 14 PL SB GND VGL REG (NC) VB 15 VS 16 17 18 VGH (NC) ST ST 18 端子名 VSEN VCC FB ADJ CSS CL 機能 電源入力電圧検出信号入力 制御部電源入力／過電圧保護信号入力 定電圧制御信号入力 スタンバイ動作点調整端子 ソフトスタート用コンデンサ接続端子 OLP 入力補正用コンデンサ接続端子 共振電流検出信号入力／過電流保護検出信号 入力 OLP 入力補正用共振電流検出信号入力 スタンバイ切り替え信号入力 グランド ローサイド・ゲートドライブ出力 ゲートドライブ回路用電源出力 − ハイサイド・ゲートドライブ電源入力 ハイサイド・ドライバ・フローティング・グ ランド ハイサイド・ゲートドライブ出力 − 起動電流入力 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 7 SSC3S910 応用回路例 5. 本 IC はオートスタンバイ機能を搭載しています。図 5-1 にオートスタンバイ機能によりスタンバイ動作に 切り替える場合、図 5-2 にオートスタンバイ機能を使用せずに外部信号でスタンバイ動作に切り替える場合 の応用回路例を示します。 BR1 R2 C1 T1 R3 D53 C55 VOUT1(+) R4 R51 U1 VSEN C4 CL 13 NC R12 12 REG D3 6 7 C8 R7 SSC3S910 Main Input 14 VGH C12 R10 VS R11 VB D4 5 RC R6 16 4 C7 ROCP 17 3 CSS C6 VAC 2 NC ADJ CADJ R5 ST FB C5 RADJ 18 1 VCC 15 PL 8 11 VGL SB 9 10 GND Q(H) R52 R54 R57 C54 R53 VOUT(-) C51 CV D52 VOUT2(+) Q(L) D6 Ci C3 R13 D54 R14 D1 C2 C11 PC1 R55 R56 C53 C52 R1 R8 PC1 D51 D5 C9 C10 TC_SSC3S910_2_R1 図 5-1 応用回路例（オートスタンバイ機能によりスタンバイ動作に切り替える場合） BR1 R2 C1 T1 R3 D53 C55 VOUT1(+) R4 R51 U1 C4 1 18 ST VCC 2 17 NC FB 3 16 ADJ 4 CSS 5 14 VGH C12 R10 VS R11 VB D4 13 NC R12 REG D3 Main Input C5 R5 C6 VAC CL C7 RC C8 PL ROCP R6 R7 SB 6 7 8 9 SSC3S910 VSEN 15 12 PC1 C52 D51 11 VGL 10 GND D5 Q(H) R55 R56 C53 R53 VOUT(-) C51 D52 VOUT2(+) Q(L) Ci R58 C3 R13 D54 PC2 R14 Standby Q51 Q1 R8 PC1 C9 C10 R15 R1 R16 C11 R54 R57 C54 CV D6 R52 D1 C2 R59 R17 PC2 TC_SSC3S910_3_R1 図 5-2 応用回路例（外部信号によりスタンバイ動作を切り替える場合） SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 8 SSC3S910 外形図 6. ● SOP18 NOTES: ● 単位：mm ● Pb フリー品(RoHS 対応) 捺印仕様 7. 18 SSC3S910 製品名 SKYMD ロット番号 Y = 西暦下一桁 (0 ~ 9) 1 M = 月(1 ~ 9, O, N or D) D =日 (1 ~ 3) 1 : 1st ~ 10th 2 : 11th ~ 20th 3 : 21st ~ 31st 管理番号 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 9 SSC3S910 8. 動作説明 ● 特記のない場合の特性数値は 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。 ①期間の動作 Q(H) がオンして、共振回路を通して電流 ID(H) が 流れ、共振回路にエネルギを蓄えます。 Q(H) VDS(L) 8.1 共振回路動作 直列共振回路 Lr Lp 入力電圧 Low-side SW Q(L) Cv Ci インピーダンス 図 8-1 Lr Lp Q(L) 図 8-1 に直列共振回路を用いた電流共振電源の原 理図を示します。ここで、Q(H) をハイサイド SW、 Q(L) をローサイド SW、Ci を電流共振コンデンサ、 CV を電圧共振コンデンサ、Lp はトランスのインダ クタンス、Lr はリーケージインダクタンスを表しま す。CV << Ci です。 周波数が変化すると、共振回路のインピーダンス は、図 8-2 のように変化します。インピーダンスは、 共振周波数 fO を中心として、周波数の高い方がイン ダクタンス領域、低い方がキャパシタンス領域です。 本共振電源のソフトスイッチングは、インダクタン ス領域を利用します。 High-side SW Q(H) ID(H) On 電流共振電源原理図 Cv Off Ci VDS(L) Off ID(L) 図 8-3-1 共振回路の動作① ②期間の動作 Q(H) がターンオフすると、共振回路に蓄えたエネ ルギにより−ID(L) が流れ CV を放電します。CV 電圧 が Q(L) のボディーダイオードの順方向電圧 VF まで 下がると、−ID(L) はこのボディーダイオードに流れ Q(L) 電圧をこの VF でクランプします。その後 Q(L) がターンオンすると、Q(L) は ZVS（Zero Voltage Switching）、ZCS（Zero Current Switching）動作を 行います。トランスの一次巻線電圧に Ci の電圧が 加わり、トランスを介して二次側にエネルギを伝達 します。 それと同時に Ci はエネルギを放電します。 Ci の電圧が減尐し、二次側ダイオードがオンするだ けの電圧をトランスの一次側巻線が維持できなく なった時点で二次側へのエネルギ伝達が終わりま す。 キャパシタンス インダクタンス 領域 領域 Q(H) Lr VDS(L) Off Lp −ID(L) Q(L) Cv ID(L) On IS Ci CVと(Lp + Lr )の電圧共振 fO VDS(L) On 周波数 ID(L) 図 8-2 直列共振回路のインピーダンス 定常動作時における各モードのローサイド SW の 電流波形を図 8−3−1～8−3−4 の太線部に示します。 IS SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 図 8-3-2 共振回路の動作② 10 SSC3S910 ③期間の動作 さらに ID(L) 電流が流れ、Ci の放電も続きます。 以上の動作を繰り返し、二次側へエネルギを伝達 します。 Q(H) Lr VDS(L) Off 8.2 Lp Q(L) On ID(L) Cv IS Ci CVと(Lp + Lr )の電圧共振 VDS(L) On ID(L) CV×と(Lp + Lr )の電流共振 IS 図 8-3-3 共振回路の動作③ ④期間の動作 Q(L) がターンオフすると、共振回路に蓄えたエネ ルギにより、−ID(H) が流れ、CV を充電します。CV 電 圧が入力電圧に達すると、−ID(H) がこのボディーダ イオードに流れ、Q(H) 電圧をこの VF でクランプし ます。その後、Q(H) がターンオンすると、Q(H) は ZVS（Zero Voltage Switching）、ZCS（Zero Current Switching）動作を行います。トランスの一次側巻線 に Ci 電圧が加わり、トランスを介して二次側にエ ネルギを伝達します。それと同時に Ci はエネルギ を放電します。Ci 電圧が低下し、二次側ダイオード がオンするだけの電圧を、トランスの一次側巻線が 維持できなくなった時点で二次側のエネルギ伝達 が終わります。 - ID(H) 起動動作 VCC 端子周辺回路を図 8-4 に示します。 次の条件すべてを満たすと、制御回路が動作を開 始し、電源が起動します。 ● 電源入力電圧が加わり、VSEN 端子電圧が ON し きい電圧 VSEN(ON) = 1.300 V 以上に上昇 ● IC 内部で定電流化した起動電流 ICC(ST) = 6.0 mA が VCC 端子に接続した C2 を充電し、VCC 端子電圧 が動作開始しきい電圧 VCC(ON) = 14.0 V 以上に上 昇 ● FB 端子電圧が発振開始しきい電圧 VFB(ON) = 0.30 V 以上に上昇 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。 18 ST R2 C1 R3 U1 VCC VSEN CSS GND 5 10 R4 R5 C6 2 R1 D1 1 C4 VD C2 図 8-4 VCC 端子周辺回路 IC が動作すると、VCC 端子への印加電圧は、図 8-4 の補助巻線電圧 VD を整流平滑した電圧になります。 補助巻線 D の巻数は、電源仕様の入出力変動範囲 内で、VCC 端子電圧が次式の範囲になるように調整 します。補助巻線電圧の目安は 19 V 程度です。 Q(H) ID(H) On Q(L) Cv Lr Lp I(H) VCC(BIAS) VCC VCC(OVP) ⇒9.8 (V) < VCC < 32.0 (V) Off (1) Ci VDS(L) Off ID(L) CVと(Lp + Lr )の電流共振 図 8-3-4 共振回路の動作④ SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 11 SSC3S910 起動時間は、 C2 と CSS 端子に接続した C6 のコン デンサ容量で決まります。C2 による起動時間に対 し CSS 端子の時間は小さいため無視すると、起動時 間は次式で概算できます。 t START C2 VCC(ON ) VCC( INT ) I CC(ST) (2) ここで、 tSTART ：起動時間 (s) VCC(INT) ：VCC 端子の初期電圧 (V) ICC(ST) ：起動電流 6.0 mA 8.3 低入力時動作禁止機能（UVLO） VCC 端子電圧と回路電流 ICC の関係を図 8-5 に示 します。IC が動作した後、VCC 端子電圧が動作停 止しきい値 VCC(OFF) = 8.9 V に低下すると、低入力時 動作禁止機能（UVLO：Undervoltage Lockout）によ り、スイッチング動作を停止し、再び起動前の状態 に戻ります。 起動電流 ICC(ST) を供給し、VCC 端子電圧の低下を抑 えます。 起動動作は、最終的に実機で動作を確認し、起動 不良が起きないように VCC 端子電圧を調整します。 また、定常動作時の VCC 端子電圧は、VCC(BIAS) 以上になるように設定します。VCC 端子電圧が VCC(BIAS) まで低下すると、バイアスアシスト機能が 動作し、消費電力が増加します。 VCC 端子電圧を高くするためには、以下様な調整 が必要です。 ● 補助巻線と二次巻線の巻数比 ND/NS を上げる。 ● 図 8-4 の C2 を大きくする、または R1 を小さくす る バイアスアシスト機能は、保護動作時には無効に なります。 起動成功 VCC端子電圧 IC動作開始 VCC(ON) VCC(BIAS) 設定電圧 出力電圧の 立ち上がりによる上昇 バイアスアシスト期間 回路電流 ICC VCC(OFF) ICC（ON） 起動 停止 起動不良時 時間 図 8-6 VCC（OFF） 図 8-5 8.4 VCC VCC（ON） 端子電圧 VCC 端子電圧と回路電流 ICC バイアスアシスト機能 電源起動時の VCC 端子電圧波形例を図 8-6 に示 し ま す 。 起 動 条 件 を 満 た し VCC 端 子 電 圧 が VCC(ON) = 14.0 V に達すると、IC が動作を開始します。 IC が動作を開始すると、回路電流が増加するため、 VCC 端子電圧が低下し、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 。 こ の と き 、 VCC 端 子 電 圧 が 低 下 し 、 VCC(OFF) = 8.9 V に達すると、スイッチング動作が停 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 VCC(BIAS) = 9.8 V 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 8.5 起動時の VCC 端子電圧 ソフトスタート機能 図 8-7 に起動時のソフトスタート動作波形を示し ます。起動時は、CSS 端子に接続した C6 を充電電 流 ICSS(C) = − 105 μA で充電します。CSS 端子電圧が 上昇するにしたがって、起動時のスイッチング周波 数は最大で f(MAX)SS* = 400 kHz から徐々に低くなり ます。このソフトスタート動作により、起動時の部 品ストレス、共振外れを抑制します。その後、出力 電力が増加するにつれて、フィードバック信号によ るスイッチング周波数制御で動作します。 * 通常動作時の最高周波数は、f(MAX) = 300 kHz 次のいずれかの条件を満たすと、リセット電流 ICSS(R) = 1.8 mA で C6 を放電します。 ● VCC 端子電圧が動作停止しきい電圧 VCC(OFF)= 8.9 V 以下 ● VSEN 端子電圧が OFF しきい電圧 VSEN(OFF) = 1.100 V 以下 ● 保護動作（OVP、OLP、TSD）になった場合 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 12 SSC3S910 8.7 CSS端子 電圧 OCP動作 期間 ソフトスタート 期間 フィードバック信号による 周波数制御 ICSS(C)でC6を充電 0 時間 一次側巻線 電流 OCP制限 0 時間 図 8-7 8.6 ソフトスタート動作 最低、最大スイッチング周波数の設 定 定電圧制御回路動作 FB 端子の周辺回路を図 8-9 に示します。 FB 端子に接続したフォトカプラ PC1 が FB 端子 からフィードバック電流を引き抜くことにより、 インダクタンス領域で、周波数制御による出力電圧 の定電圧制御を行います。 微小負荷時はフィードバック電流が増加し、FB 端子電圧が低下します。FB 端子電圧が発振停止し きい電圧 VFB(OFF) = 0.20 V 以下の期間は、 スイッチン グ動作を停止します。これにより、スイッチング周 波数の上昇による損失増加や二次側出力電圧の上 昇を抑制します。 図 8-9 の R8 と C9 は位相補償調整用、C5 は高周 波ノイズ除去用です。 PC1 のコレクタ電流が最大ソース電流 IFB(MAX) の 絶対値 195 µA より多く流せるように、 二次側エラー アンプ回路部の定数を設定します。特に、フォトカ プラの電流伝達率 CTR は経年変化を考慮した設計 が必要です。 U1 最低スイッチング周波数は、CSS 端子に接続する R5（RCSS）で調整します。R5（RCSS）と外部調整最 低周波数 f(MIN)ADJ の関係を、図 8-8 に示します。 f(MIN)ADJ は、電源入力電圧下限、最大負荷の条件 で、図 8-2 の共振周波数 fO より高く調整します。 最大スイッチング周波数 fMAX は、共振回路のイン ダクタンス、キャパシタンスで決まります。 fMAX は、電源入力電圧上限、最小負荷の条件で、 最高周波数 f(MAX) = 300 kHz より低くなるように調 整します。 FB 3 C5 GND 10 R8 C9 図 8-9 PC1 FB 端子周辺回路 90 8.8 f(M(N)ADJ (kHz) 80 70 60 50 40 20 30 40 50 60 RCSS (kΩ) 図 8-8 R5（RCSS）と f(MIN)ADJ 特性 70 スタンバイ機能 本 IC は、軽負荷時の効率を改善するため、スタン バイ機能を搭載しています。スタンバイ機能動作時 は、図 8-10 のようにバースト発振動作を行います。 バースト発振動作時は発振期間と発振停止期間が あり、これによりスイッチング損失を低減します。 一般的に、軽負荷時の効率を改善するため、バース ト間隔は、数 Hz 以下にします。さらに、バースト 動作時のドレイン電流の急峻な変化を抑制するた め、ソフトオン／ソフトオフ機能を搭載しています。 これによりトランスの音鳴りを抑制します（8.8.3 項参照）。 本 IC は、オートスタンバイ機能を搭載していま す。オートスタンバイ機能とは、軽負荷時にスタン バイ動作に自動的に切り替わる機能で、ADJ 端子に 接続する抵抗値 RADJ により、スタンバイ動作点を可 変することができます（8.8.1 項参照）。 また、外部信号により、スタンバイ動作に切り替 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 13 SSC3S910 えることも可能です（8.8.2 項参照）。 U1 1次側巻線電流 発振期間 発振停止期間 FB ADJ CL SB 3 4 6 9 R8 C5 PC1 CADJ RADJ C9 ソフトオン ソフトオフ 図 8-10 8.8.1 時間 スタンバイ動作波形 図 8-11 オートスタンバイ回路 出力電流 図 8-11 にオートスタンバイ回路、図 8-12 にオー トスタンバイ動作波形を示します。 負荷が軽くなると CL 端子電圧、FB 端子電圧が低 下します。CL 端子電圧がスタンバイしきい電圧に なると、SB 端子の C10 をシンク電流 ISB(SNK) = 10 µA で放電します。これにより SB 端子電圧が低下し、 SB 端子電圧が発振停止しきい電圧 VSB(OFF) = 0.5 V になると、スタンバイ動作に移行します。SB 端子 電圧が VSB(OFF) = 0.5 V 以下、かつ FB 端子電圧が、 発振停止しきい電圧 VFB(OFF) = 0.20 V になると、ス イッチング動作を停止します。出力負荷が上昇し、 SB 端子電圧がスタンバイしきい電圧 VSB(STB) = 5.0 V 以上になると、定常動作に復帰します。 本 IC は、ADJ 端子に接続する抵抗値 RADJ によ り、CL 端子のスタンバイ動作点を可変することが できます。表 8-1 のように、ADJ 端子にはしきい電 圧があり、このしきい電圧によって、CL 端子スタン バイしきい電圧 VCL(STB)が表 8-2 のように 4 段階に 変化します。VCL(STB)は、入力補正付き過負荷保護機 能（OLP）（8.13 項参照）の OLP しきい電圧 VCL(OPP) と VSEN 端子電圧に依存しています。VCL(OPP)に対す る VCL(STB)の割合は表 8-2 に示すとおりです。また、 VSEN 端子電圧と VCL(STB)の関係を図 8-13 に示しま す。ADJ 端子に接続する抵抗 RADJ の値は、次式よ り算出します。 VADJ I ADJ ここで、 VADJ：ADJ 端子設定電圧（表 8-2 参照） IADJ：ADJ 端子ソース電流 – 10.2 µA C10 GND オートスタンバイ機能 R ADJ C7 (3) 0 CL端子電圧 VCL(STB) 0 スタンバイ動作 SB端子電圧 ISB(SNK)で放電 VSB(STB) VSB(OFF) 0 FB端子電圧 VFB(OFF) 0 1次側巻線電流 0 時間 スイッチング停止 図 8-12 オートスタンバイ動作波形 表 8-1 ADJ 端子しきい電圧 項目 記号 しきい電圧(Typ.) ADJ 端子しきい電圧(1) VADJ1 1.00 V ADJ 端子しきい電圧(2) VADJ2 2.00 V ADJ 端子しきい電圧(3) VADJ3 3.00 V 表 8-2 スタンバイしきい電圧 VCL(STB) (VSEN = 1.5 V) 状態 ADJ 端子電圧 VCL(STB) ADJ1 0 V ≤ V ADJ < 1.00 V 0.30 V VCL(STB) /VCL(OLP) 7.5 % ADJ2 1.00 V ≤ V ADJ < 2.00 V 0.57 V 15.0 % ADJ3 2.00 V ≤ V ADJ < 3.00 V 0.86 V 22.5 % ADJ4 3.00 V ≤ V ADJ 1.21 V 30.0 % SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 14 SSC3S910 Standby H L 0 SSC3S910_R4 1.4 ADJ1 ADJ2 ADJ3 ADJ4 1.2 1.0 VCL(STB) (V) H スタンバイ動作 SB端子電圧 ISB(SNK)で放電 VSB(OFF) 0.8 0 FB端子電圧 0.6 VFB(OFF) 0.4 0 1次側巻線電流 0.2 0.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0 6.0 VSEN (V) 図 8-13 スイッチング停止 VSEN 端子電圧と CL 端子スタンバイ しきい電圧(Typ.) 外部信号によるスタンバイ動作切 り替え 8.8.2 VSB(STB) 図 8-14 に外部信号によるスタンバイ切り替え回 路、図 8-12 にスタンバイ切り替え動作波形を示しま す。 図 8-14 の Standby 入力端子を L にすると、Q1 が オ フ に な り 、 SB 端 子 の C10 を シ ン ク 電 流 ISB(SNK) = 10 µA で放電します。これにより SB 端子 電圧が低下し、SB 端子電圧が発振停止しきい電圧 VSB(OFF) = 0.5 V になると、スタンバイ動作に移行し ます。 SB 端子電圧が VSB(OFF) = 0.5 V 以下、かつ FB 端子 電圧が、 発振停止しきい電圧 VFB(OFF) = 0.20 V 以下に なると、スイッチング動作を停止します。 Standby 入力端子を H にし、SB 端子電圧がスタン バイしきい電圧 VSB(STB) = 5.0 V 以上になると、定常 動作に復帰します。 REG 図 8-15 8.8.3 スタンバイ切り替え動作波形 バースト発振動作 スタンバイ動作時は、トランスの音鳴りを抑制す るために、ドレイン電流の急峻な変化を抑制しなが ら（ソフトオン／ソフトオフ機能）バースト発振動 作を行います。 バースト動作時は SB 端子電圧でスイッチング周 波数を制御します。 図 8-16 にバースト発振動作波形を示します。 出力電流 0 出力電圧 0 FB端子電圧 VFB(ON) VFB(OFF) 0 SB端子電圧 12 U1 ISB(SRC)で充電 ISB(SNK)で放電 VSB(ON) C11 時間 VSB(OFF) 0 FB SB 3 R8 9 R58 R16 Q1 R15 PC2 R17 C5 1次側巻線電流 C10 0 Standby ソフトオン ソフトオフ Q51 時間 R59 C9 PC1 図 8-14 PC2 スタンバイ切り替え回路 GND 図 8-16 バースト発振動作 SB 端子電圧が発振停止電圧 VSB(OFF) = 0.5 V 以下、 かつ FB 端子電圧が発振停止電圧 VFB(OFF) = 0.20 V に SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 15 SSC3S910 なると、スイッチング動作が停止し、出力電圧が低 下します。出力電圧が低下すると、FB 端子電圧は 上昇し、発振開始しきい電圧 VFB(ON) = 0.30 V に達す ると、SB 端子の C10 を ISB(SRC) = − 10 µA で充電しま す。これにより SB 端子電圧は徐々に増加します。 SB 端子電圧が発振開始電圧 VSB(ON) = 0.6 V に達する と、スイッチング動作が再開し、出力電圧は上昇し ます（ソフトオン）。その後、FB 端子電圧が発振 停止電圧 VFB(OFF) = 0.20 V に低下すると、C10 を ISB(SNK) = 10 µA で放電します。これにより SB 端子 電圧は徐々に低下し、再び発振停止電圧 VSB(OFF) 以 下になると、スイッチング動作が停止します（ソフ トオフ）。ソフトオン／ソフトオフ機能の SB 端子 の充放電時間は、C10 に依存しています。C10 を大 きくすると、バースト動作時のピークドレイン電流 を抑え、またバースト間隔が長くなるため、出力 リップル電圧が増加したり、VCC 端子電圧が低下し たりする場合があります。VCC 端子電圧が低下し VCC(BIAS) = 9.8 V になると、常時バイアスアシスト機 能が動作し、消費電力が増加します（8.4 項参照）。 C10 の容量は、入力電圧範囲で出力リップル電圧、 VCC 端子電圧を確認しながら調整します。C10 容量 の目安は 0.001 μF～0.1 μF 程度です。 8.9 デッドタイム自動検出機能 デッドタイムは、ハイサイドとローサイドのパ ワーMOSFET が両方ともオフする期間です。 図 8-17 のように、デッドタイム期間が電圧共振期 間より短いときは、電圧共振期間の途中でパワー MOSFET が、ターンオン、ターンオフするため、ス イッチング損失が増加します。電圧共振期間は、電 源入力電圧、出力電力などにより変化するため、固 定デッドタイムの場合は電源仕様に合せて周辺回 路の調整が必要でした。 本 IC はデッドタイム自動検出機能を設けている ため、電源個々の設計や調整が必要なくなります。 図 8-18 のように、ローサイドパワーMOSFET の ドレインとソース間電圧 VDS(L) 波形の立ち上がり、 立下り時の dv/dt を VS 端子で検出して、この期間を デッドタイム期間に設定します。これにより、ハイ サイドとローサイドパワーMOSFET の ZVS（Zero Voltage Switching）動作を自動的に制御します。な お、デッドタイム自動検出機能は td(MIN) = 0.35 µs ～ td(MAX) = 1.65 µs の間で動作します。 また入出力仕様の範囲において、常に ZCS 動作を しているか、実働で確認が必要です。図 8-19 のドレ イン電流のマイナス振れ込み期間（ボディーダイ オードに流れている期間）は 1 μs 程度が目安です。 Turn on Turn off ハードスイッチング 損失増加 VDS(L) 電圧共振期間 Low-side Gate High-side Gate 固定デッドタイム 図 8-17 U1 ZVS 不具合波形 VGH RV DETECTOR T1 16 VS 15 VGL Main 11 VDS(L) Cv GND 10 ローサイド VDS(L) On dv Off dt dt Ci On デッドタイム期間 図 8-18 VS 端子とデッドタイム期間 ドレイン電流 ID 0A マイナス振れ込み期間 1μs 以上 図 8-19 ZCS 確認箇所 8.10 ブラウンイン・ブラウンアウト機能 図 8-20 に VSEN 端子周辺回路を示します。 ブラウンイン・ブラウンアウト機能は、電源電圧 が低入力電圧時にスイッチング動作を停止し、過入 力電流や過熱を防止します。 ブラウンイン・ブラウンアウト機能の検出電圧は、 R2 ～ R4 で 設 定 し ま す 。 VCC 端 子 電 圧 が VCC(ON) = 14.0 V 以上の状態で、VSEN 端子電圧によ り次の動作をします。 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 16 SSC3S910 ● VSEN 端子 ON しきい電圧 VSEN(ON) = 1.300 V 以上 で、IC が起動 ● VSEN 端子 OFF しきい電圧 VSEN (OFF) = 1.100 V 以 下で、IC はスイッチング動作を停止 VAC R2 VDC C1 R3 U1 1 VSEN VOUT(OVP) R4 10 圧が VCC(ON) = 14.0 V に達すると、再起動します。保 護動作期間は再起動と停止を繰り返します。 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二次側出力の 過電圧を検出できます。 この場合、過電圧保護動作時の二次側出力電圧 VOUT(OVP) の概算値は次式で求まります。 GND VOUT ( NORMAL ) VCC( NORMAL ) 32.0(V) (5) C4 図 8-20 ここで、 VOUT(NORMAL) ：定常動作時の出力電圧 VCC(NORMAL) ：定常動作時の VCC 端子電圧 VSEN 端子周辺回路 R2～R4 は、次式が成り立ちます。 R 2 R3 VDC ( OFF ) 8.12 過電流保護機能（OCP） VDC(ON)－VSEN (ON ) R4 VSEN(ON) VSEN(OFF) VSEN(ON) VDC ( ON ) (4) ここで、 VDC(ON)：起動時の電源入力整流電圧 VDC(OFF)：停止時の電源入力整流電圧 C4 は、検出電圧のリップル電圧低減、遅延時間、 ノイズ除去の役割があり、0.1 μF 以上、目安は 0.47 μF 程度です。 R2 の目安は 10 MΩ 程度です。高圧の DC 電圧が 印加する高抵抗のため、電源要求仕様に応じて、電 食を考慮した抵抗を選択したり、直列に抵抗を追加 して、個々の印加電圧を下げたりするなどの配慮を します。R2～R4、C4 は、最終的に実機で動作を確 認し、定数を調整します。 8.11 過電圧保護機能（OVP） OVP しきい値 VCC(OVP) = 32.0 V 以上の電圧が、 VCC 端子と GND 端子間に印加すると、過電圧保護 機能（OVP : Overvoltage Protection）が動作し、保護 動作でスイッチング動作を停止します。保護動作で 停止後、VCC 端子電圧が VCC(OFF) = 8.9 V に低下する と 低入 力時 動作 禁止機 能（ UVLO : Undervoltage Lockout）により起動前の状態になります。その後、 起動回路が動作して、起動電流により VCC 端子電 過電流保護機能（OCP : Overcurrent Protection）は、 パワーMOSFET のピークドレイン電流をパルス・バ イ・パルス方式で検出して、出力電力を制限します。 図 8-21 の RC 端子周辺回路は、分流コンデンサ C3 を電流共振コンデンサ Ci に比べ小さく設定でき ます。これにより、一次巻線を分流した検出電流が 小さくなり、 検出抵抗 ROCP の損失を低減できるため、 小形の抵抗が使用できます。共振電源は、入出力条 件などから正確な共振電流の大きさを求める簡便 な方法がありません。そのため、ROCP 、C3、R6 は、 実機の動作状態で調整する必要があります。 ROCP、C3、R6、C8 の調整方法、定数の目安は以 下のとおりです。 C3 は、通常、Ci の 1 %程度です。 ROCP は 100 Ω 前後です。ROCP は、電源入力電圧下 限と出力電力最大のときに、ピークドレイン電流に より、RC 端子電圧（ROCP 電圧）が Low しきい電圧 |VRC(L)| になるように調整します。VRC(L) はハイサイ ドとローサイドパワーMOSFET 双方のしきい値が あり、Q(H) がオンしたときは 1.50 V、Q(L) がオンし たときは− 1.50 V です。 R6、C8 は、高周波ノイズ除去用です。R6 は 100 Ω～470 Ω、C8 は 100pF～1000 pF 程度です。 過電流保護動作は、以下の 2 段階があります。 ①RC 端子しきい電圧（Low）：VRC(L) 最初に働く過電流保護です。RC 端子電圧の 絶対 値が|VRC(L)| = 1.50 V を超えると、CSS 端子に接続 した C6 をシンク電流 ICSS(L) = 1.8 mA で放電しま す。これにより、スイッチング周波数が上昇して 出力電力を抑えます。C6 を放電中に RC 端子電圧 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 17 SSC3S910 の絶対値が |VRC(L)|以下になると、放電を停止しま す。 ②RC 端子しきい電圧（High speed）：VRC(S) 2 番目に働く過電流保護です。RC 端子電圧の絶対 値が|VRC(S)| = 2.30 V を超えると、高速過電流保護 動作になり、パワーMOSFET のオン／オフを反転 します。これと同時に C6 を ICSS(S) = 20.5 mA で放 電し、スイッチング周波数が高速に上昇し出力電 力を抑えます。出力短絡などの急激な過電流時の 保護として動作します。出力電力を抑え、|VRC(S)| 以下になると、前項①の動作になります。 OLP 入力補正を使用する場合、RC 端子電圧が VRC(L)以下の状態で CL 端子電圧が OLP のしきい電 圧 VCL(OLP)に達するように設定するため、負荷上昇 時には OLP 動作になります（8.13 項参照）。 入力電圧が一定（PFC の出力を使用）の場合は、 OLP 入力補正を使用しないため、負荷上昇時には上 記①②の過電流保護動作になります。 Q(H) VGH VS U1 16 Q(L) VGL CSS RC 5 7 T1 15 11 GND 10 PL 8 R7 Cv I(H) Ci RC端子電圧 VRC(L) 0 VRC(L) CL端子電圧 VCL(OLP) 0 VCC端子電圧 VCC(ON) VCC(P.OFF) 0 VGH/VGL 0 図 8-22 OLP 動作波形 （入力補正機能を使用しない場合） ● 入力補正機能を使用しない場合 出力負荷の上昇により、図 8-23 の様に RC 端子電 圧の絶対値が上昇し、OCP しきい電圧（Low）の 絶対値|VRC(L)| = 1.50 V を超えると過電流保護機能 （OCP）が動作します。OCP が動作すると、CL 端子の C7 をソース電流 ICL(SRC) = − 17 μAで充電し ます。OCP 状態が継続し、CL 端子電圧が VCL(OLP) になると OLP が動作します。 C3 R6 R5 により、OLP が動作するトリガが異なります。 RC端子電圧 VRC(L) C6 C8 ROCP 0 VRC(L) 図 8-21 RC 端子周辺回路 CL端子電圧 VCL(OLP) 8.13 入力補正付き過負荷保護機能（OLP） ICL(SRC)で充電 0 VGH/VGL 8.13.1 過負荷保護機能（OLP） 図 8-22 に入力補正機能を使用しない場合の OLP 動作波形を示します。CL 端子電圧が OLP のしきい 電圧 VCL(OLP)になると、過負荷保護機能（OLP）が 動作します。OLP が動作すると、スイッチング動作 を停止し、UVLO による間欠発振動作を繰り返しま す（8.11 項参照）。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。 VCL(OLP)は OLP 入力補正機能により、入力電圧に よって変動します。入力補正機能の詳細は 8.13.2 項 を参照してください。OLP 入力補正機能の使用有無 0 図 8-23 OLP 動作波形 （入力補正機能を使用しない場合） ● 入力補正機能を使用する場合 この場合、RC 端子電圧が VRC(L)以下の状態で CL 端子電圧が OLP のしきい電圧 VCL(OLP)に達するよ うに設定します。以下のどちらかの条件で CL 端 子電圧が VCL(OLP) になると OLP が動作します （図 8-24 参照）。 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 18 SSC3S910 1) 出力負荷の上昇により、CL 端子電圧が上昇し た場合（VCL(OLP)は一定）。 2) 入力電圧が上昇し、OLP 入力補正機能により VCL(OLP)値が CL 端子電圧まで低下した場合。 AC265V 入力電圧 AC85V 0 RC端子電圧 VRC(L) 入力電圧 OLP動作 OLP動作 0 VRC(L) 0 CL端子電圧 VCL(OLP) RC端子電圧 VRC(L) 0 0 VRC(L) VGH/VGL CL端子電圧 VCL(OLP) 入力補正により、 しきい電圧が低下 入力電圧による差 出力電力 0 VGH/VGL 0 1)の場合 2)の場合 0 0 図 8-24 OLP 動作波形（入力補正機能を使する場合） 8.13.2 OLP 入力補正機能 本 IC は 、 ユ ニ バ ー サ ル入 力 仕 様 （ AC85V ～ AC265V）に対応にするため、OLP 入力補正機能を 搭載しています。OLP 入力補正機能は OLP しきい 電圧 VCL(OLP)を入力電圧に応じて補正する機能です。 OLP 入力補正機能を使用しない場合、RC 端子の 絶対値が|VRC(L)| = 1.50 V になると CS 端子のコン デンサを充電し、CS 電圧が VCL(OLP)になると OLP が動作します（図 8-23 参照）。 電流共振方式の定電圧制御では、入力電圧が高く なるほど周波数が上がり、ドレイン電流ピークが小 さくなります。 しかし、|VRC(L)|が固定値であるため、 負荷が一定率で増加する場合、図 8-25 のように入力 電圧が高いときと低いときで OLP 動作時の出力電 力に差が出ます。このように、ユニバーサル入力仕 様で設計すると、入力上限における OLP 動作時の 出力電力が時非常に大きくなり、発熱による部品ス トレスが増加してしまいます。 そこで、本 IC は RC 端子電圧が VRC(L)以下の状態 で CL 端子電圧が OLP のしきい電圧 VCL(OLP)に達す るように設定し、VCL(OLP)を入力電圧に応じて補正す ることで、入力電圧の上下限における OLP 動作時 の出力電力差を抑制しています（図 8-26 参照）。 図 8-25 入力電圧が低い時と高い時の OLP 動作波形 （OLP 入力補正を使用しない場合） AC265V 入力電圧 AC85V 0 RC端子電圧 VRC(L) OLP動作 OLP動作 0 VRC(L) CL端子電圧 VCL(OLP) 0 VGH/VGL 0 出力電力 入力電圧による差 0 図 8-26 入力電圧が低い時と高い時の OLP 動作波形 （OLP 入力補正を使用する場合） ● PL 端子、CL 端子の設定： 図 8-27 に示す一次巻線電流は循環電流 （二次側に 送られない電流）と負荷電流（出力電流に比例し た電流）を含んでいます。一次巻線電流を C3 で 分流した電流を PL 端子に入力します。図 8-28 の ように、この一次巻線電流は、ハイサイドのパ ワーMOSFET がオンの期間のみ CL 端子に接続し ている C7 に流れます。このとき、循環電流は充 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 19 SSC3S910 ● VSEN 端子の設定： VSEN 端子では電源入力電圧を検出します。 R2、R3、R4 で、図 8-27 の VSEN とブラウンイン・ ブラウンアウト機能（8.10 項参照）の起動、停止 電圧が決まります。双方は実機の動作により調整 します。 5 VCL(OLP) (V) 放電によりキャンセルされ、負荷電流のみ C7 に 充電されます。この結果、CL 端子には、出力電 流に比例した負荷電流分の検出電圧が生じます。 CL 端子に接続した C7 は、実機の動作で CL 端子 電圧のリップル電圧が小さくなる容量に調整し ます。 PL 端子に接続した R7 は、電源入力電圧下限時の OLP が、過電流保護機能（OCP）の RC 端子しき い電圧（Low）VRC(L) による制限より先に動作す るように調整します。さらに R7 は、電源入力電 圧下限における過電流動作時の PL 端子電圧が、 絶対最大定格の−0.3～6 V 以内、CL 端子電圧が絶 対最大定格の−0.3～6 V 以内になるように調整し ます。 4 3 2 1 0 0 1 2 負荷電流 循環電流 Q(H) C1 VGH U1 R2 入力電圧 Q(H) VGH R3 CL RC PL 6 7 8 GND VSEN R7 15 11 1 VSEN Cv CL RC 6 7 10 Ci Cv 10 GND PL Ci C3 8 C3 100kΩ 程度 R4 R6 R4 Q(L) VGL Q(L) VGL 1 VSEN VS R2 出力電流 R3 11 T1 16 U1 VS 15 6 ● OLP 入力補正機能を使用しない場合 OLP 入力補正機能を無効にする場合は、図 8-30 のように PL 端子と GND 端子間に 100 kΩ 程度の 抵抗を接続します。 T1 16 5 図 8-29 VSEN 端子電圧と OLP しきい電圧 VCL(OLP) (Typ.) C1 入力電圧 3 4 VSEN (V) R6 C4 C7 C8 ROCP C4 C7 C8 ROCP 図 8-27 VSEN、PL、CL 端子周辺回路 0V 負荷電流 CL端子流出 電流 OLP 入力補正機能を使用しない場合の IC 周辺回路 8.14 電流共振外れ検出機能 VGH端子電圧 ROCP電圧 図 8-30 循環電流 0A 負荷電流に 比例した電圧 CL端子電圧 0V 図 8-28 CL 端子動作波形 ● VCL(OLP)と VSEN 端子電圧の関係 CL 端子の OLP しきい電圧 VCL(OLP)は、VSEN 端子 電圧 VSEN に応じて図 8-29 の値に設定しています。 本 IC の定電圧制御は、出力電力が増加するとス イッチング周波数が下がります。 出力電力が増加し、スイッチング周波数が共振周 波数ｆO より低くなると、共振回路のキャパシタン ス領域に入ります。この領域は、スイッチング周波 数が下がるとさらに出力電力が減尐するため、制御 ができません。さらに、ハードスイッチング動作に より損失の大幅な増加や、パワーMOSFET のストレ スが増加します。 本 IC は、この電流共振外れを抑制するため、電 流共振外れ検出機能を設けています。この機能は、 電流共振外れ防止とともに、共振トランスを最も電 力が取り出せる共振周波数 fO で使用できるため、 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 20 SSC3S910 トランスの利用効率を向上できます。また、電源仕 様ごとに最低スイッチング周波数を共振周波数 fO より高く調整する必要がないため、設計自由度を向 上できます。 対値が電流共振外れ検出電圧|VRC1| = 0.10 V を超え るように調整します。RC 端子は、絶対最大定格の± 6 V 以内に調整します。 インピーダンス キャパシタンスインダクタンス 領域 領域 VDS(H) On Off キャパシタンス領域の RC 端子電圧 VRC+ GND fO 共振周波数 ハードスイッチング 電流共振外れ検 出 インダクタンス領域の RC 端子電圧 ソフトスイッチング GND 図 8-32 図 8-31 VRC+ ハイサイド側電流共振外れ検出 電流共振外れ 8.15 入力電解コンデンサ放電機能 電流共振外れ検出機能は以下のように動作しま す。 ● ハイサイドパワーMOSFET がオンしている期間 RC 端 子 電 圧 が 、 電 流 共 振 外 れ 検 出 電 圧 1 VRC1 = 0.10 V に対し、プラス側からマイナス側の 電圧の向きでこのしきい値を越えると、電流共振 外れと判断（図 8-32 のキャパシタンス領域の RC 端子電圧波形を参照）して、ハイサイドパワー MOSFET をオフ、ローサイドパワーMOSFET を オンにします。 ● ローサイドパワーMOSFET がオンしている期間 ハイサイドパワーMOSFET とは逆に、VRC1 = − 0.10 V に対し、マイナス側からプラス側の電圧の 向きでこのしきい値を超えると、電流共振外れと 判断して、ローサイドパワーMOSFET をオフ、ハ イサイドパワーMOSFET をオンにします。 以上の動作により、電流共振外れをパルス・バ イ・パルス方式で検出して、動作周波数が電流共振 外れ周波数に同期し、電流共振外れの発生を抑えま す。 ROCP、C3、R6 は、8.12 過電流保護機能の項で述 べる調整に加え、電流共振外れが生じやすい動作で ある、起動、電源入力電圧オフ、出力短絡、ダイナ ミック負荷急変などでも確認し、RC 端子電圧の絶 電源入力電圧がオフした後、短時間に入力コン デンサ C1 の残留電圧を下げる場合は、図 8-33 のよ うに VSEN 端子につながる R2 をダイオード D7、 D8 を介して AC 入力側に接続します。 この回路により、 電源入力電圧がオフすると R2、 R3、R4、C4 の時定数で短時間に VSEN 端子電圧が 下がります。VSEN(OFF) = 1.100 V に低下すると ST 端 子に起動電流 ICC(ST) = 6.0 mA 相当が流れるため、入 力コンデンサの残留電圧を放電します。 D7 Main input →off D8 6 mA (ICC(ST)) C1 R2 18 ST R3 C4 U1 VSEN 1 GND 10 R4 図 8-33 入力コンデンサの残留電圧放電 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 21 SSC3S910 8.16 リセット検出機能 出力制御を行うフィードバック制御が開始しな い電源起動時に、共振動作に使う循環電流の平衡状 態が乱れてパワーMOSFET のオン期間中に循環電 流がリセットできず、マイナス電流が流れた状態で パワーMOSFET が切り替わる場合は、ハードスイッ チングが発生し、パワーMOSFET のストレスが増加 します。 ここで、循環電流とは、共振動作を行うため一次 側だけに流れる電流です。 リセット検出機能はこのハードスイッチングを 防止します。 図 8-35 に、 正常共振動作とリセット不具合のハイ サイド側の動作とドレイン電流波形例を示します。 リセット検出機能は、RC 端子電圧の絶対値が |VRC1| = 0.10 V 以上になるまで、オン期間を延長し、 ハードスイッチングを防止する機能です。なお、 オン期間が最大リセット時間 tRST(MAX) = 15 μs を超え た場合は、その時点でオン期間を終了し、ターンオ フします。（図 8-34 参照） VGH端子 電圧 Low High VGL端子 High 電圧 Low ID(H) リセット不具合波形 マイナス電流 状態でオン 0 VRC1 オン期間延長 通常のオン期間 tRST(MAX) = 5μs 図 8-34 ハイサイドオン期間のリセット検出機能 動作例 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 22 SSC3S910 ○ 正常共振動作波形 ● リセット不具合波形 B A ID(H) ID(H) C F 0 循環電流 Point A VDS(H)=0V Point D VDS(H)=0V Q(H) Q(H) Lr Off Q(L) Off Lr Off Lp Q(L) ID(H) Cv Off Cv Ci Point E VDS(H)=0V Q(H) Q(H) Lr On Q(L) Q(L) Cv Off Ci Point F Q(H) Q(H) Lr Off Lp Q(L) Lp ID(H) Cv Ci ボディーダイオードの リカバリー電流 ID(H) Off Lr Lp Q(L) Cv Ci VDS(L)= 0Vでターンオン ⇒ ソフトスイッチング 図 8-35 Lr On Lp ID(H) Point C Off Lp ID(H) Ci Point B VDS(H)=0V Off E D On Cv Ci VDS(L) >> 0Vでターンオン ⇒ ハードスイッチング 正常共振動作とリセット不具合のハイサイド側の動作とドレイン電流波形例 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 23 SSC3S910 設計上の注意点 9. 9.2 ブートストラップ周辺回路 9.1 REG 端子は、ハイサイドパワーMOSFET をドラ イブするための、ブートストラップ回路用レギュ レータ電圧出力です。図 9-1 のように D3、R12、C12 により REG 端子と VS 端子の間にブートストラップ 回路を構成します。 ハイサイド・ドライバは VB と VS 端子間電圧が ハイサイド・ドライバ動作開始電圧 VBUV(ON) = 6.8 V 以上になると動作を開始し、ハイサイド・ドライバ 動作停止電圧 VBUV(OFF) = 6.4 V 以下になると動作を 停止します。 VBUV(OFF) により、C12、D4 がショートしたときの アブノーマルの対策ができます。 D4 は、VS 端子の負電位対策用ダイオードです。 VB と VS 端子間電圧が絶対最大定格の−0.3 V 以下 にならないよう、順方向電圧 VF の小さいショット キーダイオードを接続します。 D3 は、リカバリータイムが短く、逆電流の尐な い超高速ダイオードを使用します。電源入力電圧の 上限仕様が AC265V の場合は、弊社ダイオードの超 高速整流ダイオード（UFRD）シリーズ VRM = 600 V の AG01A を推奨いたします。 C12 は、低 ESR、漏れ電流の尐ないフィルムコン デンサ、またはセラミックコンデンサを使用します。 C11 と C12 の容量、R12 抵抗値は、外付けパワー MOSFET のゲートチャージ電荷量 Qg、スタンバイ 切り替えのバースト発振動作時の VB と VS 端子間 電圧のディップ量により決まります。高圧差動プ ローブを使い VB と VS 端子間電圧を測定し、 VBUV(ON) = 6.8 V より高くなるように調整します。 C11 の目安は 0.47μF～1 μF です。C12 と R12 は、 時定数が 500 ns 以下になるように設定します。C12 は 0.047μF～0.1 μF、R12 は 2.2 Ω～10 Ω 程度です。 VGH VS 16 Q(H) T1 15 C12 D4 VB 14 U1 REG VGL GND Cv R12 12 D3 11 10 Q(L) Ci C11 ゲート端子周辺回路 VGH 端子、VGL 端子は、外付けパワーMOSFET のゲートドライブ端子です。VGH 端子、VGL 端子 のピークソース電流は– 540 mA、ピークシンク電流 は 1.50 A です。 図 9-2 の DS は、ターンオフ時のゲート立下りス ピードを早めます。RA、DS は、パワーMOSFET の 損失、ゲート波形（配線パターンによるリンギング の低減など）、EMI ノイズにより調整します。 RGS は、パワーMOSFET がターンオフするときの 急峻な dv/dt による誤動作防止用です。RGS は 10 k～ 100 kΩ 程度をパワーMOSFET のゲートとソースの 近くに接続します。 DS Drain Gate RA RGS 図 9-2 9.3 Source パワーMOSFET ゲート周辺回路 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、適宜設計 マージンを設定します。 出力側の電解コンデンサは、リップル電圧を低減 するため、スイッチング電源設計に適した、低 ESR タイプを推奨します。 ● 共振トランス 共振トランスはリーケージインダクタンスを用 いるため、巻線は線経の細いリッツ線を束にした タイプを使用し、渦電流、表皮効果による損失を 低減します。 ● 電流検出用抵抗 ROCP ROCP は、高周波スイッチング電流が流れるため、 内部インダクタンスの大きなタイプを使用する と、誤動作が生じる場合があります。内部インダ クタンスが小さく、かつ、許容損失を満たすタイ プを使用します。 ブートストラップ回路 図 9-1 ブートストラップ回路 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 24 SSC3S910 ● 電流共振用コンデンサ Ci Ci には、大きな共振電流が流れます。Ci は、損 失が尐ない大電流用のポリプロピレンフィルム コンデンサなどを使用します。また、Ci には高周 波数の電流が流れるため、コンデンサの周波数特 性を考慮する必要があります。 9.4 パターン設計 パターン配線および実装条件によって、動作や、 ノイズ、損失などに大きな影響が現れます。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 周辺回路と二次側整流回路の接続例を、図 9-4 に示します。 1) 高周波電流ループ 図 9-3 に示すように、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。 2) 制御系 GND パターン 制御系 GND パターンを GND 端子にできるだけ 近い A 点に一点アースで配線します。これによ り、制御系 GND パターンに主回路の大電流が流 れず、主回路と制御系 GND の共通インピーダン スがなくなり、制御系は、主回路の電流変化の 影響を受けにくくなります。 3) VCC 端子周り VCC 端子と C2 は、ノイズによる誤動作を防止 するため、できるだけ短く配線します。 どうしても離れてしまう場合は、IC の近くに Cf （フィルムコンデンサ 0.1μF 程度） を追加します。 4) IC の制御信号系部品 IC の制御信号系部品は IC の近くに配置し、短い パターンで IC の端子に接続します。 5) ブートストラップ回路部品 IC 近くにできるだけ短いパターンで配線し、 ループを小さくします。 6) 二次側整流平滑回路 この整流平滑パターンは交互に整流するので、 できるだけレイアウトを平衡にし、電流を平衡 にします。スイッチング電流が流れる二次側主 回路パターンのため、極力“太く”、“短く”、 ループを小さくした配線にします。 図 9-3 高周波電流ループ（斜線部分） SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 25 SSC3S910 ①主回路パターンは 太く短く配線 CY BR1 C1 R4 R3 R2 VSEN 18 2 17 3 16 ⑥2次側主回路パターン は太く短く配線 ST C4 VCC R8 FB ADJ R5 CSS C6 CL C7 C8 RC ROCP R6 R7 PL ④制御系信号部品 はICの近くに配置 SB SSC3S910 Cf C5 C9 PC1 RADJ CADJ 1 4 5 6 15 14 13 U1 VAC 7 12 8 11 9 10 T1 NC D53 D5 VGH R10 VS VB C12 NC C52 Q(H) R11 D4 CV R12 D3 D54 REG D6 VGL ⑤ブートストラップ回路は ループを小さく配線 Q(L) C11 Ci R13 GND C3 R14 D1 C10 A R1 C2 ②制御系GNDは 一点で配線 ③VCCとC2のループは、短く配線 図 9-4 電源 IC 周辺回路の接続例 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 26 SSC3S910 10. パターンレイアウト例 以下に SSC3S910 を使用した二出力タイプのパターンレイアウト例とその回路図を示します。回路記号 は図 10-1 のパターンレイアウト例に対応しています。 ⑤ブートストラップ回 路はループを小さく 配線 ① 主回 路パタ ーン は太く短く配線 ⑥二次側主回路パターン は太く短く配線 S2-1 Lp S2-2 D S1-1 S1-2 ②制御系 GND は一点 で配線 ④制 御系信号部 品は IC の近くに配置 図 10-1 CN1 F101 ③VCC とコンデンサ の ル ープ は短 く 配 線 パターンレイアウト例 L102 L101 C102 R101 R103 C101 CX102 CX101 VR101 R102 TH101 J2 D303 R201 R202 R203 R204 J5//J7 IC201 SSC3S910 T1 Q201 J6 C203 1 R205 2 VCC 3 FB NC 17 VGH 16 C205 4 ASJ VS 15 5 CSS VB 14 C206 NC 13 RC REG 12 8 PL VGL 11 9 SB GND 10 J27 Q202 D204 R215 P D203 R308 J24 J29 J33 J11 C212 D205 C218 3 C303 S1 J21 C214 Q601 R302 J1 J24 6 J14 J18 D Q204 J33 D601 R217 C225 4 Q602 R601 R610 R307 POWER_ CN401 ON/OFF C304 R604 J31 R303 Q301 TR1 R218 R609 R616 D206 R206 R216 D207 C605 R306 PC201 J20, J30, J32 C215 C217 D302 R208 J28 R602 C301 C308 10 R207 R301 S2 J12 J23 CN601 12V 7 8,9 J9 R309 D301 C211 R220 R221 R225 CL 7 J26 D304 14 R211 R210 D201 S4 C201 6 C604 1 R230 C207 C309 13 D202 R209 R613 C302 R213 J13 C103 C104 S3 18 R214 C204 R212 ST VSEN R219 J3//J8 CN602 24V 12 R606 C305 R310 R614 J15 Q606 D208 PC202 C208 C209 PC201 R200 C202 C210 C213 PC202 D602 R603 C601 R605 R305 R304 C606 R615 C216 PSA50112_Rev.1.1 図 10-2 パターンレイアウト回路図 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 27 SSC3S910 11. 電源回路例 電源回路例として、電源仕様と、その回路図および部品表、トランス仕様を以下に示します。部品表に示 す値は設計例のため、必ず実働で評価をして調整してください。 ● 電源仕様 使用 IC 入力電圧（PFC 出力） 最大出力電力 出力 1 出力 2 SSC3S910 DC 390 V 227.1 W 13 V / 6.7 A 100 V / 1.4A ● 回路図 PFC OUT D303 R202 R201 R203 R204 Q201 1 VCC 3 FB NC 17 VGH 16 4 ADJ VS 15 5 CSS VB 14 C206 13 REG 12 8 PL VGL 11 9 SB GND 10 D204 R215 P D203 C212 J29 D205 C218 J12 CN601 12V 7 3 C303 S1 8,9 S2 C214 Q601 R302 J1 C215 C217 J24 6 J14 R216 D206 R206 D J33 Q204 J18 R218 J28 J21 D302 R208 R301 C225 R609 R307 J20, J30, J32 C304 R303 C305 R604 D601 4 Q602 R601 R610 R306 PC201 POWER_ CN401 ON/OFF J31 R616 Q301 R217 C605 R602 C301 C308 10 J23 R308 J24 J33 J11 J9 R309 D301 C211 R220 R221 R225 NC RC J27 Q202 R211 R210 CL 7 J26 D304 14 R230 C207 6 C604 13 S4 C201 J13 C205 C309 1 D202 R209 R613 C302 R213 R214 R212 2 S3 18 R219 C204 ST VSEN CN602 24V 12 J6 C203 J3//J8 C103 C104 T1 J5//J7 IC201 SSC3S910 R310 R614 Q606 PC202 C209 PC201 R200 C202 C210 PC202 C216 D602 R305 R304 C606 R615 ● 部品表 記号 C103 C104 C201 C202 C203 C204 C205 C206 C207 C209 C210 C211 C212 C214 C215 C216 C217 C225 C301 C302 C303 部品名 Electrolytic Electrolytic Chip Chip Ceramic Chip Chip Chip Chip Chip Chip Ceramic Chip Ceramic Polypropylene Film Ceramic, Y1 Polypropylene Film Electrolytic Electrolytic Electrolytic Chip 定格 弊社推奨部品 450 V, 120 μF 450 V, 120 μF 50 V, 0.1 μF, 2012 50 V, 1.0 nF, 2012 Open 50 V, 2.2 nF, 2012 50 V, 0.47 μF, 2012 50 V, 0.22 μF, 2012 50 V, 220 pF, 2012 50 V, 0.22 μF, 2012 50 V, 4.7 nF, 2012 1 kV, 100 pF 50 V, 1 μF, 2012 1 kV, 100 pF 630 V, 27 nF AC300 V, 2200 pF Open 50 V, 100 μF, 35 V, 2200 μF 200 V, 220 μF Open SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 28 SSC3S910 記号 C304 C305 C308 C309 C604 C605 C606 D202 D203 D204 D205 D206 D301 D302 D303 D304 D601 D602 IC201 PC201 PC202 Q201 Q202 Q204 Q301 Q601 Q602 Q606 R200 R2011 R202* R203* R204* R206 R208 R209 R210 R211 R212 R213 R214 R215 R216 R217 R218 R219 R220 R221 R225 R230 R301 R302 R303 1 部品名 Chip Chip Electrolytic Electrolytic Electrolytic Electrolytic Chip Schottky Schottky Fast recovery Schottky Fast recovery Schottky Schottky Fast recovery Fast recovery Schottky Chip IC Photo-coupler Photo-coupler Power MOSFET Power MOSFET NPN transistor Shunt regulator PNP transistor NPN transistor NPN transistor Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip 定格 Open 50 V, 0.22 μF, 2012 35 V, 2200 μF Open Open Open Open 40 V, 1 A, SJP 40 V, 1 A, SJP 600 V, 0.5 A, Axial 40 V, 1 A, SJP 200 V, 1 A, Axial 150 V, 30 A, TO220F 150 V, 30 A, TO220F 200 V, 5 A, TO220F 200 V, 5 A, TO220F 40 V, 1 A, SJP 0Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 弊社推奨部品 SJPB-D4 SJPB-D4 AG01A SJPB-D4 AL01Z FMEN-230A FMEN-230A FML-14S FML-14S SJPB-D4 SSC3S910 PC123 相当 PC123 相当 10 A, 600 V, TO220 10 A, 600 V, TO220 3 A, 60 V, TO220 VREF = 2.50 V （TL431 相当） 0.6A, – 60V, SOT23 0.6 A, 40 V, SOT23 0.8 A, 60 V SOT-23/TO-92 47 kΩ ± 5 %, 1/4 W, 3216 1.0 MΩ ± 5 %, 1/4 W, 3216 1.0 MΩ ± 5 %, 1/4 W, 3216 1.0 MΩ ± 5 %, 1/4 W, 3216 910 kΩ + 47 kΩ ± 5 %, 1/4 W, 3216 0 Ω ± 5 %, 1/4 W, 3216 22 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 47 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 100 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 2.2 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 33 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 100 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 10 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 2.2 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 47 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 22 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 100 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 2.2 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 10 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 100 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 150 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 100 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 5.6 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 4.7 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 10 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 2SC3852 高圧の DC 電圧が印加する高抵抗のため、電源要求仕様に応じて、電食を考慮した抵抗を選択したり、直列に抵抗 を追加して、個々の印加電圧を下げたりするなどの配慮をします SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 29 SSC3S910 記号 R304 R305 R306 R307 R308* R309* R310 R601 R602 R604 R609 R610 R613* R614 R615 R616 T1 部品名 Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Chip Transformer 定格 2.2 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 Open 22 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 20 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 Open Open 15 kΩ ± 5 % , 1/8 W, 2012 1 kΩ ± 5 %, 1/10 W, 2012 2.2 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 4.7kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 Open Open Open 22 kΩ+4.7 kΩ ± 5 %, 1/8 W, 2012 Open 0 Ω ± 5 %, 1/8 W, 2012 トランス仕様参照 弊社推奨部品 * 高圧の DC 電圧が印加する高抵抗のため、電源要求仕様に応じて、電食を考慮した抵抗を選択したり、直 列に抵抗を追加して、個々の印加電圧を下げたりするなどの配慮をします ● トランス仕様 ▫ 一次側インダクタンス LP ▫ リーケージインダクタンス Lr ▫ コアサイズ ▫ 巻線仕様 巻線名称 一次巻線 VCC 用補助巻線 出力巻線 1-1 出力巻線 1-2 出力巻線 2-1 出力巻線 2-2 ：250 μH ：80 μH ：EER-42 記号 Lp D S1-1 S1-1 S2-1 S2-1 巻数（T） 33 3 2 2 15 15 線形（mm） Litz φ0.1 mm 30 本撚り TIW φ0.2 mm Litz φ0.1 mm 70 本撚り Litz φ0.1 mm 70 本撚り Litz φ0.1 mm 30 本撚り Litz φ0.1 mm 30 本撚り 形式 整列巻 スペース巻 バイファイラ巻 バイファイラ巻 バイファイラ巻 バイファイラ巻 (12) VOUT2(+) S2-1 VS (1) (11) VOUT2(-) 一次側 二次側 Lp S2-2 C215//C217 (2) D (11) VOUT2(-) (10) VOUT2(+) Lp Bobbin S2-1, S2-2 S1-1, S1-2 Bobbin Core side Core side GND (3) D (8) VOUT1(+) (7) VOUT1(-) (6) VOUT1(-) (5) VOUT1(+) S1-1 VCC (4) S1-2 トランス断面図 ●印：巻き始め SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 30 SSC3S910 使用上の注意 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。 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 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） 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 SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 31 SSC3S910 注意書き 本書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、回路例および推奨例は、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、生命権、身体権、財産権、その他一切の権利 の侵害問題について弊社は一切責任を負いません 弊社の合意がない限り、弊社は、本書に含まれる本製品（商品適性および特定目的または特別環境に 対する適合性を含む）ならびに情報（正確性、有用性、信頼性を含む）について、明示的か黙示的か を問わず、いかなる保証もしておりません 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 本書に記載している製品の使用にあたり、本書に記載している製品に他の製品・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 本書に記載している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 本書に記載している内容を、文書による弊社の承諾なしに転記・複製することを禁じます SSC3S910 - DSJ Rev.1.0 サンケン電気株式会社 2015.05.26 http://www.sanken-ele.co.jp © SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2014 32