SSC2005S

臨界モード(CRM)型
力率改善用制御 IC
SSC2005S
概要
パッケージ
SSC2005S は臨界モード型（Critical Conduction
Mode: CRM）の力率改善コンバータ用コントロール IC
です。
入力電圧検出レス方式、およびインダクタ電流検出
用の補助巻線レス方式を採用しています。これにより、
構成部品が尐なく、低スタンバイ電力で高効率な PFC
コンバータを容易に構成できます。
SOIC8
FB
1
8
VCC
COMP
2
7
OUT
RT
3
6
GND
RDLY
4
5
CS
Not to scale
特長
 補助巻線レス構成（インダクタ電流検出方式の採用）
 低待機時消費電力（入力電圧検出レス方式の採用）
 最小オフ時間制限機能（周波数の上昇を抑制）
 高精度過電流検出； −0.60 V ± 5 %
 保護機能
過電流保護(OCP) ------------------ パルス･バイ･パルス
出力過電圧保護(OVP) ------------------------- 自動復帰
FB 端子低入力電圧保護(FB_UVP) --------- 自動復帰
ヒステリシス付き過熱保護(TSD) --------------- 自動復帰
DBYP
L1
D1
VOUT
VAC
D2
C2
Q1
R1
R3
RCS
RDLY
NC
Cｆ
CS
GND
RT
OUT
COMP
VCC
FB
5
6
External power
supply
LINE
GND
U1
R4
C5
アプリケーション
R2
C1
DZCS
 VCC 端子絶対最大定格 VCC = 28 V
 OUT 端子ソース電流 IOUT(SRC) = −500 mA
 OUT 端子シンク電流 IOUT(SNK) = 1000 mA
出力電力 200 W クラスまでの各種電子機器
 AC／DC 電源
 デジタル家電（大画面 LCDTV、PDP TV など）
 OA 機器（コンピューター、サーバー、モニターなど）
 通信機器その他 SMPS
応用回路例
BR1
代表特性
7
4
RDLY
3
C4
2
C3
RVS1
8
RVS2
SSC2005S
C6
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
RT
RS
1
CP
CS
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
1
SSC2005S
目次
概要 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1
1. 絶対最大定格 --------------------------------------------------------------------------- 3
2. 推奨動作条件 --------------------------------------------------------------------------- 3
3. 電気的特性 ------------------------------------------------------------------------------ 4
4. ブロックダイアグラム -------------------------------------------------------------------- 6
5. 各端子機能 ------------------------------------------------------------------------------ 6
6. 応用回路例 ------------------------------------------------------------------------------ 7
7. 外形寸法 --------------------------------------------------------------------------------- 8
8. 捺印仕様 --------------------------------------------------------------------------------- 8
9. 動作説明 --------------------------------------------------------------------------------- 9
9.1
臨界モード（CRM）動作 ----------------------------------------------------- 9
9.2
起動動作 ----------------------------------------------------------------------- 10
9.3
リスタート回路 ----------------------------------------------------------------- 10
9.4
最大オン時間の設定 -------------------------------------------------------- 10
9.5
ゼロ電流検出機能 ----------------------------------------------------------- 11
9.6
最小オフ時間制限機能 ----------------------------------------------------- 11
9.7
過電圧保護機能（OVP） ---------------------------------------------------- 12
9.8
FB 端子低入力電圧保護機能 (FB_UVP) ------------------------------ 12
9.9
過電流保護機能（OCP） ---------------------------------------------------- 12
10. 設計上の注意点 ----------------------------------------------------------------------- 13
10.1 外付け部品 -------------------------------------------------------------------- 13
10.2 パターン設計 ------------------------------------------------------------------ 16
11. 電源回路例 ----------------------------------------------------------------------------- 17
使用上の注意 ------------------------------------------------------------------------------- 19
注意書き-------------------------------------------------------------------------------------- 20
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
2
SSC2005S
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“−”と規定します
 特記がない場合の条件 Ta = 25 °C
項 目
端子
定格
単位
VCC
8–6
28
V
OUT 端子ソース電流
IOUT(SRC)
7–6
−500
mA
OUT 端子シンク電流
IOUT(SNK)
7–6
1000
mA
VFB
1–6
−0.3～5
V
ICOMP
2–6
−200～200
µA
IRT
3–6
−500～0
µA
IRDLY
4–6
−500～0
µA
CS 端子電圧
VCS
5–6
−5～0.3
V
許容損失
PD
−
0.5
W
動作周囲温度
TOP
−
−40～110
°C
保存温度
Tstg
−
−40～150
°C
ジャンクション温度
Tj
−
150
°C
制御部電源電圧
FB 端子電圧
COMP 端子電流
RT 端子電流
RDLY 端子電流
2.
記 号
条 件
備考
推奨動作条件
推奨動作条件とは、電気的特性に示す正常な回路機能を維持するために必要な動作条件を示すものです。
実働動作においては、推奨動作条件内で使用する必要があります。
項 目
動作時 VCC 端子電圧
RT 端子抵抗値
RDLY 端子抵抗値
入出力電圧差
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
記 号
端子
Min.
Max.
単位
VCC(OP)
8–6
14
26
V
RRT
3–6
15
47
kΩ
RRDLY
4–6
15
47
kΩ
VOUT − VIN
−
20
−
V
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
備考
3
SSC2005S
電気的特性
3.
 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
 特記がない場合の条件 Ta = 25 °C、VCC = 14 V、VCS = 0.1 V
項目
記 号
条件
端子
Min.
Typ.
Max.
単位
電源起動動作
動作開始電源電圧
VCC(ON)
8–6
10.5
12.0
13.5
V
動作停止電源電圧
VCC(OFF)
8–6
8.2
9.5
11.0
V
動作開始停止ヒステリシス
VCC(HYS)
8–6
1.4
2.5
3.1
V
動作時回路電流
ICC(ON)
8–6
2.0
3.1
4.4
mA
非動作時回路電流
ICC(OFF)
VCC = 9.5 V
8–6
40
80
160
µA
最大オン時間
tON(MAX)
V FB = 1.5 V
RDLY = 22 kΩ
7–6
15
23
33
µs
最小オフ時間
tOFF(MIN)
RDLY = 22 kΩ
7–6
1.8
2.5
3.2
µs
VRDLY
4–6
1.3
1.5
1.7
V
RT 端子電圧
VRT
3–6
1.3
1.5
1.7
V
フィードバック制御電圧
VFB
1–6
2.46
2.50
2.54
V
VFB(LR)
1–6
−8
1
12
mV
IFB
1–6
−3.2
−2.0
−1.0
µA
60
103
150
µS
18
40
72
µA
発振制御
RDLY 端子電圧
フィードバック
ラインレギレーション
フィードバック端子
バイアス電流
COMP 端子流入電流
ICOMP(SNK)
1–6
2–6
2–6
COMP 端子流出電流
ICOMP(SRC)
2–6
−72
−40
−18
µA
ゼロデューティ COMP 電圧
VCOMP(ZD)
2–6
0.50
0.65
0.90
V
tRS
−
30
50
80
µs
誤差増幅器コンダクタンス
gm
リスタート時間
ドライブ出力
ハイレベル出力電圧
VOH
IOUT = –100 mA
7–6
10.0
12.0
13.5
V
ローレベル出力電圧
VOL
IOUT = 200 mA
7–6
0.40
0.75
1.25
V
出力立ち上がり時間
(2)
tr
COUT = 1000 pF
7–6
−
60
120
ns
出力立ち下がり時間
(2)
tf
COUT = 1000 pF
7–6
−
20
70
ns
5–6
−16
−10
−4
mV
5–6
1.00
1.35
1.70
µs
VCS(OCP)
5–6
−0.63
−0.60
−0.57
V
tDLY(OCP)
5–6
100
250
400
ns
ICS
5–6
−110
−75
−40
µA
電流検出、過電流保護機能
ゼロ電流検出しきい電圧
ゼロ電流検出遅延時間
VCS(ZCD)
(1)
過電流保護しきい電圧
過電流保護遅延時間
CS 端子流出電流
(1)
(2)
(1)
tDLY(ZCD)
RDLY = 22 kΩ
設計保証項目
図 3-1 参照
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
4
SSC2005S
項目
記 号
条件
端子
Min.
Typ.
Max.
単位
1.090
×VFB
90
1.105
×VFB
125
mV
FB 端子保護機能
過電圧保護しきい電圧
VOVP
1–6
過電圧保護ヒステリシス
VOVP(HYS)
1–6
1.075
×VFB
55
低電圧保護しきい電圧
VUVP
1–6
200
300
400
mV
低電圧保護ヒステリシス
VUVP(HYS)
1–6
80
120
160
mV
V
過熱保護機能
熱保護動作温度
(1)
Tj(TSD)
–
135
150
–
°C
熱保護動作ヒステリシス
温度
(1)
Tj(TSDHYS)
–
–
10
–
°C
(1)
θj-A
–
–
–
180
°C/W
熱特性
ジャンクション－エアー間
熱抵抗
(1)
設計保証項目
90%
VOUT
10%
tr
tf
図 3-1 スイッチング時間
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
5
SSC2005S
4.
ブロックダイアグラム
＋
OVP
REG
8 VCC
－
UVLO
＋
1.090V×VFB
－
12.0V
/9.5V
UVP
－
＋
－
300mV
/420mV
R
＋
Q
7
OUT
6
GND
5
CS
S
Error AMP
1
－
OCP
－
FB
＋
＋
-0.60V
VFB=2.50V
OSC
ZCD
COMP 2
＋
－
-10mV
3
4
RT
5.
RDLY
各端子機能
端子番号
記号
機能
フィードバック信号入力／過電圧保護信号入力
／FB 端子低入力電圧保護信号入力
FB
1
8
VCC
1
FB
COMP
2
7
OUT
2
COMP
RT
3
6
GND
3
RT
RDLY
4
5
CS
4
RDLY
5
CS
6
GND
グランド
7
OUT
ゲートドライブ出力
8
VCC
制御回路電源入力
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
位相補償調整
最大オン時間調整
ボトムオンタイミング調整
過電流保護信号／ゼロ電流検出信号入力
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
6
SSC2005S
6.
応用回路例
DBYP
BR1
L1
D1
VAC
D2
VOUT
R2
Q1
C2
C1
R1
R3
LINE
GND
RCS
R4
U1
CS
5
NC
C5
DZCS
GND
6
Cｆ
External Power supply
7
8
RDLY
RT
OUT
COMP
VCC
FB
RDLY
3
C4
2
C3
RVS1
SSC2005S
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
4
CP
1
C6
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
RVS2
RS
RT
CS
7
SSC2005S
7.
外形寸法
SOIC8
1.6
(0.063)
3.8
(0.15)
1.27
(0.0500)
Land Pattern Example (not to scale)
NOTES:
1) 単位：mm
2) Pb フリー品(RoHS 対応)
8.
0.61
(0.024)
捺印仕様
8
SC2005
Part Number
SKYMD
1
Lot Number
Y is the last digit of the year (0 to 9)
M is the month (1 to 9,O,N or D)
D is a period of days
1 : 1st to 10th
2 : 11th to 20th
3 : 21st to 31st
Sanken Control Number
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
8
SSC2005S
動作説明
9.
 特記なき場合の特性数値は、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
臨界モード（CRM）動作
9.1
図 9-1、図 9-2 のように、本 IC は、スイッチング素子
Q1 のオン／オフをブースト巻線電流がゼロになるタイ
ミング（臨界モード）で行います。これにより、パ
ワーMOSFET のターンオン時の di/dt を低くできます。
また、VDS の自由発振波形のボトムポイントでターン
オン（擬似共振動作）するように調整が可能です。これ
により、ノイズおよびスイッチング損失が尐ない、高効率
な PFC 回路が実現できます。
電圧 VFB = 2.50 V を比較します。この Error AMP の出
力を COMP 端子で平均化、および位相補償します。さ
らに、COMP 端子電圧 VCOMP とランプ波形 VOSC を比較
してオン時間を決めます。COMP 端子に接続したコン
デンサで、20 Hz 以下の低周波数に応答するようにする
ことで、商用周期では、オン時間はほぼ一定になります
（図 9-4）。
オフ時間とターンオン遅延時間は、ドレイン電流のゼ
ロ電流検出と、RDLY 端子の抵抗値による遅延時間で
決まります。これによりインダクタの補助巻線が不要で、
簡素な PFC 回路が実現できます。
L1
D1
U1
Q1
7
PWM COMP
VCOMP
OUT
Q1
C1
VAC
VSET
FB 1
VFB
= 2.5V
VOSC
ZCD COMP
VCS(ZCD)= -10mV
RVS2
C6
OSC
IOFF
C2
D
CS
5
ION
S
RVS1
Error AMP
Q R
S
D1
L1
VOUT
RT
3
COMP
2
GND
6
RDLY
4
RS
RCS
C5
DZCS RT
C3
RDLY
C4
CS
CP
RCS
R4
図 9-1 PFC 回路
IL=ION+IOFF
図 9-3 CRM 制御
√2×VACRMS
ILPEAK
VAC(t)
1
I L平均   ILPEAK
2
ILPEAK
IL(t)
√2×IACRMS
IAC(t)
ION
IOFF
ボトムオン
tON tOFF
自由発振
VCOMP
VOSC
Q1 VDS
OFF
ON
OFF
ON
ターンオン遅延時間
図 9-2 CRM 動作とボトムオン動作
VSET
OUT端子電圧
本 IC の CRM 制御の内部ブロック図を、図 9-3 に示
します。パワーMOSFET Q1 は、自励発振でスイッチン
グします。
オン時間の制御は次のように行います。まず FB 端子
の誤差増幅器（Error AMP）で RVS2 の検出電圧と基準
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
ILPEAK(t)
VAC(t)
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
IL平均(t)
図 9-4 動作波形
9
SSC2005S
9.2
起動動作
図 9-5 に VCC 端子周辺回路を示します。
VCC 端子は、制御回路電源入力端子で、外部電源
より電圧を供給します。図 9-6 のように、VCC 端子電圧
が、動作開始電源電圧 VCC(ON) = 12.0 V まで上昇すると、
制御回路が動作を開始します。制御回路動作後、動作
停止電源電圧 VCC(OFF) = 9.5 V 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。
起動時は COMP 端子電圧がゼロから上昇するため、
図 9-3 の VCOMP 信号は低い状態から徐々に増加しま
す。このソフトスタート機能により、起動時はオン幅が
徐々に増加して出力電力上昇を抑え、部品ストレスを
軽減します。
8
外部
電源
3
Cf
U1
VCC
COMP
RS
CP
GND
6
CS
リスタート回路
9.3
本 IC は自励発振です。OUT 端子の出力が、リス
タート時間 tRS = 50 μs 以上のオフ時間を継続すると、リ
スタート回路は、スイッチング動作のトリガーとして OUT
端子にオン信号を出力します。これにより、IC はスイッ
チング動作を開始します。
起動時や軽負荷時には、発振と停止を繰り返す間欠
発振動作になります。間欠発振動作時は、リスタート回
路が動作し、スイッチング動作を安定にします。
tRS = 50 μs は動作周波数 20 kHz にあたるので、イン
ダクタンス値の設計の際は、最低動作周波数を 20 kHz
より高い値に設定します。
なお、定常動作時はゼロ電流検出回路が動作してオ
フ時間を決めます。
最大オン時間の設定
9.4
過渡状態時のトランスの音なりを抑制するため、最大
オン時間 tON(MAX)を設けています。この tON(MAX)は RT 端
子に接続する抵抗 RT で調整ができます。
図 9-7 に RT 値と tON(MAX)の IC 設計値を示します。
RT の抵抗値は、tON(MAX)が式(9)で求める tON(SET)MAX より、
大きな値を選択します（10.1 “インダクタ”項参照）。
tON(MAX) (μs)
CRM モードの昇圧方式のオフデューティ DOFF は、時
間 ご と の 商 用 入 力 電 圧 を VAC(t) と す る と 、
DOFF(t) = VAC(t) / VOUT の関係があり、入力電圧に比例
します。
以上の制御により、図 9-4 のようにインダクタンス電
流 IL のピーク電流 ILPEAK は正弦波状になります。入力
部のローパスフィルタでリップル電流を削除すると、入
力電流は商用正弦波入力電圧に相似な波形になり、
高力率が実現できます。
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
RT (kΩ)
図 9-5 VCC 端子周辺回路
図 9-7 RT vs.tON(MAX)特性 IC 設計値
回路電流 ICC
VCC（OFF）
起動
停止
ICC（ON）
VCC（ON）
VCC
端子電圧
図 9-6 VCC 端子電圧と回路電流 ICC
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
10
SSC2005S
IL
D1
VOUT
tDLY は RDLY 端子の抵抗値 RDLY で決まります。RDLY
と tDLY の関係（IC の設計値）を図 9-10 に示します。
実際の波形を確認し、図 9-11 のように、ターンオン
タイミングが、VDS の自由発振のボトムになるよう、RDLY
値を調整します。
オン信号の出力タイミングを、VDS の自由発振のボト
ムにすること（擬似共振動作）により、ターンオン時の
サージ電流とスイッチング損失を低減できます。これに
より、低ノイズで高効率な PFC 回路を実現できます。
3.0
2.5
2.0
(μs)
図 9-8 に RDLY 端子と CS 端子の周辺回路、図 9-9
に各端子の動作波形を示します。
パワーMOSFET のオフ時間と、ドレイン－ソース間電
圧 VDS のボトムオンタイミングは、CS 端子によるインダク
タ電流 IL のゼロ電流検出と、RDLY 端子の抵抗値によ
る遅延時間で設定します。
これによりインダクタの補助巻線が不要で、簡素な
PFC 回路が実現できます。
IL のゼロ電流検出信号は、図 9-8 のように検出抵抗
RCS で検出し、CS 端子に入力します。パワーMOSFET
がオフの期間に、CS 端子の電圧がゼロ電流検出しきい
電圧 VCS(ZCD) = −10 mV の絶対値より小さくなると、
ターンオン遅延時間 tDLY 後に OUT 端子にオン信号を
出力します。
1.5
tDLY
ゼロ電流検出機能
9.5
1.0
0.5
L1
Q1
ID
0.0
7
U1
OUT
15
20
35
40
45
50
55
60
図 9-10 RDLY vs.tDLY 特性 IC 設計値
OSC
CS
5
30
RDLY (kΩ)
ZCD COMP
VCS(ZCD)= －10mV
C1
25
RT
3
GND
RDLY
4
tDLY
6
VDSボトムポイント
自由発振
RCS
R4
C5 DZCS RT C3 RDLY C4
適切な遅延時間
図 9-8 RDLY 端子、CS 端子周辺回路
VDS
遅延時間が短い
→RDLYを大きくする
0
遅延時間が長い
→RDLYを小さくする
ID
図 9-11 VDS ターンオンタイミング
0
OUT端子電圧
IL
0
9.6
CS端子電圧
0
VZCD
ターンオン遅延時間 tDLY
最小オフ時間制限機能
軽負荷時の動作周波数の上昇を抑えるため、最小
オフ時間 tOFF(MIN) = 2.5 μs を設けています。
tOFF(MIN)よりインダクタのエネルギの放出時間が短い
場合、IC は不連続動作(DCM)になります。
図 9-9 ゼロ電流検出
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
11
SSC2005S
過電圧保護機能（OVP）
9.7
図 9-12 に過電圧保護の動作波形を示します。
FB 端子電圧が過電圧保護しきい電圧 VOVP に達する
と、瞬時に OUT 端子出力をオフにし、スイッチング動作
が停止します。これにより、出力電圧の上昇を防止しま
す。VOVP はフィードバック制御電圧 VFB = 2.50 V の
1.090 倍です。その後、FB 端子電圧が VOVP − VOVP(HYS)
に下がると、スイッチング動作を再開します。
なお、FB 端子に何も接続していない状態（FB 端子と
出力検出抵抗の間がオープン）になった場合は、FB 端
子の電圧が上昇するため、過電圧保護機能(OVP)が動
作します（0 項参照）。異常要因を取り除き、正常な制御
に戻るとスイッチング動作を再開します。
過電流保護機能（OCP）
9.9
図 9-14 に CS 端子の周辺回路と内部ブロック図を示
します。本 IC の過電流検出機能は、インダクタ電流 IL
を電流検出抵抗 RCS で検出し、RCS の両端電圧 VRCS を
CS 端子に入力します。検出電圧 VRCS と過電流保護し
きい電圧 VCS(OCP) = −0.6 V を OCP COMP で比較します。
VRCS が VCS(OCP)の絶対値より大きくなると、パルス・バイ・
パルスで OUT 端子の出力をオフにします。
図 9-14 のように、CS 端子には R4、C5 の CR フィル
タおよび、過電圧保護用のツェナーダイオード DZCS を
接続します。
FB端子電圧
VOVP
VOVPHYS
OUT端子
電圧
図 9-12 過電圧保護動作波形
L1
D1
Q1
FB 端子低入力電圧保護機能
(FB_UVP)
9.8
7
VOUT
U1
ZCD
COMP
OUT
C2
VCS(ZCD)
= －10mV
FB 端子低入力電圧保護機能(FB_UVP)は、フィード
バックループの異常（RVS1 オープンや、RVS2 ショートな
ど）で、FB 端子電圧が低下し、出力電圧 VOUT が異常
上昇した場合に動作します。
図 9-13 に FB 端子周辺回路および内部ブロック図を
示します。FB_UVP 機能は、フィードバックループの異
常で FB 端子電圧が VUVP = 300 mV 以下になると、瞬
時に OUT 端子電圧を Low にし、スイッチングを停止し
ます。これにより、VOUT の上昇を防止します。異常要因
を取り除き、FB 端子電圧が VUVP + VUVP(HYS) まで上昇
すると、スイッチング動作を再開します。
OCP
COMP
VCS(OCP)
= －0.60V
CS
GND
6
5
DZCS
VRCS
C5
RCS
R4
LINE GND
図 9-14 CS 端子周辺回路および内部ブロック図
VOUT
U1
Error AMP
PWM COMP
IFB
RVS1
FB
1
VFB
= 2.50V
VOSC
C6
VOVP
= 1.090×VFB
VOVP(HYS)
= 90mV
OVP
UVP
GND
RVS2
VUVP
= 300mV
VUVP(HYS)
= 120mV
6
図 9-13 FB 端子周辺回路および内部ブロック図
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12
SSC2005S
大きすぎるとダイナミック変動時などの応答が遅れ、
出力電圧低下などの原因になります。また、CS 、RS
は起動時のソフトスタート期間に影響するので、最終
的に実機で動作を確認し、定数の調整が必要です。
CP は主に出力リップルの平均化用で、小さすぎると
出力リップルの影響を受け、不安定動作になる可能
性があります。CP の容量は 0.47 μF 程度を選定しま
す。
10. 設計上の注意点
10.1 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。
図 10-1 に IC の周辺回路を示します。
L1
D1
VOUT
U1
Q1
7
PWM COMP
VCOMP
OUT
RVS1
Error AMP
FB 1
Q R
S
VSET
VFB
= 2.5V
VOSC
ZCD COMP
VCS(ZCD)= -10mV
RVS2
C6
OSC
CS
5
RT
3
GND
6
RDLY
4
 RDLY 端子周辺回路 RDLY、C4
図 10-1 の RDLY はパワーMOSFET のターンオンタイ
ミング（ターンオン遅延時間 tDLY）の設定用抵抗です。
0 ゼロ電流検出機能を参照し、適切な tDLY になるよう、
RDLY の値を設定します。
C4 はスイッチングノイズ低減用のコンデンサで、0.01
μF 程度を接続します。
COMP
2
RS
RCS
C5
DZCS RT
C3
RDLY
C4
CP
CS
R4
図 10-1 IC 周辺回路
 FB 端子周辺（出力電圧検出）回路
図 10-1 の出力電圧設定値 VOUT は、検出抵抗 RVS1、
RVS2 で決まり、次式で求めます。
 V

VOUT   FB  I FB   R VS1  VFB
 R VS 2

ここで、
VFB
IFB
RVS1、RVS2
(1)
：フィードバック制御電圧 2.50 V
：バイアス電流 –2 µA
：出力電圧設定値 VOUT となる抵抗値
RVS1 は、高圧の DC 電圧が印加する高抵抗のため、
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。
C6 はスイッチングノイズ低減用のコンデンサで、100
pF～3300 pF 程度を接続します。
 COMP 端子周辺回路 RS、CS、CP
図 10-1 の COMP 端子は、FB 端子電圧が入力され
た Error AMP の出力を平均化します。この信号
VCOMP とランプ波形 VOSC を比較してオン時間を制御
します。
CS、RS は、負荷に応じてオン時間を変動する際の応
答速度を調整します。コンデンサと抵抗の値はそれ
ぞれ CS = 1 μF、RS = 10 kΩ 程度を選定します。CS が
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 RT 端子周辺回路 RT、C3
図 10-1 の RT は最大オン時間 tON(MAX)設定用の抵抗
値です。tON(MAX)が、式(9)で設定する tON(SET)MAX より
大きな値になるよう、RT を設定します。（図 9-7 参照）
C3 は、スイッチングノイズ低減用です。RT と並列に
0.01 μF 程度を接続します。
 CS 端子周辺回路
図 10-1 の RCS は電流検出用の抵抗です。過電流保
護しきい電圧 VCS(OCP) = −0.6 V と式(12)より、次式(2)
で求めます。
R CS 
VCS( OCP )
I LP
(2)
また、CS 端子には R4、C5 の CR フィルタおよび、ツ
ェナーダイオード DZCS を接続します。
R4、C5 の CR フィルタは、パワーMOSFET のターン
オン時のドレイン電流サージに OCP COMP が応答し、
IC が不安定な動作になるのを防止します。
R4 は、OCP 検出およびゼロ電流検出（0 項参照）の
検出精度に影響を与えるため、47 Ω 程度を推奨しま
す。
C5 は、C5 と R4 による CR フィルタのカットオフ周波
数が 1 MHz 程度になるよう、次式を満たす容量を推
奨します。
C5 
1
2 π1MHz  R 4
(3)
式(3)より、R4 = 47 Ω とき、C5 = 3300 pF 程度になりま
す。
CS 端子電圧の絶対最大定格は−5 V です。DZCS は、
起動時に出力コンデンサ C2 を充電するために流れ
る突入電流が、RCS に流れた際の CS 端子の過電圧
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13
SSC2005S
保護用です。
DZCS のツェナー電圧 は、過電流保護し きい電圧
VCS(OCP)よりも大きく、CS 端子の絶対最大定格未満で、
3.9 V 程度を推奨します。
 OUT 端子周辺（ゲートドライブ）回路
図 10-2 に OUT 端子の周辺回路を示します。
ゲートドライブの出力である OUT 端子は、外付けの
パワーMOSFET を直接駆動できます。
OUT 端子の最大出力電圧は VCC 端子電圧、最大
出力電流はソース−500 mA、シンク 1000 mA です。
R1 はソース電流制限用の抵抗、R2、D2 はシンク電
流制限用の抵抗とダイオードです。これらは、ゲート
電圧のリンギングや EMI ノイズを低減するために調
整が必要で、数 Ω～数十 Ω 程度を接続します。
R3 は、パワーMOSFET ターンオフ時の急峻な dV/dt
による誤動作を防止するための抵抗で、パ
ワーMOSFET のゲートとソース近くに接続します。R3
は 10 kΩ～100 kΩ 程度を接続します。
R1、R2、D2、R3 は、基板パターン、パワーMOSFET
の端子間容量と関係があるため、実機で動作を確認
し、定数を調整します。
VCC 端子は、制御回路電源入力端子で、外部電源
より電圧を供給します。
VCC 端子が外部電源から離れている場合は、バイパ
スコンデンサとして VCC 端子と GND 端子の近くにノ
イズ除去用のフィルムコンデンサ Cf を追加します。Cf
の容量は 0.47μF 程度です。
 パワーMOSFET Q1
パワーMOSFET の VDSS 電圧は、出力電圧 VOUT に対
し十分にマージンがあるものを選定します。
また、パワーMOSFET のスイッチング損失、および
オン抵抗による損失を考慮し、放熱器サイズを選定
します。
オン抵抗の損失 PRDS(ON)は、次式より求めます。
ドレイン電流実効値 IDRMS は、
I DRMS＝
2  2  POUT
1 4  2  VACRMS(MIN)

－
(4)
  VACRMS ( MIN )
6
9 π VOUT
これより、オン抵抗の損失 PRDS(ON)は、
PRDS (ON )  I DRSM   R DS(ON )125　C
2
(5)
L1
U1
OUT
Q1
R1
7
R2
D2
GND
6
R3
RCS
図 10-2 OUT 端子周辺回路
 VCC 端子周辺回路
図 10-3 に VCC 端子の周辺回路を示します。
8
外部電源
Cf
 ブーストダイオード DFW
ブーストダイオード DFW のピーク逆電圧 VRSM は、出
力電圧 VOUT に対し十分にマージンがあるものを選定
します。また、ノイズ、損失低減のため、逆回復時間
trr の短い超高速ダイオードを推奨します。弊社ライン
アップについては弊社営業へお問合せください。
放熱器のサイズは、順方向降下電圧 VF による損失と、
リカバリー電流による損失を考慮して選定します。
VF による損失 PDFW は、次式で求めます。
U1
VCC
P DFW  VF  I OUT
GND
6
図 10-3 VCC 端子周辺回路
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ここで、
VACRMS(MIN) ：商用入力電圧の下限の実効値 (V)
POUT
：出力電力 (W)
η
：PFC の効率
RDS(ON)125°C ：Tch = 125 °C における、パワーMOSFET
のオン抵抗値
(6)
ここで、
VF ：ブーストダイオードの順方向降下電圧 (V)
IOUT ：出力電流 (A)
 バイパスダイオード DBYP
突入電流などの過大電流に対し、ブーストダイオード
DFW を保護するバイパス用ダイオードです。サージ電
流耐量の高いダイオードを推奨します。弊社ラインア
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SSC2005S
ップについては弊社営業へお問合せください。
 出力側コンデンサ C2
出力の平滑コンデンサは、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。また、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。
C2 の容量 CO は、以下の式(7)、式(8)を計算し、大き
い容量を選択します。
1) C2 のリップル電圧を VOUT(RI) （例 10 VPP）とすると、
CO 
I OUT
2    f LINE  VOUT ( RI )
(7)
ここで、
fLINE ：商用周波数 (Hz)
IOUT ：出力電流 (A)
C2 の両端圧 VC2 は VC 2 VOUT 
VOUT ( RI )
になるた
2
め、リップル電圧が大きい場合、VC2 の最大値付近で
過電圧保護しきい電圧 VOVP に達したり、VC2 の最小
値付近で昇圧動作が停止し、入力電流波形が歪ん
だりする場合があります。このような場合は、CO を大
きくしたり、出力電圧設定値（昇圧電圧値）を変更し
たりする必要があります。
V
2  POUT  t HOLD
OUT
2  VOUT ( MIN ) 2  
VOUT  2  VACRMS ( MIN )
(9)
f SW (SET )  VOUT
ここで、
VOUT
：出力電圧(V)
VACRMS(MIN) ：商用入力電圧下限の実効値(V)
2) 出力電圧 VOUT
昇圧コンバータの出力電圧 VOUT は、入力電圧より高
くなります。このため VOUT 設定電圧は、次式に示す
ように、一般に、商用入力電圧上限値の波高値より
20 V 以上高く設定します。
VOUT  2  VACRMS ( MAX )  20(V)
ここで、
VACRMS(MAX)
(8)
(10)
：商用入力電圧の上限値(V)
tHOLD を 20 ms、PO = 200 W、効率 η = 90 %、出力電
圧を 330 V～390 V とすると、Co = 205 μF なので、
220 μF 程度を接続します。
 インダクタ
CRM モードのインダクタの LP 値は、以下のように求
めます。
また、インダクタは銅損・鉄損による温度上昇や磁気
飽和に対し、適宜マージンを設けます。
1) 動作周波数 fSW(SET)と最大オン時間 tON(SET)MAX の
設定
商用入力電圧の波高値部分における最低動作周波
数 fSW(SET)を決めます。

  VACRMS   VOUT  2  VACRMS
2  POUT  f SW (SET )  VOUT
2
LP 
ここで、
tHOLD
：出力保持時間(s)
VOUT(MIN) ：出力保持時の C2 の許容最低出力電圧(V)
η
：効率
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t ON (SET ) MAX 
3) インダクタンス値 LP
次式の VACRMS に商用入力電圧の上限と下限を代入
し、LP を求め、値の小さい方を用います。
2) 出力保持時間を tHOLD とすると、
CO 
CRM モードの動作周波数は、商用入力電圧の波高
値部分が最も低く、入力電圧が低くなるにしたがい高
くなります。波高値部分の動作周波数 fSW(SET)は、可
聴周波数より高い 25 kHz 以上に設定します。
そのときの最大オン時間 tON(SET)MAX は次式で求めま
す。なお、“9.4 最大オン時間の設定”項の最大オン
時間 tON(MAX)は、tON(SET)MAX より大きい値に設定にし
ます。

(11)
ここで、
VACRMS ：商用入力電圧の上限/下限の実効値 (V)
POUT
：出力電力 (W)
η
：PFC の効率
(η は、パワーMOSFET のオン抵抗 RDS(ON)
と、整流ダイオードの順方向降下電圧 VF
に依存し、通常 0.90～0.97 の範囲)
4) インダクタピーク電流 ILP
商用入力電圧下限値の波高値部分のピーク電流 ILP
は、次式で求めます。
ILP 
2  2  POUT
  VACRMS ( MIN )
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(12)
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10.2 パターン設計
スイッチング電源は、高周波かつ高電圧の電流経路
が存在し、基板のパターンや部品の実装条件が、動作、
ノイズ、損失などに大きく影響します。そのため、高周波
電流ループは極力小さくし、パターンを太くして、ライン
インピーダンスを低くする必要があります。
また、GND 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。
さらに、以下に示す内容を配慮したパターン設計が
必要です。
図 10-4 に IC 周辺回路の接続例を、図 10-5 に IC 周
辺のレイアウト例を示します。
(1) 主回路パターン
スイッチング電流が流れる主回路パターンです。こ
のパターンは極力太く、電流ループを小さく配線し
ます。
(2) GND 端子周り
制御系 GND パターンに主回路の大電流が流れる
と、IC の動作に影響を与える可能性があります。制
御系の GND は専用パターンにし、RCS のできるだけ
近くに配線します（図 10-4 の A 点）。
(3) 電流検出用抵抗 RCS 周り
RCS は、MOSFET のソースと CS 端子の近くに配置し
ます。CS 端子の周辺部品への配線は、専用パ
ターンで RCS の根元から接続します。
主回路系と制御系のグランドは RCS 近傍で接続しま
す
(4) IC 周辺部品
IC に接続する制御系の部品は IC の近くに配置し、
最短で各端子に接続します。
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(1) 主回路パターン
太く、ループを小さく配線
BR1
DBYP
L1
D1
VAC
D2
VOUT
R2
C2
Q1
C1
R1
R3
(3)RCSは、ソース端
子の近くに配置。
LINE
GND
RCS
(3)RCS の根元から専
用パターンで接続
A
R4
(2)制御系GND
専用パターンで、RCSの近くに
一点で配線
U1
RDLY
GND
NC
RT
OUT
COMP
5
DZCS
RDLYC4
CS
4
C5
6
RT
C3
3
CP
7
Cｆ
External Power
Supply
FB
VCC
8
2
RS
CS
RVS1
1
SSC2005S
C6
RVS2
(4)ICに接続する部品はICの近くに配置し、最短で各端子に接続
図 10-4 IC 周辺回路の接続例
Q1
C1
C2
RCS
Close to C1
Close to C2 and source of Q1
R4
DZCS
Q1 gate drive
C5
VOUT
6
5
CS
7
OUT
VCC
Cf
8
GND
External power
supply
U1
Main trace
2
RDLY
Control GND trace
3
4
C4
RT
CP
CS
C3
RS
RDLY
1
RVS1
RT
COMP
FB
C6
RVS2
SSC2005S
図 10-5 IC 周辺のパターンレイアウト例
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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。
 電源仕様
使用 IC
入力電圧
入力電力
出力電圧
動作周波数（入力電圧波高値部分）
SSC2005S
AC 85～AC 265 V
200 W
398 V
60 kHz (AC 265 V)
 回路図
F1
D3
BR1
L1
D1
VAC
C1
D2
C2
VOUT
R2
Q1
C4
C3
R1
R3
R5
LINE
GND
R4
R6
DZ1
C10
CS
RDLY
NC
U1
RT
5
GND
6
7
C11
External
power supply
8
OUT
COMP
VCC
FB
R14
R13
R10
R15
R12
R11
4
R9
3
C9
2
C8
SSC2005S
C6
1
C5
R17
R8
R7
C7
R16
 部品表
記号
部品名
定格(1)
弊社
推奨部品
記号
部品名
定格(1)
弊社
推奨部品
BR1
General
600 V
R5
General
0.15 Ω, 2W
F1
Fuse
AC 250 V
R6
General
0.15 Ω, 2W
Inductor
L1
160 μH
R7
General
10 kΩ
C1
Ceramic
450 V, 0.68 μF
R8
General
22 kΩ
C2
Ceramic
450 V, 0.68 μF
R9 (2) General
22 kΩ
C3 (2) Ceramic
450 V, 180 μF
R10 (3) General
470 kΩ
C4 (2) Ceramic
1kV,100pF
R11 (3) General, 1%
560 kΩ
C5
Ceramic
1000 pF
R12 (3) General, 1%
560 kΩ
C6
Ceramic
0.47 μF
R13 (3) General, 1%
560 kΩ
C7
Ceramic
1 μF
R14 (3) General, 1%
680 kΩ
C8
Ceramic
0.01 μF
R15 (3) General, 1%
680 kΩ
C9
Ceramic
0.01 μF
R16
General, 1%
680 kΩ
C10
Ceramic
3300 pF
R17
General
33 kΩ
C11
Ceramic
0.47 μF
D1
Fast recovery
600V, 10 A
FMNS-1106S
R1 (2) General
100 Ω
D2
Schottky
60 V, 0.7 A
AK06
R2 (2) General
10 Ω
D3
General
600V, 1.2A
RM10A
R3 (2) General
100 kΩ
U1
IC
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R4
General
47 Ω
(1)
特記のない部品の定格は、コンデンサ：50 V 以下、抵抗：1/8 W 以下
(2)
実機評価で調整が必要な部品
(3)
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
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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
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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
SSC2005S-DS Rev.1.3
Dec. 18, 2013
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
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