アプリケーションノート

NR301E アプリケーションノート
Rev.1.3
NR301E
アプリケーションノート
Rev.1.3
サンケン電気株式会社
SANKEN ELECTRIC CO., LTD.
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目次
概要------------------------------------------------------------------------------------------------ 3
1.
電気的特性 -------------------------------------------------------------------------------- 4
1.1 絶対最大定格 ------------------------------------------------------------------------ 4
1.2 推奨動作条件 ------------------------------------------------------------------------ 4
1.3 電気的特性 --------------------------------------------------------------------------- 5
2.
ブロックダイアグラムと各端子機能 ----------------------------------------------------- 6
2.1 ブロックダイアグラム ----------------------------------------------------------------- 6
2.2
各端子機能 --------------------------------------------------------------------------- 6
3.
応用回路例 -------------------------------------------------------------------------------- 7
4.
熱減定格曲線 ----------------------------------------------------------------------------- 8
5.
PCB 基板推奨レイアウト ----------------------------------------------------------------- 8
6.
外形寸法 ----------------------------------------------------------------------------------- 9
7.
捺印仕様 ----------------------------------------------------------------------------------10
8.
動作説明 ----------------------------------------------------------------------------------11
8.1 定電圧制御 --------------------------------------------------------------------------11
8.2 過電流保護 --------------------------------------------------------------------------11
8.3 過熱保護 -----------------------------------------------------------------------------11
9.
設計上の注意点 -------------------------------------------------------------------------12
9.1 入出力コンデンサ CIN、COUT の選定 -------------------------------------------12
9.2 ADJ 端子について -----------------------------------------------------------------12
9.3 VC 端子について -------------------------------------------------------------------12
9.4
逆バイアス保護ダイオードについて ---------------------------------------------12
注意書き -----------------------------------------------------------------------------------------13
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概要
パッケージ
NR301E は Exposed SOIC 8 パッケージに搭載した 1A 出
力タイプの低飽和型レギュレータです。出力電圧は外付
け抵抗により設定でき、出力 ON/OFF 端子を備えていま
す。保護回路は過電流保護、
過熱保護回路を内蔵しています。出力コンデンサはセラ
ミックコンデンサに対応しています。
●
●
●
パッケージ名：Exposed SOIC 8
裏面ヒートスラグ付き
面実装 8 ピンパッケージ
特徴
●
●
●
●
外付け抵抗により出力電圧を設定可能
VC 端子による出力 ON/OFF が可能
セラミックコンデンサ出力に対応
各種保護機能内蔵
－過電流保護(OCP)
－温度ヒステリシス付き過熱保護(TSD)
アプリケーション
主要スペック
●
●
●
●
●
●
●
●
ローカル電源用
LCD-TV/STB/DVD/Blu-Ray
Audio/PC
USB 出力部保護
入力電圧 Vin=2.7V～27V（推奨）
基準電圧 VFB = 1.0V ±1.5%
出力電流 Io= 1.0A
入出力電圧差 VDIF = typ. 0.6V
シリーズラインアップ
製品名
Vin(max)
Io(max)
Vc(on/off)
VDIF
NR301E
30V
1A
2V/0.6V
0.6V@1A,[email protected]
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1.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
 各電流値は、IC を基準として Source を“＋”､ sink を“－”と規定します
1.1 絶対最大定格
表 1 絶対最大定格 （特記がない場合の条件 Ta=25°C）
項 目
端 子
記 号
規 格 値
単 位
圧
4−8
Vin
30
V
出 力 制 御 端 子 電 圧
4−5
VC
30
V
4−3
VADJ
5.0
V
―
PD
1.4
W
接合部－周囲温度熱抵抗
―
θj-a
71
°C/W
熱抵抗（接合-リード(Pin No.4)）
―
θj-L
26
°C/W
接
度
―
TJ(max)
−40～+125
°C
度
―
Tstg
−40～+125
°C
直
A
流
D
入
(2)
電
子
容
電
圧
損
合
保
(1)
端
J
許
力
部
存
失
温
温
(1)
備 考
Vin 以下
ガラスエポキシ基板
30×30mm(銅箔エリア
25×25mm)実装時
この製品は過熱保護
回路を内蔵しており、
接合部温度が 135℃以
上になると動作する
ことがあります。
製品実装状態によっては、過熱保護回路動作により制限される場合があります
過熱保護検出温度は 155°C (typ)です
1.2 推奨動作条件
電気的特性に示す正常な回路機能を維持するために、以下の推奨動作条件内で使用してください。
表 2 NR301E 推奨動作条件 （特記がない場合の条件
項 目
入
力
電
圧
端 子
範
Ta= 25°C）
規 格 値
記 号
単位
MIN
MAX
囲
(1)
4−8
Vin
2.7
27
V
(１)
4−8
IO
0
1.0
A
出
力
電
流
範
囲
出
力
電
圧
範
囲
―
VO
1.1
16
V
―
TOP(a)
-30
85
°C
動
作
時
周
囲
温
度
動
作
時
接
合
温
度
(1)
TOP(j)
-30
100
―
PD=(Vin-Vo)×Io の関係がありますので、使用条件によっては Vin、Io が制限されます。
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°C
条件
P.7 応用
回路例参
照
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1.3 電気的特性
表 3 の電気的特性は、図 1 の回路によって、各測定条件で IC を動作した場合に保証する特性規格値です。
表 3 NR301E 電気的特性 (特記がない場合 Vin＝VO+1V，VO＝5V(typ)：R1=10kΩ, R2=39k+1k、Ta= 25°C)
項 目
備考
TYP
MAX
VADJ
0.985
1.00
1.015
V
ラ イ ン レ ギ ュ レ ー シ ョ ン
ΔVLINE
―
25
50
mV
Vin=6~15V，Io=10mA
ロ ー ド レ ギ ュ レ ー シ ョ ン
ΔVLOAD
―
30
60
mV
Io=0～1A
―
0.3
0.4
V
Io=0.5A
―
0.6
0.8
V
Io=1A
入
準
出
電
力
電
圧
圧
ΔVDIF
差
Io=10mA
静
止
時
回
路
電
流
Iq
0.5
0.9
1.6
mA
Io=0mA，VC=2V
オ
フ
時
回
路
電
流
Iq(OFF)
―
0
1
uA
VC=0V
ΔVo/ΔTa
―
±0.5
―
率
R.REJ
―
55
―
dB
Vo=5V，Io=0.1A，
ｆ=100～120Hz
出力制御端子電圧 出 力 オ ン
※2 出 力 オ フ
VC(H)
2.0
―
―
V
Io=10mA
VC(L)
―
―
0.6
V
Io=10mA
出力制御端子電流 出 力 オ ン
※2 出 力 オ フ
VC(IH)
―
4
40
uA
VC=2.0V
VC(IL)
-2
0
0.1
uA
VC=0V
過 電 流 保 護 開 始 電 流
※3
IS1
1.1
―
―
A
―
過 熱 保 護 動 作 温 度
TSD
135
155
―
°C
―
過熱保護復帰ヒステリシス
TSD(HYS)
―
50
―
°C
―
出 力 電 圧 温 度 係 数
リ
※3
単 位
MIN
基
※2
規 格 値
記 号
ッ
プ
ル
減
衰
mV/°C Tj=0～100°C
出力制御端子 Vc はハイインピーダンスのため、フローティング状態とせず終端する必要があります。
入力レベルは LS-TTL 相当のため、直接ドライブが可能です。
Is1 の規格値は、出力電圧 Vo(条件：Vin=7V、Io=10mA)の－5％降下点とします。
NR301E
※V3 は電圧計/電流計を含む
図 1 NR301E 電気的特性測定回路図
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2.ブロックダイアグラムと各端子機能
2.1 ブロックダイアグラム
Vin 8
Vin
1 Vout
OCP
Drv
BGRef
Vc 5
2 ADJ
OTA
+
Vadj
+
Vc
-
2V/0.6V
+
+
155℃
OVP
TSD
6 NC
-
-
1.1Vadj
Hys50℃
GND 3
4 NC
7 NC
NR301E Block Diagram
図 2 NR301E ブロックダイアグラム
2.2 各端子機能
図 3 NR301E 端子配置
表 4 NR301E 端子機能一覧
端子番号
NR301E 端子名
NR301E 端子機能
1
VO
出力電圧端子
2
ADJ
出力電圧設定
3
GND
GND 端子
4
NC
未接続
5
VC
出力 ON/OFF
6
NC
未接続
7
NC
未接続
8
Vin
入力電圧端子
裏面
FIN
サブストレート(GND)
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3.応用回路例
 入出力コンデンサ C1,C2 について
動作の安定化を図るため、NR301E の入出力端子(Vin－GND 間,Vo－GND 間)の直近にコンデンサを接続する
必要があります。 セラミックコンデンサなどの低 ESR コンデンサで、デカップリングしてください。
コンデンサには、静電容量のバラつきや温度特性があります。 特にセラミックコンデンサは、印加電圧によって
静電容量が減尐するものがあります。 DC バイアス特性が良好なコンデンサを選定するか、十分な電圧マージン
を持って使用してください。
 放熱設計について
NR301E は IC の放熱効果を上げるため、Exposed SOIC 8 パッケージを採用しています。
IC 裏面のヒートスラグが放熱フィンとなるため、PCB の銅箔パターンとのはんだ付けが前提となります。
詳細は、P.8 の図 5､熱減定格曲線を参照してください。
D1
1 Vo
Vin 8
R1
2 ADJ
3 GND
Load
R2
NR301E
C2
NC 7
C1
NC 6
R3
Vin
Vc 5
4 NC
Vo_H
図 4 NR301E 応用回路例
VOUT=5V、Vin=6V に設定した場合､
C1、C2 ：1uF/16V
R1、R2 ：ADJ-GND 間電圧が 1V(typ)となるように制御。 R1：39k+1k(微調整用抵抗)、R2：10k
R3
：Vc 端子機能の使用有無で、接続方法や定数が変わります。
case1）出力はオン状態のままで Vc 端子を使わない場合、R3= 0Ω で Vin に直結してください｡
case2）出力オンオフするが、TTL-Logic 出力などを加える場合、R3 不要でそのまま接続してくださ
い｡
case3）出力オンオフするが、オープンコレクタ(ドレイン)で使う場合、プルアップ用 R3 を Vin-Vc 間に
接続してください｡
※case3 における R3 の計算方法
Vc＞Vc(H)の条件で出力 ON です｡また Vc～GND 間の内部インピーダンス：RVC=50kΩ(Min)より､
次式にて計算してください｡
R3＜RVC×(VIN－Vc(H))／Vc(H)
尚､Vc(H)=2V(Min)です｡仮に VIN=12V とした場合､
R3＜50kΩ×(12V－2V)／2V より､R3＜250kΩとなります｡
また､Vc 端子の最大流入電流は 40μA です｡R3 は Vc=2V 時 40μA 以上供給可能な値である
必要があります｡たとえば R3=200kΩの場合､Vc(IH)=(12V－2V)／200kΩ=50μA になります｡
D1
： 逆バイアス保護用ダイオード。入力電圧と出力電圧の関係が逆転する場合(Vin＜Vo)に必要です｡
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4.熱減定格曲線
1.6
ガラスエポキシ基板30×30mm
1.4
Glass-epoxy board mounting in a 30×30mm
許容損失 PD [W]
Power Dissipation
1.2
1
0.8
銅箔エリア 25×25mm
0.6
copper area 25×25mm
0.4
0.2
0
-25
0
25
50
周囲温度 Ta [℃ ]
Ambient Temperature
75
100
125
図 5 NR301E 熱減定格曲線
注記
熱減定格は、ジャンクション温度 125°C で算出
5.PCB 基板推奨レイアウト
VIN
Vc
基板サイズ：28mm×40mm t=1.6mm (両
面基板,銅箔厚=35μm)
GND
R3
C1
NR301E
GND
C2
R1-1
Vo
R2
R1-2
Adj
部品面(実装面)／両面基板
裏面(GND)／両面基板
図 6 推奨パターンレイアウト
注記
1)寸法表記 mm
2)図は一定の縮尺で描かれていま
せん
図 7 推奨ランドパターン
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6.外形寸法
 eSOIC 8 パッケージ
外形図 A もしくは外形図 B のいずれかで納入するものとする。
Top View
Bottom View
図 8 パッケージ外観図
外形寸法表
Symbol
Package A
Package B
MIN
TYP
MAX
MIN
TYP
MAX
A1
0
－
0.1524
０
0.10
0.15
A2
1.398
1.448
1.498
1.25
1.40
1.65
ｂ
0.330
－
0.508
0.38
－
0.51
D
4.80
4.902
5.004
4.80
4.90
5.00
D1
3.053
3.18
3.307
3.10
3.30
3.50
E
5.893
－
6.918
5.80
6.00
6.20
E1
3.73
－
3.89
3.80
3.90
4.00
E2
2.033
2.16
2.287
2.20
2.40
2.60
ｅ
－
1.27
－
－
1.27
－
Ｌ
0.508
－
0.762
0.45
0.60
0.80
注記
1)寸法表記 mm
2)図は一定の縮尺で描かれていません。
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7.捺印仕様
レーザー捺印・仕様は下記による｡
*1. 品名標示
*1
*2. ロット番号(3 桁)
第 1 文字 : 西暦年号下一桁
*3
第 2 文字 : 月
1～9 月：1～9
10 月：O
11 月：N
12 月：D
第 3 文字 : 製造週
第 1 週～第 5 週 ： 1～5
*3. 管理番号(4 桁)
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NR301E
SK *2
図 9 捺印仕様
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8.動作説明
特記なき場合の特性数値は、NR311E の仕様に準じ、typ 値を表記します。
各電流値は、IC を基準として流れ込みを“＋”吐き出しを“－”と規定します。
8.1 定電圧制御
レギュレータICは、基準電圧やエラーアンプ、シリーズパス素子などで構成しています。 エラーアンプによりADJ
端子電圧とIC内の基準電圧が一致するよう、シリーズパス素子をリニア制御させます。 NR301E,NR311Eは、シリー
ズパス素子となるPchMOSFETのソース－ドレイン間電圧を制御することで、出力電圧を安定化します。
このためソース－ドレイン間電圧と出力電流の積は、IC内部損失となりますので、充分な放熱設計が必要です。
なお、出力電圧は初期偏差以外に負荷変動や入力変動、温度係数などの項目についても規定しています。
NR301Eは、フの字引込み型(フォールドバック型）の過
電流保護を内蔵しています。 垂下型の過電流保護特性
とは異なり、過電流保護開始電流よりも完全短絡時の電流
のほうが小さくなるように設定しています。
これにより出力短絡状態でのICの損失(VIN×Io)は、垂
下型過電流保護と比べて抑制できます。
IC起動開始時に、出力コンデンサが0Vとなっている場
合は、過電流保護にかかりながら出力電圧が上昇して行き
ます。
フの字引込み型過電流保護は、定抵抗負荷やそれに
準じた負荷に向いています。よって、次の(1)～(4)の負荷
や回路構成の場合、出力電圧が正常に立ち上がらないこ
とがあるので注意してください。
(1)
(2)
(3)
(4)
出力電圧Vout [V]
8.2 過電流保護
出力電流Iout [A]
図 10 フの字引込み過電流保護の特性例
定電流負荷
プラス・マイナス電源
CVCC電源構成
グランドアップによる出力電圧調整
NR301E は温度ヒステリシス付きの過熱保護回路を内蔵
しています。IC 内の接合温度が 155°C(typ)を越えると、出
力トランジスタをオフすることで、負荷電流を遮断します。
過熱保護動作後は、約50°Cの温度ヒステリシスがありま
す。負荷遮断後の接合温度が約100°Cまで低下すると、再
び出力電圧は復帰します。なお、過熱保護回路は最小
135°C(min)で動作するため、通常動作状態で過熱保護に
かからない放熱設計が必要です。最大でもTj＜125°C以
内に入るような熱設計を目安としてください。
※注意事項
過熱保護は、瞬時短絡等での損失増大による発熱に対
して、熱的暴走からICを遮断するのが目的です。長時間の
短絡状態や発熱が継続する状態において、その信頼性を
含めた動作を保証するものではありません。
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出力電圧Vout [V ]
8.3 過熱保護
ジャンクション温度[℃]
Junction Tempratur
図 11 過熱保護回路の特性例
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9.設計上の注意点
9.1 入出力コンデンサ CIN、COUT の選定
入力コンデンサ CIN から IC の入力端子 Vin までの配線が長い場合などは、電源インピーダンスが上がります。IC
の安定動作を図るためにも、入力端子 Vin の直近に入力コンデンサ CIN を接続することを推奨します。
コンデンサのインピーダンスも充分に下げる必要があるため、等価直列抵抗(ESR)の低いものを選定してください。
1uF 以上のセラミックコンデンサや 22uF 程度の電解コンデンサを目安に、実機ボードで評価、および検討をしてく
ださい。
出力コンデンサ COUT で IC 内の位相補償をしているため、奨値容量値（セラミックコンデンサ等で 1uF 以上）以上
が必要です。低 ESR で DC バイアス特性の良い品種を使う必要があり、IC 出力端子 VOUT の直近に接続してくださ
い。 また、ESR の温度特性が大きいコンデンサなどは、常温で安定動作していても低温で異常発振する場合があ
ります。このため電解コンデンサの単独使用は推奨できません。
9.2 ADJ 端子について
ADJ 端子は、出力電圧を制御するためのフィードバック信号入力端子です。 R1,R2 を出力電圧端子 VO と GND
端子間に接続し、出力電圧設定をします。R1,R2 に流れるフィードバック電流は、約 100uA となるよう設定してくださ
い。 NR301E の ADJ 端子電圧は 1.00V(typ)のため、R2 は 1V/100uA=10kΩ が推奨値となります。
出力電圧 VO は R2=10k,VADJ=1.00V(typ)から、R1 を次式より算出してください。
Vo 
R1  R2
Vo  Vadj
Vadjより　R1 
R2
R2
Vadj
(計算例)
VO=5V 設定の場合： R1=10kΩ×(5V-1V)/1V=40kΩ ・・・・・・・40kΩ を用いれば 5V 出力となります。
なお、R1 の計算結果が E 系列にない場合、39kΩ + 1kΩ(微調整用)などの回路構成で検討してください。
ADJ 端子の絶対最大定格は 5.5V です。 通常動作時においては、R1,R2 の抵抗分圧により 1.00V(typ)が印加さ
れています。 このような状態で、外部から強制的に電圧を印加しないでください。 もし、絶対最大定格を越えるよ
うな条件がある場合は、ツェナーダイオードなどを追加して、5.5V 以下にクランプしてください。
9.3 VC 端子について
NR301E は、5 番端子が出力オン/オフ機能です。
VC＞2V で出力オン、VC＜0.6V で出力オフとなります。Vc 端子は消費電流低減のため、高抵抗でプルダウンし
ています。 開放状態で使用すると Vc 端子入力電圧が確定せず、不安定動作の要因となるため、必ず終端して使
用してください。
VC 端子の耐圧は Vin 端子と同様のため、直接接続も可能です。詳細は P7 の CASE1～3 を参照してください。
9.4 逆バイアス保護ダイオードについて
NR301E は出力パストランジスタが Pch MOSFET のため、VO－Vin 間に寄生ダイオードが入ります。通常動作時
は Vin＞VO に対して、入力電源を急激に下げるなど Vin＜VO となった場合は、寄生ダイオードに電流が流れます。
本製品は、寄生ダイオードを積極的に使う仕様ではありませんので、逆バイアス条件がある場合には、保護ダイ
オードを並列に接続してください（図 4 の D1）。
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注意書き
 本資料に記載している内容は、改良などにより予告なく変更することがあります。
ご使用の際には、最新の情報であることを確認してください。
 本書に記載している動作例および回路例は、使用上の参考として示したもので、これらに起因する弊
社もしくは第三者の工業所有権、知的所有権、その他の権利の侵害問題について弊社は一切責任を
負いません。
 弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は
避けられません。製品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などが発生しない
よう、使用者の責任において、装置やシステム上で十分な安全設計および確認を行ってください。
 本書に記載している製品は、一般電子機器（家電製品、事務機器、通信端末機器、計測機器など）に
使用することを意図しております。
高い信頼性を要求する装置（輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災・防火装置、各種
安全装置など）への使用を検討する場合は、必ず弊社販売窓口へ相談してください。
極めて高い信頼性を要求する装置（航空宇宙機器、原子力制御、生命維持のための医療機器など）
には、弊社の文書による合意がない限り使用しないでください。
 弊社の製品を使用、またはこれを使用した各種装置を設計する場合、定格値に対するディレーティン
グをどの程度行うかにより、信頼性に大きく影響します。
ディレーティングとは信頼性を確保または向上するため、各定格値から負荷を軽減した動作範囲を設
定したり、サージやノイズなどについて考慮したりすることです。ディレーティングを行う要素には、一般
的に電圧、電流、電力などの電気的ストレス、周囲温度、湿度などの環境ストレス、半導体製品の自己
発熱による熱ストレスがあります。これらのストレスは、瞬間的数値、あるいは最大値、最小値について
も考慮する必要があります。
なおパワーデバイスやパワーデバイス内蔵 IC は、自己発熱が大きく接合部温度のディレーティングの
程度が、信頼性を大きく変える要素となるので十分に配慮してください。
 本書に記載している製品の使用にあたり、本書記載の製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、あ
るいはこれらの製品に物理的、化学的、その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任に
おいてそのリスクを検討の上行ってください。
 本書記載の製品は耐放射線設計をしておりません。
 弊社物流網以外での輸送、製品落下などによるトラブルについて、弊社は一切責任を負いません。
 本書記載の内容を、文書による当社の承諾なしに転記複製を禁じます。
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