PWM オフラインスイッチング電源用パワーIC STR3A100 Series 概要 パッケージ STR3A100 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います。通常動 作時は PWM 動作、軽負荷時はバースト動作へ自動的 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。 DIP8 特長 シリーズラインアップ 代表特性 STR3A1×× 67 kHz VDSS (min.) 650 V STR3A1××D 67 kHz 650 V 自動復帰 STR3A1××HD 100 kHz 700 V 自動復帰 製品名 高放熱パッケージ: 最大 44 W (ユニバーサル設計、 Not to Scale オープンフレーム) 電流モード PWM 制御 オートスタンバイ機能 無負荷時入力電力 PIN < 15mW 動作モード 通常時動作------------------------------------ PWM モード 軽負荷時動作 ------------------------------- バースト発振 ソフトスタート機能 ランダムスイッチング機能 スロープ補正機能(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 バイアスアシスト機能 保護機能 過電流保護(OCP) ----------------- パルス・バイ・パルス 2 種類の OCP を搭載、入力補正機能付き タイマー内蔵過負荷保護(OLP) -------------- 自動復帰 過電圧保護(OVP) ------------------ ラッチ or 自動復帰 過熱保護(TSD) ---------------------- ラッチ or 自動復帰 製品名 RDS(ON) (max.) POUT POUT (Adapter) (Open frame) AC85 AC85 AC230V AC230V ~265V ~265V fOSC(AVG) = 67 kHz STR3A151 STR3A151D STR3A152 STR3A152D STR3A153 STR3A153D STR3A154 STR3A155 STR3A155D 4.0 Ω 29.5 W 19.5 W 37 W 23 W 3.0 Ω 33 W 23.5 W 45 W 29 W 1.9 Ω 37 W 27.5 W 53 W 35 W 1.4 Ω 41 W 31 W 60 W 40 W 1.1 Ω 45 W 35 W 65 W 44 W fOSC(AVG) = 100 kHz L51 BR1 D51 T1 VAC VOUT R1 C5 PC1 C1 P S R54 R51 R55 C51 D1 R52 C53 C52 R53 8 7 6 U2 5 D2 D/ST D/ST D/ST NC D/ST R2 U1 C2 D 2 ROCP 3 4 C3 PC1 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 CY STR3A161HD 4.2 Ω 25 W 20 W 36 W 24 W STR3A162HD 3.2 Ω 28 W 23 W 40 W 28 W STR3A163HD 2.2 Ω 32 W 25.5 W 46 W 33.5 W * 周囲温度 50°C における実質的な連続出力電力です。最大出 力電力は連続出力電力の 120%~140%程度まで出力可能で す。ただし、コアサイズ、トランス設計時の ON Duty の設定、放 熱設計により、出力電力の制限を受けることがあります。 R56 GND STR3A100 S/OCP VCC GND FB/OLP 1 OVP /TSD ラッチ MOSFET ON 抵抗、出力電力 POUT* 応用回路例 C4 fOSC(AVG) アプリケーション 低電力 AC/DC アダプタ 白物家電 補助電源 その他 SMPS SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 1 STR3A100 Series 目次 概要 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1 1. 絶対最大定格 --------------------------------------------------------------------------- 3 2. 電気的特性 ------------------------------------------------------------------------------ 4 3. 代表特性 --------------------------------------------------------------------------------- 6 3.1 ディレーティング曲線 --------------------------------------------------------- 6 3.2 MOSFET ASO 曲線---------------------------------------------------------- 6 3.3 TA-PD1 曲線 --------------------------------------------------------------------- 8 3.4 過渡熱抵抗曲線 --------------------------------------------------------------- 8 4. ブロックダイアグラム ------------------------------------------------------------------- 10 5. 各端子機能 ----------------------------------------------------------------------------- 10 6. 応用回路例 ----------------------------------------------------------------------------- 11 7. 外形図 ----------------------------------------------------------------------------------- 12 8. 捺印仕様 -------------------------------------------------------------------------------- 12 9. 動作説明 -------------------------------------------------------------------------------- 13 9.1 起動動作 ----------------------------------------------------------------------- 13 9.2 低入力時動作禁止回路 ----------------------------------------------------- 13 9.3 バイアスアシスト機能 --------------------------------------------------------- 13 9.4 ソフトスタート機能 ------------------------------------------------------------- 14 9.5 定電圧制御回路動作 -------------------------------------------------------- 14 9.6 リーディング・エッジ・ブランキング機能 ----------------------------------- 15 9.7 ランダムスイッチング機能 --------------------------------------------------- 15 9.8 オートスタンバイ機能--------------------------------------------------------- 15 9.9 過電流保護機能(OCP) ---------------------------------------------------- 16 9.10 過負荷保護機能(OLP) ----------------------------------------------------- 17 9.11 過電圧保護機能(OVP) ---------------------------------------------------- 17 9.12 過熱保護機能(TSD) --------------------------------------------------------- 18 10. 設計上の注意点 ----------------------------------------------------------------------- 18 10.1 外付け部品 -------------------------------------------------------------------- 18 10.2 パターン設計 ------------------------------------------------------------------ 20 11. パターンレイアウト例 ------------------------------------------------------------------ 22 12. 電源回路例 ----------------------------------------------------------------------------- 23 使用上の注意 ------------------------------------------------------------------------------- 25 注意書き-------------------------------------------------------------------------------------- 26 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2 STR3A100 Series 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、5 pin = 6 pin = 7 pin = 8 pin 項目 記号 測定条件 端子 定格 単位 3A151 / 51D / 61HD 3A152 / 52D / 62HD 3.6 4 ドレインピーク電流(1) アバランシェエネルギ 耐量(2)(3) IDPEAK EAS シングルパルス 8–1 4.8 A 3A153 / 53D 6.4 3A154 7.2 3A155 / 55D ILPEAK = 2.13 A 53 3A151 / 51D ILPEAK = 2.19 A 56 3A152 / 52D ILPEAK = 2.46 A 72 3A153 / 53D ILPEAK = 2.66 A ILPEAK = 3.05 A 8–1 83 110 3A154 mJ 3A155 / 55D ILPEAK = 1.43 A 23.8 3A161HD ILPEAK = 1.58 A 29 3A162HD ILPEAK = 1.88 A 41 3A163HD VS/OCP 1–3 − 2~6 V 制御部電源電圧 VCC 2–3 32 V FB/OLP 端子電圧 VFB 4–3 − 0.3~14 V FB/OLP 端子流入電流 IFB 4–3 1.0 mA PD1 3A163HD 5.2 S/OCP 端子電圧 MOSFET 部許容損失(4) 備考 基板実装時 基板サイズ 15mm×15mm 1.68 8–1 1.76 W 1.81 3A151 / 51D / 52 / 52D / 61HD / 62HD 3A153 / 53D / 54 / 63HD 3A155 / 55D 制御部許容損失(MIC) PD2 2–3 1.3 W 動作周囲温度 TOP − − 40~115 °C 保存温度 Tstg − − 40~125 °C チャネル温度 Tch − 150 °C VCC×ICC で規定 (1) 3.2 MOSFET ASO 曲線参照 図 3-2 アバランシェエネルギ耐量ディレーレィング曲線参照 (3) Single pulse, VDD = 99 V, L = 20 mH (4) 3.3 Ta-PD1 曲線参照 (2) STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 3 STR3A100 Series 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“-”と規定します 特記がない場合の条件 TA = 25 °C、VCC = 18 V、5 pin = 6 pin = 7 pin = 8 pin 項目 記 号 測定条件 端子 Min. Typ. Max. 単位 備考 電源起動動作 動作開始電源電圧 VCC(ON) 2−3 13.8 15.3 16.8 V 動作停止電源電圧(1) VCC(OFF) 2−3 7.3 8.1 8.9 V 2−3 − − 2.5 mA − 40 − V − 3.9 − 2.5 − 1.1 mA 8.5 9.5 10.5 V 60 67 74 90 100 110 − 5 − − 8 − 65 74 83 % 3A15× 3A15×D 77 83 89 % 3A16×HD − 350 − − 280 − ns 3A15× 3A15×D − 17 − − 27 − 動作時回路電流 ICC(ON) 最低起動電圧 VST(ON) 8−3 起動電流 ISTARTUP VCC = 13.5 V 2 − 3 起動電流供給しきい電圧 VCC(BIAS) 2−3 VCC = 12 V 通常動作 平均発振周波数 発振周波数変動幅 最大オンデューティ 8−3 fOSC(AVG) Δf 8−3 8−3 DMAX kHz 3A15× 3A15×D 3A16×HD kHz 3A15× 3A15×D 3A16×HD 保護機能 リーディング・エッジ・ブラ ンキング時間 過電流補正値 − tBW − DPC 3A16×HD mV/μs 3A16×HD 過電流補正制限デューティ DDPC − − 36 − % ゼロオンデューティ時 OCP しきい電圧 VOCP(L) 1−3 0.69 0.78 0.87 V 36%duty 時 OCP しきい電圧 VOCP(H) 1−3 0.79 0.88 0.97 V 最大フィードバック電流 IFB(MAX) 4−3 − 110 − 70 − 35 µA 最小フィードバック電流 IFB(MIN) 4−3 − 30 − 15 −7 µA 発振停止 FB/OLP しきい 電圧 VFB(OFF) VCC = 32 V 4−3 1.09 1.21 1.33 V 0.85 0.98 1.09 OLP しきい電圧 VFB(OLP) VCC = 32 V 4−3 7.3 8.1 8.9 V OLP 動作後回路電流 ICC(OLP) VCC = 12 V 2−3 − 230 − µA tOLP − 54 70 86 ms VFB(CLAMP) 4−3 11.0 12.8 14.0 V OLP 遅延時間 FB/OLP 端子クランプ電圧 (1) 3A15× 3A15×D 3A151 / 51D / 52 / 52D / 53 / 53D / 61HD / 62HD / 63HD 3A154 / 55 / 55D VCC(OFF) < VCC(BIAS) の関係が成り立つ STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 4 STR3A100 Series 項目 記 号 測定条件 端子 Min. Typ. Max. 単位 備考 OVP しきい電圧 VCC(OVP) 2−3 27.5 29.5 31.5 V 熱保護動作温度 Tj(TSD) − 135 − − °C VDSS 8–1 650 − − 700 − − − − 300 − − 4.2 3A161HD − − 4.0 3A151 / 51D − − 3.2 3A162HD − − 3.0 − − 2.2 − − 1.9 3A153 / 53D − − 1.4 3A154 − − 1.1 3A155 / 55D MOSFET 部 ドレイン・ソース間電圧 ドレイン漏れ電流 ON 抵抗 スイッチング・タイム 8–1 IDSS RDS(ON) 8–1 V 3A15× 3A15×D 3A16×HD μA Ω 3A152 / 52D 3A163HD tf 8–1 − − 250 ns θch-F − − − 16 °C/W 熱抵抗 チャネル − フレーム間 チャネル − ケース間(2) (2) θch-C − − − 18 − − 17 °C/W 3A151 / 51D / 52 / 52D / 53 / 53D / 61HD / 62HD / 63HD 3A154 / 55 / 55D MOSFET のチャネルとケース間の熱抵抗。ケース温度(TC)は捺印面中央部の温度で規定 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 5 STR3A100 Series 代表特性 3. ディレーティング曲線 3.1 100 EAS温度ディレーティング係数 (%) ASO温度ディレーティング係数 (%) 100 80 60 40 20 0 0 25 50 75 100 125 80 60 40 20 0 25 150 チャネル温度 Tch (°C) 75 100 125 150 チャネル温度 Tch (°C) 図 3-1 ASO 温度ディレーティング係数曲線 3.2 50 図 3-2 アバランシェエネルギ耐量ディレーレィング曲線 MOSFET ASO 曲線 IC を使用する際は、図 3-1 より温度ディレーティング係数を求め、ASO 曲線のディレーティングを行い ます 破線は、オン抵抗による制限曲線です 特記がない場合の条件 TA = 25 °C、Single pulse STR3A151 / 51D STR3A152 / 52D 10 10 0.1ms ドレイン電流 ID (A) ドレイン電流 ID (A) 0.1ms 1 1ms 0.1 1 1ms 0.1 0.01 0.01 1 10 100 ドレイン・ソース間電圧 (V) STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 1000 1 10 100 1000 ドレイン・ソース間電圧 (V) SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 6 STR3A100 Series STR3A153 / 53D STR3A154 10 10 0.1ms ドレイン電流 ID (A) ドレイン電流 ID (A) 0.1ms 1 1ms 0.1 0.01 1 1ms 0.1 0.01 1 10 100 1000 1 ドレイン・ソース間電圧 (V) 10 100 1000 ドレイン・ソース間電圧 (V) STR3A155 / 55D STR3A161HD 10 10 0.1ms ドレイン電流 ID (A) ドレイン電流 ID (A) 0.1ms 1 1ms 1 1ms 0.1 0.1 0.01 0.01 1 10 100 1 1000 10 100 ドレイン・ソース間電圧 (V) ドレイン・ソース間電圧 (V) STR3A162HD STR3A163HD 10 10 0.1ms ドレイン電流 ID (A) 0.1ms ドレイン電流 ID (A) 1000 1 1ms 0.1 0.01 1 10 100 ドレイン・ソース間電圧 (V) STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 1000 1 1ms 0.1 0.01 1 10 100 1000 ドレイン・ソース間電圧 (V) SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 7 STR3A100 Series TA-PD1 曲線 3.3 STR3A153 / 53D / 54/ 63HD 2.0 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 PD1 = 1.68 W 1.8 PD1 = 1.76 W 1.6 許容損失PD1 (W) 許容損失PD1 (W) STR3A151 / 51D / 52 / 52D / 61HD / 62HD 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 25 50 75 100 125 0 150 25 周囲温度 TA (°C ) 50 75 100 125 150 周囲温度 TA (°C ) STR3A155 / 55D 許容損失PD1 (W) 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 PD1 = 1.81 W 0 25 50 75 100 周囲温度 TA (°C ) 125 150 過渡熱抵抗曲線 3.4 STR3A151 / 51D / 61HD 過渡熱抵抗 θch-c (°C/W) 10 1 0.1 0.01 1µ 10µ 100µ 1m 10m 100m 時間 t (s) STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 8 STR3A100 Series STR3A152 / 52D / 62HD 過渡熱抵抗 θch-c (°C/W) 100 10 1 0.1 0.01 1µ 10µ 100µ 1m 10m 100m 1m 10m 100m 1m 10m 100m 1m 10m 100m 時間 t (s) STR3A153 / 53D / 63HD 過渡熱抵抗 θch-c (°C/W) 10 1 0.1 0.01 1µ 10µ 100µ 時間 t (s) STR3A154 過渡熱抵抗 θch-c (°C/W) 10 1 0.1 0.01 0.001 1µ 10µ 100µ 時間 t (s) STR3A155 / 55D 過渡熱抵抗 θch-c (°C/W) 10 1 0.1 0.01 1µ 10µ 100µ 時間 t (s) STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 9 STR3A100 Series 4. ブロックダイアグラム VCC D/ST 2 STARTUP UVLO REG PWM OSC S Q OVP VREG 5~8 TSD DRV R OCP VCC OLP Feedback Control FB/OLP Drain Peak Current Compensation S/OCP LEB 4 1 GND Slope Compensation 3 BD_STR3A100_R1 5. 各端子機能 S/OCP 1 8 D/ST VCC 2 7 D/ST GND 3 6 D/ST FB/OLP 4 5 D/ST 端子番号 記号 機能 1 S/OCP 2 VCC 制御回路電源入力/過電圧検出信号入力 3 GND グランド 4 FB /OLP パワーMOSFET ソース/過電流検出信号入力 定電圧制御信号入力/過負荷保護信号入力 5 6 7 D/ST パワーMOSFET ドレイン/起動電流入力 8 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 10 STR3A100 Series 6. 応用回路例 放熱効果を上げるため、D/ST 端子(5~8 番ピン)のパターンは極力広くします D/ST 端子の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、D/ST 端子 と S/OCP 端子間に C または RC ダンパースナバ回路を追加します CRDクランプスナバ L51 BR1 D51 T1 VAC VOUT R1 C5 PC1 C1 P R55 C51 D1 S R54 R51 R52 C53 C52 R53 8 7 6 U2 5 D2 D/ST D/ST D/ST NC D/ST C4 U1 R56 GND STR3A100 C(RC) ダンパースナバ R2 C2 D S/OCP VCC GND FB/OLP 1 2 ROCP 3 4 C3 PC1 CY 図 6-1 応用回路例 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 11 STR3A100 Series 7. 外形図 DIP8 NOTES: 1) 単位:mm 2) Pb フリー品(RoHS 対応)です 8. 捺印仕様 8 3A1××× Part Number (3A15× / 3A15×D / 3A16×H) YMD 1 Lot Number Y = Last Digit of Year (0-9) M = Month (1-9,O,N or D) D =Period of days (1 to 3) 1 : 1st to 10th 2 : 11th to 20th 3 : 21st to 31st Sanken Control Number STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 12 STR3A100 Series 動作説明 9.2 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 VCC 端子電圧と回路電流 ICC の関係を図 9-2 に示し 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) = 8.1 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。 起動動作 VCC 端子周辺回路を図 9-1 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。D/ST 端子の電圧が最低起動電圧 VST(ON) = 40 V になると起動回路が動作します。 IC 内部で定電流化した起動電流 ISTARTUP = − 2.5 mA 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電源電圧 VCC(ON) = 15.3 V まで上昇すると、制御回路が動作を開始します。制御 回路が動作すると、VCC 端子への印加電圧は、図 9-1 の補助巻線電圧 VD を整流平滑した電圧になります。 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。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(1)の範囲になるように、調整しま す。補助巻線電圧の目安は 18 V 程度です。 VCC( BIAS) (max .) VCC VCC(OVP ) (min .) ⇒10.5 (V) < VCC < 27.5 (V) (1) IC の起動時間は、C2 のコンデンサ容量で決まり、起 動時間の概算値は次式(2)で算出します。 t START C2 × VCC( ON )-VCC( INT ) (2) I STRATUP ここで、 tSTART :IC の起動時間 (s) VCC(INT) :VCC 端子の初期電圧 (V) T1 BR1 VAC C1 5-8 D/ST U1 VCC 2 D2 C2 GND P R2 D VD 3 回路電流 ICC ICC(ON) VCC(OFF) 起動 9.1 低入力時動作禁止回路 停止 9. VCC VCC(ON) 端子電圧 図 9-2 VCC 端子電圧と回路電流 ICC 9.3 バイアスアシスト機能 バイアスアシスト機能は、起動不良の抑制と、ラ ッチ動作の保持をする機能です。 バイアスアシスト機能は、FB 端子電圧が発振停 止 FB/OLP しきい電圧 VFB(OFF)以下、もしくは保護機 能により IC がラッチ状態のときに、VCC 端子電圧 が起動電流供給しきい電圧 VCC(BIAS) = 9.5 V まで低 下すると動作します。 バイアスアシスト機能が動作すると、起動回路か ら起動電流を供給し、VCC 端子電圧は VCC(BIAS)でほ ぼ一定になります。これにより VCC 端子電圧が VCC(OFF)まで低下しないようにします。 バイアスアシスト機能により起動不良を抑制で きるため、VCC 端子に接続するコンデンサ C2 の容 量を小さくできます。これにより、IC の起動時間と 過電圧保護機能(OVP)の応答時間の短縮が可能です。 電源起動時、バイアスアシスト機能は以下の様に 動作します。起動不良が起きないよう、最終的に実 機で動作を確認し、定数を調整します。 電源起動時の VCC 端子電圧波形例を図 9-3 に示 します。 起動時は、VCC 端子電圧が VCC(ON) = 15.3 V 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。 図 9-1 VCC 端子周辺回路 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 13 STR3A100 Series 起動時、VCC 端子電圧が低下して VCC(OFF) = 8.1 V に達すると、制御回路が停止して起動不良になりま す。 起動時の出力負荷が軽負荷の場合、フィードバッ ク制御の応答遅れにより、出力電圧が設定電圧以上 になることがあります。このとき、フィードバック 制御により FB 端子電圧が低下し、VFB(OFF)以下にな ると、IC が発振を停止し、VCC 端子電圧が低下し ます。この状態で VCC 端子電圧が VCC(BIAS)に低下す ると、バイアスアシスト機能が動作し、起動不良を 抑制します。 起動成功 VCC端子電圧 IC動作開始 設定電圧 VCC(ON) VCC(BIAS) 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 VCC(OFF) 起動不良時 時間 図 9-3 起動時の VCC 端子電圧 9.4 ソフトスタート機能 図 9-4 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 7 ms 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、パワーMOSFET および二次側整流ダ イオードの、電圧・電流ストレスを低減します。 VCC端子 電圧 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 ( 9.6 項 参 照 ) が 無 効 に な る た め 、 tBW = 350 ns (STR3A16×HD は tBW = 280 ns)以下の オン時間となる場合があります。 また、ソフトスタート動作期間が終わり、出力電圧が 設定電圧になるまでの期間は、D/ST 端子電流 ID を過 電流保護機能(OCP)で制限します。この期間を tLIM とし ます。本 IC は、tLIM が OLP 遅延時間 tOLP 以上になると、 過負荷保護動作(OLP)で出力電力を制限します。その ため、起動時における tLIM は、tOLP = 54 ms (min.)未満 になるように、出力の電解コンデンサの容量や、トランス の D 巻線の巻数比を調整します。 9.5 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 ROCP の両端電 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 (4.ブロックダイアグラムの項参照)に入力 し、スロープ補正を加えて作ります(図 9-5、図 9-6 参 照)。 <軽負荷の場合> 負荷が軽くなると、出力電圧の上昇に伴い二次側エ ラーアンプのフィードバック電流が増加します。この 電流がフォトカプラを介して流れる IFB を FB/OLP 端 子から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。 <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 VSC 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。 ICの起動 電源の起動 定常状態 tSTART VCC(ON) VCC(OFF) 時間 U1 ソフトスタート動作期間 約7ms(内部固定) D/ST端子 電流, ID S/OCP GND FB/OLP OCPで制限 1 3 4 PC1 ROCP VROCP tLIM < tOLP (min.) 時間 C3 IFB 図 9-4 起動時の動作波形 図 9-5 FB/OLP 端子周辺回路 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 14 STR3A100 Series スロープ補正を 加えた目標電圧 - VSC + VROCP ROCPの両端電圧 FBコンパレータ ドレイン電流 ID 図 9-6 定常時の ID と FB コンパレータ動作 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 VSC )で決まるドレ インピーク電流値が一定でも、オン期間がドレイン電流 の初期値により変化するため、図 9-7 のようにサブハー モニック発振が生じます。サブハーモニック発振とは、 オン期間がスイッチング周期の整数倍で変動する動作 です。これを防ぐため、FB/OLP 端子電圧信号にダウン スロープ補正信号(オンデューティが広くなるほどドレ インピーク電流値を下げる信号)を加えて目標電圧 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。 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 9.7 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)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。 9.8 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 20 ~25 %(STR3A154/ 55 / 55D は約 15~20 %)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、 バースト動作を行う機能です(図 9-8)。 バースト動作は、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、バースト間隔は数 kHz 以下になります。本 IC は、バースト動作時のドレイン電流ピークを低く抑え、 トランスの音鳴りを抑制します。 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電圧 VCC(BIAS) = 9.5 V 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 10-2 の R2 を小さくするなどの調 整が必要です。(R2 の詳細は”10.1 外付け部品”参照) t 図 9-7 サブハーモニック発振時のドレイン電流波形例 9.6 MOSFET がターンオンした瞬間から、リーディング・エッ ジ・ブランキング時間 tBW = 350 ns (STR3A16×HD は tBW = 280 ns)を設けています。この期間は、通常の過 電流保護よりしきい電圧を高く設定し( 約 1.7 V) 、 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。(9.9 過電流保護機能の項参照)。 出力電流 IOUT バースト動作 数kHz以下 リーディング・エッジ・ブランキング機能 本 IC は出力電圧の定電圧制御にピーク電流モード 制御方式を使用しています。ピーク電流モード制御方 式の場合、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 する可能性があります。この現象を防ぐため、パワー STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 ドレイン 電流 ID 通常負荷 スタンバイ負荷 通常負荷 図 9-8 オートスタンバイ動作のタイミング波形 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 15 STR3A100 Series 過電流保護機能(OCP) 9.9 補正後のOCPしきい電圧 VOCP' 過電流保護機能(OCP)は、パワーMOSFET のドレ インピーク電流値が、OCP しきい電圧に達すると、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)。 リーディング・エッジ・ブランキング時間中の OCP しき い電圧は、通常のしきい電圧より高い約 1.7 V に設定さ れています。しきい電圧を高くすることで、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。こ の過電流保護は、出力巻線の短絡時や、二次側整流 ダイオードの耐圧異常時などの保護として動作します。 ターンオン時に S/OCP 端子に生じるサージ電圧の幅 は、図 9-9 のように tBW 以下にする必要があります。 サージ電圧を抑えるため、電流検出抵抗 ROCP のパ ターンレイアウトは注意が必要です。10.2 パターン設計 の項を参照し、レイアウトを設計します。 また、図 9-10 のようにダンパースナバ回路がある場 合、サージ電圧を抑えるため、コンデンサの容量を小さ くします。 <入力補正機能> 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、電源の入力電圧 が高く、ドレイン電流傾斜が急峻なほど、実際に流れる ドレイン電流のピークは高くなり、検出電圧は OCP しき い電圧よりも高くなります。このように、OCP 動作時のド レイン電流のピークは、入力電圧の変化に対してバラツ キが生じる傾向があります。この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、電源入力電圧に応じて、図 9-11 のように、OCP のしきい電圧を補正する機能です。 入力電圧が低い(オンデューティが広い)ときは、 OCP しきい電圧が高くなるように制御し、入力電圧が高 い(オンデューティが狭い)ときとのドレイン電流ピーク の差を小さくします。 補正量はオンデューティに依存し、オンデューティに 対する補正後の OCP しきい電圧 VOCP' は次式(3)にな り ま す 。 た だ し 、 オ ン デ ュ ー テ ィ が 36 % 以 上 は 、 VOCP(H) = 0.88 V 一定になります。 tBW 約1.7V VOCP’ ターンオン時のサージ電圧幅 1.0 VOCP(H) VOCP(L) DDPC=36% 0.5 0 50 DMAX=74% 100 ON Duty (%) 図 9-9 S/OCP 端子電圧波形 C(CR) ダンパースナバ 図 9-11 オンデューティと補正後の VOCP T1 D51 C1 C51 VOCP ' VOCP ( L) DPC ONTime VOCP ( L ) DPC 5~8 D/ST U1 C(CR) ダンパースナバ S/OCP 1 ROCP 図 9-10 ダンパースナバ STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 ここで、 VOCP(L) DPC ONTime ONDuty fOSC(AVG) ONDuty f OSC ( AVG ) (3) : ゼロオンデューティ時 OCP しきい電圧 : 過電流補正値 : MOSFET のオン時間 : MOSFET のオンデューティ : 平均発振周波数 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 16 STR3A100 Series 9.10 過負荷保護機能(OLP) 9.11 過電圧保護機能(OVP) 図 9-12 に FB/OLP 端子の周辺回路、図 9-13 に過負 荷保護機能(OLP)動作時の波形を示します。 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、二 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 は FB/OLP 端子に接続している C3 を充電し、FB/OLP 端子電圧が上昇します。FB/OLP 端子電圧が、OLP しきい電圧 VFB(OLP) = 8.1 V を超えて いる状態を OLP 遅延時間 tOLP = 70 ms 継続すると、 OLP が動作してスイッチング動作を停止します。 OLP 動作時はバイアスアシスト機能が無効になりま す。そのため、VCC 端子電圧は VCC(OFF)まで低下し、制 御回路は動作を停止します。その後、VCC 端子電圧は 起動電流により上昇し、VCC(ON)に達すると、制御回路が 再び動作します。このように、 過負荷状態のときは UVLO 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 や二次側 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、 スイッチング期間は、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。過負荷の要因を 取り除くと、通常の動作に自動復帰します。 VCC 端 子 と GND 端 子 間 に 、 OVP し き い 電 圧 VCC(OVP) = 29.5 V 以上の電圧を印加すると、過電圧保 護機能(OVP)が動作します。過電圧保護機能(OVP) 検出後の動作は、ラッチタイプと、自動復帰タイプがあ ります。 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の過電圧を 検出できます。この場合、OVP 動作時の二次側出力電 圧 VOUT(OVP)は、次式(4)で概略計算できます。 U1 GND FB/OLP 4 3 VCC 2 D2 R2 PC1 C3 VOUT(OVP) VOUT ( NORMAL ) VCC( NORMAL ) ここで、 VOUT(NORMAL) VCC(NORMAL) 29.5 (V) (4) :定常動作時の出力電圧 :定常動作時の VCC 端子電圧 ラッチタイプ(STR3A1××) OVP が動作すると、ラッチ状態でスイッチング動作 を停止します。スイッチング動作が停止すると、 VCC 端子電圧は下降します。ラッチ状態を保持す るため、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、VCC 端子電圧を VCC(OFF)以上に保持します。 ラッチ状態の解除は、電源電圧をオフし、VCC 端 子電圧を VCC(OFF)以下に下げることで行います。 自動復帰タイプ(STR3A1××D / STR3A1××HD) C2 OVP が動作すると、スイッチング動作を停止します。 OVP 動作時は、バイアスアシスト機能が無効になり、 UVLO による間欠発振動作を繰り返します(9.10 項 参照)。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(図 9-14 参照)。 D 図 9-12 FB/OLP 端子周辺回路 発振停止期間 VCC端子電圧 VCC端子電圧 VCC(ON) VCC(OVP) VCC(OFF) VCC(ON) VCC(OFF) FB/OLP端子電圧 tOLP VFB(OLP) tOLP ドレイン電流 ID ドレイン電流 ID 図 9-14 OVP 動作波形 図 9-13 OLP 動作波形 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 17 STR3A100 Series 入力、出力の平滑用電解コンデンサ 9.12 過熱保護機能(TSD) IC の 制 御 回 路 部 の 温 度 が 、 熱 保 護 動 作 温 度 Tj(TSD) = 135 °C (min.)以上に達すると、過熱保護機能 (TSD)が動作します。TSD 検出後の動作は、ラッチタイ プと、自動復帰タイプがあります。 電解コンデンサは、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けます。 また、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。 S/OCP 端子周辺回路 ラッチタイプ(STR3A1××) TSD が動作すると、ラッチ状態でスイッチング動作 を停止します。スイッチング動作が停止すると、 VCC 端子電圧は下降します。ラッチ状態を保持す るため、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、VCC 端子電圧を VCC(OFF)以上に保持します。 ラッチ状態の解除は、電源電圧をオフし、VCC 端 子電圧を VCC(OFF)以下に下げることで行います。 自動復帰タイプ(STR3A1××D / STR3A1××HD) TSD が動作すると、スイッチング動作を停止します。 TSD 動作時は、バイアスアシスト機能が無効になり、 UVLO による間欠発振動作を繰り返します(9.10 項 参照)。 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。 10. 設計上の注意点 10.1 外付け部品 図 10-1 に示す ROCP は、電流検出用抵抗です。高 周波スイッチング電流が流れるので、内部インダク タンスが小さく、かつ許容損失を満足するものを使 用します。 VCC 端子周辺回路 一般的な電源仕様の場合、図 10-1 に示す C2 の 容量は 10 μF~47 μF 程度を接続します(C2 は起動 時間に影響するので、“9.1 起動動作”を参照)。 また、実際の電源回路は、図 10-2 のように二次側 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 10-1 のように、整流用ダイ 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。 VCC端子電圧 R2がない場合 各部品は使用条件に適合したものを使用します。 CRDクランプスナバ BR1 T1 VAC C5 C1 R1 R2がある場合 出力電流IOUT P D1 8 C4 7 6 D2 5 図 10-2 R2 による出力電流 IOUT-VCC 端子電圧 R2 D/ST D/ST D/ST NC D/ST U1 C2 STR3A100 C(CR) ダンパースナバ S/OCP VCC GND FB/OLP 1 2 ROCP 3 4 C3 PC1 D FB/OLP 端子周辺回路 図 10-1 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、位相補償用です。 C3 の容量は 2200 pF~0.01 μF 程度が目安で、 FB/OLP 端子と GND 端子近くに接続します。 C3 は最終的に実機で動作を確認し、定数を調整し ます。 図 10-1 IC 周辺回路 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 18 STR3A100 Series スナバ回路 VDS サージ電圧が大きくなる電源仕様の場合は以 下のような回路を追加します(図 10-1)。 ・ P 巻線間に CRD クランプスナバ回路を追加する ・ D/ST 端子と S/OCP 端子間に C、または CR ダン パースナバ回路を追加する ダンパースナバ回路を追加する場合は、D/ST 端 子と S/OCP 端子の直近に接続します。 位相補正 図 10-3 に一般的なシャントレギュレータ(U51)を使 用した二次側検出回路を示します。 C52、R53 は位相補正用のコンデンサと抵抗です。 C52 の容量および抵抗 R53 の抵抗値は、それぞれ 0.047 μF~0.47 μF、4.7 kΩ~470 kΩ 程度が目安で す。 C52、R53 は、最終的に実機で動作を確認し、定数 を調整します。 L51 T1 VOUT D51 PC1 R55 C51 S R54 R51 R52 D 巻線のサージ電圧が大きいと、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。 そこで、トランス設計時は、以下の内容を考慮する必 要があります。 ・ P 巻線と二次側出力巻線 S の結合を良くする(リー ケージインダクタンスを小さくする) ・ D 巻線と S 巻線の結合を良くする ・ D 巻線と P 巻線の結合を悪くする また、多出力の場合は出力電圧のレギュレーション 特性を向上させるため、二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)S1 と、他出力 巻線(S2、S3…)の結合を良くする必要があります。 これらを考慮した二出力のトランス参考例を図 10-4 に示します。 <巻線構造例①> P1、P2 で S1 を挟み、P1、P2 と S1 の結合を良くし、P1、 P2 のサージを小さくする。 D を P1、P2 から離し、結合を悪くして、D のサージを 小さくする。 C53 C52 R53 U51 以下の場合は VCC 端子のサージ電圧が大きくなりま す。 ・ 低出力電圧、大電流負荷仕様など一次側主巻線 P のサージ電圧が高い場合 ・ 補助巻線 D が一次側主巻線 P のサージの影響を 受けやすいトランス構造の場合 R56 GND <巻線構造例②> P1、P2 と S1 を近くに巻き、結合を良くし、P1、P2 の サージを小さくする。 D と S2 を S1 で挟み、D と S1、S1 と S2 の結合を良く する。これにより D のサージが小さくなり、S2 出力電 圧のレギュレーション特性が向上する。 図 10-3 二次側シャントレギュレータ(U51)の周辺回路 P1 S1 P2 S2 D Margin tape 巻線構造例① Margin tape Bobbin トランス トランスは、銅損・鉄損による温度上昇に対し、適宜 設計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 4~6 A/mm2 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、以下の内容を検討します。 ・ 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 Bobbin Margin tape P1 S1 D S2 S1 P2 Margin tape 巻線構造例② 図 10-4 巻線構造例 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 19 STR3A100 Series 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 10-5 に IC 周辺回路の接続例を示します。 (7) 温度に関する注意事項 パワーMOSFET の ON 抵抗 RDS(ON) は、正の温度 係数のため、熱設計に注意が必要です。IC の下の パターンや、D/ST 端子のパターンは、放熱板として 機能するため、極力広く設計します。 (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。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)を追加し ます。 (2) 制御系 GND パターン 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、ROCP のできるだ け近くに配線します(図 10-5 の A 点)。 (3) VCC 端子周り このパターンは、IC の電源供給用パターンのため、 極力電流ループを小さく配線します。 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)などを追加します。 (4) 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。主回路 系と制御系のグランドは ROCP 近傍で接続します(図 10-5 の A 点)。 (5) FB/OLP 端子周り FB/LP 端子の接続部品は IC の近くに配置し、最短 で FB/OLP 端子に接続します。 (6) 二次側整流平滑回路 このパターンは、スイッチング電流が流れる二次側 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。 このパターンのインピーダンスを下げると、パワー MOSFET がターンオフする際に発生するサージ電 圧を減らすことができます。これにより、パワー MOSFET の耐圧マージンを増やし、クランプスナバ 回路のストレスや損失を低減できます。 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 20 STR3A100 Series (1) 主回路パターン 太く、ループを小さく配線 (6) 二次側主回路パターン 太く、ループを小さく配線 D51 T1 R1 C5 C1 P DST (7)D/ST端子 放熱のためパターンを広くする 8 7 D/ST D/ST C4 6 C51 D1 S 5 D2 NC D/ST D/ST R2 U1 STR3A100 C2 D S/OCP VCC GND FB/OLP 1 2 3 4 (3) 電源供給パターンは ループを小さく配線 ROCP PC1 C3 (5)FB/OLP端子の周辺部 品はICの近くに配置 し、最短で端子に接続 A (4)ROCPは、S/OCP端子の近くに配置。 CY (2)制御系GND 専用パターンで、ROCPの近くに一点で配線 図 10-5 電源 IC 周辺回路の接続例 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 21 STR3A100 Series 11. パターンレイアウト例 以下に、STR3A100 シリーズを使用した 2 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。 図 11-1 パターンレイアウト例 1 F1 L1 C10 C2 C1 D1 D2 TH1 D4 D3 L51 T1 CN51 D51 VOUT1 R5 C11 C4 3 R1 R54 R51 C56 R62 C3 J1 P1 R4 PC1 C51 R52 R53 U51 8 7 6 D/ST D/ST D/ST NC C52 JW52 R56 5 GND D/ST JW51 U1 C8 C53 R57 S1 D5 R55 R60 JW53 STR3A100 D6 S/OCP VCC 1 2 D52 R2 R58 R59 L52 GND FB/OLP 3 OUT2 4 C5 D C57 R63 C54 C55 R61 C7 R3 GND C6 PC1 C9 CN52 図 11-2 パターンレイアウト回路図 回路記号は図 11-1 のパターンレイアウト例に対応しています。 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 22 STR3A100 Series 12. 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 STR3A153 入力電圧 AC85V~AC265V 最大出力電力 34.8 W (40.4 W peak) 出力 1 8 V / 0.5 A 出力 2 14 V / 2.2 A (2.6 A peak) 回路図 図 11-2 参照 部品表 記号 定格(1) 部品名 F1 Fuse AC 250 V, 3 A L1 (2) CM inductor TH1 (2) NTC thermistor General 600 V, 1 A D1 弊社 推奨部品 記号 部品名 定格(1) L51 Inductor Short 3.3 mH L52 Inductor Short Short D51 Schottky 90 V, 1.5 A EK19 FMEN-210B EM01A D52 Schottky 150V, 10A D2 General 600 V, 1 A EM01A C51 (2) Electrolytic 680 μF, 25 V D3 General 600 V, 1 A EM01A C52 (2) Ceramic 0.47 μF, 50 V (2) Electrolytic 680 μF, 25 V D4 General 600 V, 1 A EM01A C53 D5 General 800 V, 1.2 A SARS01 C54 Electrolytic 470 μF, 16 V D6 Fast recovery 200 V, 1 A AL01Z C55 (2) Electrolytic Open C56 (2) Ceramic Open (2) Ceramic Open General Open General 1.5 kΩ C1 (2) C2 (2) Film, X2 0.1 μF, 275 V Electrolytic Open C57 C3 Electrolytic 150 μF, 400 V R51 C4 Ceramic 1000 pF, 2 kV R52 (2) Electrolytic 22 μF, 50 V R53 General 100 kΩ C6 (2) Ceramic 0.01 μF R54 General, 1% Open C7 (2) Ceramic Open R55 General, 1% Open C8 (2) Ceramic 15 pF / 2 kV R56 General, 1% 10 kΩ Ceramic, Y1 2200 pF, 250 V R57 General Open Ceramic Open R58 General 1 kΩ General 6.8 kΩ General, 1% 39 kΩ C5 C9 C10 (2) C11 (2) Ceramic Open R59 R1 (3) Metal oxide 330 kΩ, 1 W R60 R2 (2) General 10 Ω R61 R3 (2) R4 (2) General 47 Ω, 1 W R5 (3) Metal oxide Open JW51 Short PC1 Photo-coupler PC123 相当 JW52 Short U1 IC - T1 Transformer トランス仕様参照 General 弊社 推奨部品 0.47 Ω, 1/2 W STR3A153 (2) General Open R62 (2) General Open R63 (2) General Open JW53 U51 Short Shunt regulator VREF = 2.5 V (TL431 相当) (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 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 (2) STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 23 STR3A100 Series トランス仕様 ▫ 一次側インダクタンス LP ▫ コアサイズ ▫ Al-value ▫ 巻線仕様 巻線名称 一次巻線 一次巻線 VCC 用補助巻線 出力 1 巻線 出力 1 巻線 出力 2 巻線 出力 2 巻線 :518 μH :EER-28 :245 nH/N2 (センターギャップ 0.56 mm) 記号 P1 P2 D S1-1 S1-2 S2-1 S2-2 巻数(T) 18 28 12 6 6 4 4 線形(mm) φ 0.23 × 2 φ 0.30 φ 0.30 × 2 φ 0.4 × 2 φ 0.4 × 2 φ 0.4 × 2 φ 0.4 × 2 形式 1 層密巻 1 層密巻 密巻 密巻 密巻 密巻 密巻 4mm 2mm VDC P2 8V D S2-1 S1-1 P2 P1 Pin side S2-2 S1-2 Margin tape Margin tape P1 14V VCC D S2-1 S2-2 GND GND トランス断面図 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 S1-2 Drain Bobbin Core S1-1 ●印:巻き始め SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 24 STR3A100 Series 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 放熱用シリコーングリースを使用する場合の注意事項 放熱用シリコーングリースを使用する場合は、均一に薄く塗布してください。必要以上に塗布すると、無理な応力 を加えます 長時間放置した放熱用シリコーングリースは、ひび割れによる放熱効果の悪化や、ビス止め時にモールド樹脂ク ラックの原因となります 放熱用シリコーングリースの中には異物が入らないよう十分ご注意ください。異物が入ると放熱性を損ねたり、絶 縁板を使用する場合は絶縁板が傷つき絶縁不良を起こしたりする場合があります 放熱用シリコーングリースは樹脂封止型半導体への使用を推奨するものを使用してください。弊社では下記の放 熱用シリコーングリースおよびその同等品を推奨しております 品名 G746 YG6260 SC102 メーカー名 信越化学工業(株) モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 東レ・ダウコーニング(株) 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) はんだ付けは製品本体より 1.5 mm のところまでとします 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 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 25 STR3A100 Series 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 STR3A100 - DS Rev.1.5 Nov. 20, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 26