STR-Y6700 Series

擬似共振 オフラインスイッチング電源用パワーIC
STR-Y6700 Series
概要
パッケージ
STR-Y6700 シリーズは、パワーMOSFET と疑似共
振型制御 IC を 1 パッケージにした擬似共振型スイ
ッチング電源用パワーIC です。
低スタンバイ電力に対応するため、オートスタン
バイ機能を内蔵し、通常動作時は擬似共振動作、中
~軽負荷時はワンボトムスキップ動作、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。
TO220F-7L
特長
シリーズラインアップ
 代表特性
 マルチモード制御
負荷状況に応じて自動的に動作モードを切り替
え、全ての負荷領域において高効率を達成





Not to Scale
動作モード
定常負荷時--------------------------------- 擬似共振動作
中~軽負荷時 -------------- ワンボトムスキップ動作
軽負荷時 ------------------------------------ バースト動作
(オートスタンバイ機能)
無負荷時入力電力
PIN < 30 mW (AC100V)
PIN < 50 mW (AC230V)
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
起動回路内蔵
保護機能
過電流保護機能 1 (OCP1) ----- パルス・バイ・パルス
入力補正機能付き
(1)
過電流保護機能 2 (OCP2) --------------------- ラッチ
過負荷保護機能 (OLP) --------------------------- ラッチ
過電圧保護機能 (OVP)--------------------------- ラッチ
過熱保護機能 (TSD) ------------------------------ ラッチ
(1)
製品名の末尾 A 品は、OCP2 機能非搭載
応用回路例
BR1
L51
D51
T1
VOUT(+)
VAC
P
C1
PC1
R52
C53
C52 R53
D2
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BD
NF
1
R2
C3
U51
D
R56
VOUT(-)
DZBD
2 3 4 5 6 7
RDS(ON)(max.)
500 V
0.8 Ω
650 V
STR–Y6754
STR–Y6766
STR–Y6766A
STR–Y6765
STR–Y6763
STR–Y6763A
1.9 Ω
1.4 Ω
1.7 Ω
800 V
2.2 Ω
3.5 Ω
 出力電力 POUT(2)
POUT (Open frame)
製品名
STR–Y6735
STR–Y6735A
STR–Y6753
AC380V
AC85~265V
120 W(AC100V)
–
100 W
60 W
120 W
67 W
140 W
80 W
120 W
70 W
80 W
50 W
STR–Y6754
STR–Y6766
STR–Y6766A
STR–Y6765
STR–Y6763
STR–Y6763A
(2)
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。
R54
R51
U1
STR-Y6700
VDSS(min.)
R55
C51
S
製品名
STR–Y6735
STR–Y6735A
STR–Y6753
アプリケーション
 白物家電
 OA 機器
 産業機器など
RBD1
R3
ROCP
CBD
C4
C5
RBD2
PC1
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
CY
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
http://www.sanken-ele.co.jp
1
STR-Y6700 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 TA-PD1 曲線 ------------------------------------------------------------------------------------------ 6
3.3 MOSFET ASO 曲線 ------------------------------------------------------------------------------- 8
3.4 過渡熱抵抗曲線 ------------------------------------------------------------------------------------ 9
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(UVLO) ---------------------------------------------------------- 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 擬似共振動作とボトムオンタイミングの設定 ------------------------------------------- 15
9.7.1 擬似共振動作 ---------------------------------------------------------------------------- 15
9.7.2 ボトムオンタイミングの設定 ------------------------------------------------------- 16
9.8 BD 端子ブランキング時間 -------------------------------------------------------------------- 17
9.9 マルチモード制御 ------------------------------------------------------------------------------- 18
9.9.1 ワンボトムスキップ擬似共振動作 ------------------------------------------------- 18
9.9.2 オートスタンバイ機能 ---------------------------------------------------------------- 19
9.10 最大オン時間制限機能 ------------------------------------------------------------------------- 20
9.11 過電流保護機能(OCP) ---------------------------------------------------------------------- 20
9.11.1 過電流保護機能 1(OCP1) --------------------------------------------------------- 20
9.11.2 過電流保護機能 2(OCP2) --------------------------------------------------------- 20
9.11.3 過電流保護 1(OCP1)入力補正機能 --------------------------------------------- 21
9.11.4 過電流入力補正が必要ない場合 ---------------------------------------------------- 23
9.12 過負荷保護機能(OLP) ---------------------------------------------------------------------- 23
9.13 過電圧保護機能(OVP) ---------------------------------------------------------------------- 24
9.14 過熱保護機能(TSD) ------------------------------------------------------------------------- 25
10. 設計上の注意点 ----------------------------------------------------------------------------------------- 25
10.1 外付け部品 ---------------------------------------------------------------------------------------- 25
10.2 トランス設計 ------------------------------------------------------------------------------------- 27
10.3 パターン設計 ------------------------------------------------------------------------------------- 28
11. パターンレイアウト例 -------------------------------------------------------------------------------- 30
12. 電源回路例 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 31
使用上の注意 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 33
注意書き ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
2
STR-Y6700 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
項目
ドレインピーク電流(1)
最大スイッチング電流(2)
記号
IDPEAK
IDMAX
測定条件
シングルパルス
シングルパルス
Ta= −20~125°C
端子
定格
6.7
8.9
9.2
10.5
11.0
14.6
6.7
8.9
9.2
10.5
11.0
14.6
60
77
99
116
198
152
単位
− 1.0~VDSS
V
V
V
V
mA
V
1–2
1–2
ILPEAK=2.3A
ILPEAK=2.6A
アバランシェエネルギ
耐量(3)(4)
EAS
ILPEAK=2.9A
ILPEAK=3.2A
1–2
ILPEAK=4.1A
ILPEAK=3.5A
D/ST 端子電圧
S/OCP 端子電圧
制御部電源電圧
FB/OLP 端子電圧
FB/OLP 端子流入電流
BD 端子電圧
MOSFET 部許容損失(5)
1−4
2–4
3–4
5–4
5–4
6–4
VSTARTUP
VOCP
VCC
VFB
IFB
VBD
PD1
無限大放熱器
1–2
− 2.0~6.0
35
− 0.3~7.0
10.0
− 6.0~6.0
19.9
21.8
20.2
23.6
STR–Y6765
A
放熱器なし
制御部許容損失(MIC)
動作時内部フレーム温度
動作周囲温度
保存温度
チャネル温度
VCC×ICC で規定
1–2
3–4
−
−
−
−
1.8
0.8
− 20~115
− 20~115
− 40~125
150
STR–Y6753
STR–Y6766 / 66A
STR–Y6754
STR–Y6735 / 35A
STR–Y6763 / 63A
STR–Y6765
A
STR–Y6753
STR–Y6766 / 66A
STR–Y6754
STR–Y6735 / 35A
STR–Y6763 / 63A
STR–Y6765
mJ
STR–Y6753
STR–Y6766 / 66A
STR–Y6754
STR–Y6735 / 35A
STR–Y6763 / 63A
STR–Y6765
W
STR–Y6753
STR–Y6766 / 66A
STR–Y6735 / 35A
STR–Y6754
21.5
PD2
TF
TOP
Tstg
Tch
備考
STR–Y6763 / 63A
W
W
°C
°C
°C
°C
(1)
3.3 MOSFET ASO 曲線参照
IC のドライブ電圧と IC 内部のパワーMOSFET の Vth で決まるドレイン電流
(3)
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
(4)
シングルパルス, VDD = 99 V, L = 20 mH
(5)
3.2 TA-PD1 曲線参照
(2)
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
3
STR-Y6700 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 = 20 V
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)
3−4
13.8
15.1
17.3
V
動作停止電源電圧(1)
VCC(OFF)
3−4
8.4
9.4
10.7
V
動作時回路電流
ICC(ON)
3−4
−
1.3
3.7
mA
非動作時回路電流
ICC(OFF)
3−4
−
4.5
50
µA
起動回路動作電圧
VSTART(ON)
1−4
42
57
72
V
起動電流
ICC(STARTUP)
3−4
− 4.5
− 3.1
− 1.0
mA
VCC(BIAS)
3−4
9.5
11.0
12.5
V
fOSC
1−4
18.4
21.0
24.4
kHz
tSS
1−4
−
6.05
−
ms
VOCP(BS1)
2−4
0.487
0.572
0.665
V
VOCP(BS2)
2−4
0.200
0.289
0.380
V
VBD(TH1)
6−4
0.14
0.24
0.34
V
VBD(TH2)
6−4
0.07
0.17
0.27
V
IFB(MAX)
5−4
−320
−205
−120
µA
VFB(STBOP)
5−4
0.45
0.80
1.15
V
tON(MAX)
1−4
30.0
40.0
50.0
µs
−
455
−
起動電流供給しきい電圧
PWM 発振周波数
ソフトスタート動作期間
VCC = 13 V
VCC = 13 V
定常動作
ボトムスキップ動作しきい
電圧 1
ボトムスキップ動作しきい
電圧 2
擬似共振動作しきい電圧 1
擬似共振動作しきい電圧 2
(2)
最大フィードバック電流
スタンバイ動作
スタンバイ動作しきい電圧
保護動作
最大オン時間
リーディング・エッジ・ブラン
キング時間
過電流検出 1 しきい電圧
(入力補正時)
過電流検出 1 しきい電圧
(定常時)
1−4
tON(LEB)
ns
−
470
−
VOCP(L)
VBD = –3V
2−4
0.560
0.660
0.760
V
VOCP(H)
VBD = 0V
2−4
0.820
0.910
1.000
V
VOCP(La.OFF)
2−4
1.65
1.83
2.01
V
BD 端子流出電流
IBD(O)
6−4
− 250
− 83
− 30
µA
OLP バイアス電流
IFB(OLP)
5−4
− 15
− 10
−5
µA
OLP しきい電圧
VFB(OLP)
5−4
5.50
5.96
6.40
V
過電流検出 2 しきい電圧
(1)
(2)
STR–Y6735
/ 35A/ 65/
66/ 54
STR–Y6763
/ 63A/ 53
製品名の末
尾 A なし品
VCC(OFF) < VCC(BIAS) の関係が成り立つ
VBD(TH2) < VBD(TH1) の関係が成り立つ
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
4
STR-Y6700 Series
項目
記 号
測定条件
端子
Min.
Typ.
Max.
単位
備考
フィードバック制御時最大
電圧
VFB(MAX)
5−4
3.70
4.05
4.40
V
OVP しきい電圧
VCC(OVP)
3− 4
28.5
31.5
34.0
V
熱保護動作温度
Tj(TSD)
−
135
−
−
°C
500
−
−
650
−
−
800
−
−
−
−
300
−
−
0.8
STR-Y6735
/ 35A
−
−
1.4
STR–Y6754
1.7
STR–Y6766
/ 66A
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
VDSS
IDSS
RDS(ON)
tf
IDS=300μA
VDS=VDSS
1–2
1–2
1–2
1–2
V
STR-Y6735 /
35A
STR-Y6753 /
54
STR-Y6763 /
63A / 65 /66
/66A
μA
Ω
1.9
STR–Y6753
2.2
STR–Y6765
STR–Y6763
/ 63A
STR–Y6753
/ 63 / 63A
STR-Y6735
/ 35A / 54 /
66 / 66A / 65
−
−
3.5
−
−
250
ns
−
−
300
ns
−
2.4
2.7
−
1.9
2.2
−
2.7
3.1
−
2.3
2.6
−
2.8
3.2
−
5.1
5.9
−
4.6
5.3
−
5.4
6.2
−
5.0
5.8
STR–Y6765
−
5.5
6.3
STR–Y6763
/ 63A
熱特性
チャネル-フレーム間熱抵抗
(3)
チャネル-ケース間熱抵抗(4)
(3)
(4)
θch-F
θch-C
−
−
STR-Y6735
/ 35A / 54
STR–Y6766
/ 66A
°C/W
STR–Y6753
STR–Y6765
STR–Y6763
/ 63A
STR-Y6735
/ 35A / 54
STR–Y6766
/ 66A
°C/W
STR–Y6753
MOSFET のチャネルと内部フレーム間の熱抵抗。
MOSFET のチャネルとケース間の熱抵抗。ケース温度は IC の裏面の温度で規定
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
5
STR-Y6700 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
115
80
60
40
20
0
25
125
50
内部フレーム温度 TF (°C)
100
125
150
チャネル温度 Tch (°C)
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
図 3-1 ASO 温度ディレーティング係数曲線
TA-PD1 曲線
3.2
 STR–Y6735、STR–Y6735A
 STR–Y6753
30
30
25
25
21.5
15
10
放熱器なし
5
無限大放熱器付き
20.2
20
無限大放熱器付き
20
許容損失 PD1 (W)
許容損失 PD1 (W)
75
15
10
放熱器なし
5
1.8
1.8
0
0
0
25
50
75
100 115 125
150
0
25
周囲温度 TA (°C)
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
50
75
100
115
125
150
周囲温度 TA (°C)
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
6
STR-Y6700 Series
 STR–Y6754
 STR–Y6763、STR–Y6763A
30
30
25
25
21.5
無限大放熱器付き
15
10
放熱器なし
5
無限大放熱器付き
15
10
放熱器なし
5
1.8
1.8
0
0
19.9
20
許容損失 PD1 (W)
許容損失 PD1 (W)
20
25
50
75
100
115
0
125
0
150
25
周囲温度 TA (°C)
50
100 115 125
150
周囲温度 TA (°C)
 STR–Y6765
 STR–Y6766、STR–Y6766A
30
30
25
25
23.6
21.8
無限大放熱器付き
許容損失 PD1 (W)
無限大放熱器付き
20
許容損失 PD1 (W)
75
15
10
放熱器なし
5
20
15
10
放熱器なし
5
1.8
1.8
0
0
0
25
50
75
100 115 125
150
0
50
75
100 115 125
150
周囲温度 TA (°C)
周囲温度TA (°C)
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
25
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
7
STR-Y6700 Series
3.3
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、シングルパルス
 STR–Y6735、STR–Y6735A
 STR–Y6753
100
100
ドレイン電流 ID (A)
ドレイン電流 ID (A)
0.1ms
10
0.1ms
10
1ms
1
1
1ms
0.1
0.01
0.1
10
100
10
1000
ドレイン・ソース間電圧 (V)
100
1000
ドレイン・ソース間電圧 (V)
 STR–Y6754
 STR–Y6763、STR–Y6763A
100
10
0.1ms
10
ドレイン電流 ID (A)
ドレイン電流 ID (A)
0.1ms
1ms
1
1ms
0.1
0.01
0.1
10
100
ドレイン・ソース間電圧 (V)
10
1000
 STR–Y6765
100
ドレイン・ソース間電圧 (V)
1000
 STR–Y6766、STR–Y6766A
10
100
0.1ms
ドレイン電流 ID (A)
ドレイン電流 ID (A)
1
1ms
1
0.1
0.01
0.1ms
10
1ms
1
0.1
10
100
1000
ドレイン・ソース間電圧 (V)
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
10
100
1000
ドレイン・ソース間電圧 (V)
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
8
STR-Y6700 Series
3.4
過渡熱抵抗曲線
 STR–Y6735、STR–Y6735A、STR–Y6754、STR–Y6765
過渡熱抵抗 θch-c (℃/W)
10
1
0.1
0.01
0.001
1µ
10µ
100µ
1m
10m
100m
1m
10m
100m
1m
10m
100m
時間 t (s)
 STR–Y6753、STR–Y6763、STR–Y6763A
過渡熱抵抗 θch-c (℃/W)
10
1
0.1
0.01
0.001
1µ
10µ
100µ
時間 t (s)
過渡熱抵抗 θch-c (℃/W)
 STR–Y6766、STR–Y6766A
10
1
0.1
0.01
0.001
1µ
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
10µ
100µ
時間 t (s)
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
9
STR-Y6700 Series
4.
ブロックダイアグラム
VCC
3
D/ST
1
STARTUP
UVLO
Reg / ICONST
DRV
LATCH
OCP/BS
S/OCP
2
FB/STB
OLP
FB/OLP
5
LOGIC
NF
7
OSC
GND
4
BD
6
BD
BD_STR-Y6700_R1
5.
各端子機能
端子番号
端子名
1
D/ST
S/OCP
2
S/OCP
3
VCC
3
VCC
制御回路電源入力/過電圧保護信号入力
4
5
GND
FB/OLP
4
GND
グランド
6
7
BD
5
FB/OLP
6
BD
ボトム検出信号入力/入力補正検出信号入力
7
NF*
(機能なし)
1
D/ST
2
NF
(LF3051)
機能
MOSFET ドレイン/起動電流入力
MOSFET ソース/過電流保護検出信号入力
定電圧制御信号入力/過負荷保護信号入力
*NF(7 番端子)は動作安定のため、安定電位である GND(4 番端子)へ最短距離で接続します
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
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10
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6.
応用回路例
 放熱効果を上げるため、D/ST 端子(1 番ピン)のパターンは極力広くします
 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
 NF(7 番端子)は動作安定のため、安定電位である GND(4 番端子)へ最短距離で接続します
CRDクランプスナバ
BR1
L51
D51
T1
VOUT(+)
VAC
R1 P
C2
C1
PC1
D1
R55
C51
S
R54
R51
R52
C53
U1
C52 R53
D2
STR-Y6700
R2
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BD
NF
C3
U51
D
R56
VOUT(-)
DZBD
2 3 4 5 6 7
1
CV
RBD1
C(RC)
ダンパースナバ
R3
CBD
ROCP
C4
C5
CY
図 6-1
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
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RBD2
PC1
応用回路例
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7.
外形図
10±0.2
4.2 ±0.2
2.6±0.2
15 ±0.3
3.2±0.2
(5.6)
Gate burr
2.8 +0.2
 TO220F-7L
(1.1)
+0.2
7-0.55-0.1
5×P1.17±0.15
=5.85±0.15
(根元寸法)
2±0.15
(根元寸法)
5±0.5
7-0.62±0.15
5±0.5
10.4 ±0.5
2.6 ±0.1
(根元寸法)
R-end
R-end
+0.2
0.45 -0.1
2.54±0.6
(先端寸法)
5.08±0.6
(先端寸法)
0.5
0.5
平面状態図
1
0.5
0.5
側面状態図
2 3 4 5 6 7
NOTES:
1) 単位:mm
2) リードフォーミング LF No.3051
3) “Gate burr”部は高さ 0.3mm (max.)のゲートバリ発生箇所を示す
4) 端子部 Pb フリー品(RoHS 対応)
8.
捺印仕様
STR
Y67×××
Part Number
2
YMDDX
1
2
7
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Oct. 07, 2014
Lot Number
Y is the last digit of the year (0 to 9)
M is the month (1 to 9, O, N or D)
DD is a day (01 to 31)
X is the Sanken Control Symbol
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 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
9.1
VCC端子
電圧
VCC(ON)
ドレイン
電流, ID
起動動作
図 9-2 起動時の動作波形
9.2
低入力時動作禁止回路(UVLO)
VCC 端子電圧と回路電流 ICC の関係を図 9-3 に示
します。制御回路動作後、VCC 端子電圧が動作停止
しきい電圧 VCC(OFF) = 9.4 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。
回路電流 ICC
ICC(ON)
停止
図 9-1 に VCC 端子周辺回路、図 9-2 に起動時の
動作波形を示します。
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 VSTART(ON) = 57 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 ICC(STARTUP) = −
3.1 mA は、VCC 端子に接続した電解コンデンサ C3
を 充 電 し 、 VCC 端 子 電 圧 が 動 作 開 始 電 源 電 圧
VCC(ON) = 15.1 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 20 V 程度です。
VCC( BIAS) (max .)  VCC  VCC(OVP ) (min .)
⇒12.5 (V)  VCC  28.5 (V)
(1)
IC の起動時間(図 9-2 参照)は C3 の容量で決ま
り、起動時間の概算値は次式(2)で算出します。
t START  C3 ×
9.3
T1
VAC
C1
1
D/ST
VCC
3
D2
C3
GND
P
R2
D
VD
4
図 9-1 VCC 端子周辺回路
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VCC
VCC(ON) 端子電圧
(2)
I CC(STRATUP )
BR1
VCC(OFF)
図 9-3 VCC 端子電圧と回路電流 ICC
VCC( ON )-VCC( INT )
ここで、
tSTART
:IC の起動時間 (s)
VCC(INT) :VCC 端子の初期電圧 (V)
U1
tSTART
起動
動作説明
9.
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 端子電圧がスタン
バイ動作しきい電圧 VFB(STBOP) = 0.80 V 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) = 11.0
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 C3 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。
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13
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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 9-4 に示
します。
起動時は、VCC 端子電圧が VCC(ON) = 15.1 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。
起動時、VCC 端子電圧が低下して VCC(OFF) = 9.4 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(STBOP)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。
その後、補助巻線電圧が上昇し、BD 端子電圧が
以下の条件を満たすと、擬似共振動作を開始します。
擬似共振動作条件
 擬似共振動作しきい電圧 1 VBD(TH1) = 0.24V 以上
 擬似共振信号の有効期間 1.0 µs 以上(図 9-12
参照)
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
未満になるようにします
(tOLP の設定は 9.12 項参照)
。
ICの起動 電源の起動
VCC端子電圧
定常状態
tSTART
VCC(ON)
VCC(OFF)
tSS tLIM
時間
ドレイン電流
ID
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
BD端子電圧
PWM動作
疑似共振動作
時間
VBD(TH1)
バイアスアシスト期間
VCC(OFF)
拡大
起動不良時
PWM動作
時間
疑似共振動作
時間
図 9-4 起動時の VCC 端子電圧
有効期間1.0µs以上
9.4
ソフトスタート機能
図 9-5 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 tSS = 6.05 ms に
設定しており、この期間に過電流しきい値が 4 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 2 次側整流ダイオードの、電圧・電
流ストレスを低減します。
ソフトスタート動作期間中は、発振周波数
fOSC = 21.0 kHz の PWM 動作でスイッチングします。
ソフトスタート動作期間のあと、BD 端子電圧が
以下の条件を満たすまでは、fOSC = 21.0 kHz の PWM
動作でスイッチングします。
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図 9-5 起動時の動作波形
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
電圧から作ります。(図 9-6、図 9-7 参照)。
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キング時間 tON(LEB) を設けています。この期間は、
過電流の検出電圧が VOCP(La.OFF) = 1.83 V になり、
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(9.11 過電流保護機能の項参照)。
U1
S/OCP
2
GND FB/OLP
4
5
R3
VROCP
ROCP
図 9-6
PC1
C5
IFB
C4
擬似共振動作とボトムオンタイミング
の設定
9.7
FB/OLP 端子周辺回路
9.7.1
目標電圧
-
VSC
+
VROCP
FBコンパレータ
ROCPの両端電圧
ドレイン電流
ID
図 9-7 定常時の ID と FB コンパレータ動作
<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。
擬似共振動作
擬似共振動作はスイッチング損失およびスイッ
チングノイズを低減し、高効率で低ノイズな電源を
実現します。本 IC は擬似共振動作をワンボトムス
キップ動作時も行います。
図 9-8 にフライバック方式の回路を示します。図
9-8 内の記号の意味は、表 9-1 のとおりです。
フライバック方式とは、パワーMOSFET がターン
オフしたときに、トランスに蓄えたエネルギを二次
側へ供給する方式です。
フライバック方式では、パワーMOSFET がオフし、
二次側にエネルギを放出した後もパワーMOSFET
がオフを継続します。このとき VDS は、LP と CV で
決まる周波数で自由振動します。
擬似共振動作は、この自由振動の期間に VDS 電圧
波形のボトム点でパワーMOSFET をターンオンす
る動作です(ボトムオン動作)。
理想的なボトムオン動作時の VDS 電圧波形を図
9-9 に示します。
VDS 電 圧 波 形 の 自 由 振 動 開 始 か ら 、 パ ワ ー
MOSFET をターンオンさせるまでの遅延時間を
tONDLY とすると、理想的なボトムオン動作時の tONDLY
は自由振動の半周期で、次式で計算できます。
t ONDLY ≒  L P  C V
(3)
VF
T1
9.6
リーディング・エッジ・ブランキング
機能
VFLY
C1 ID
P
S
IOFF
VO
C51
VIN
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
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D51
LP
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NP
U1
NS
CV
図 9-8 フライバック方式
15
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表 9-1 記号一覧(図 9-8)
記号
VIN
VFLY
意味
入力電圧
フライバック電圧 VFLY 
NP
 VO  VF 
NS
パワーMOSFET のドレインとソース間
の電圧
一次側巻数
二次側巻数
出力電圧
二次側整流ダイオードの順方向電圧降下
パワーMOSFET のドレイン電流
パワーMOSFET がオフのとき、二次側整
流ダイオードに流れる電流
電圧共振コンデンサ
一次側インダクタンス
VDS
NP
NS
VO
VF
ID
IOFF
CV
LP
tONDLY
この VREV2 信号を BD 端子に入力してボトム点を
検出します。
擬 似共 振動 作のし きい 電圧 はヒ ステ リシス を
持っています。VBD(TH1)は擬似共振動作しきい電圧 1、
VBD(TH2)は擬似共振動作しきい電圧 2 です。
BD 端子電圧 VREV2 が、パワーMOSFET のターン
オフ時に VBD(TH1)= 0.24 V 以上になると、IC はパワー
MOSFET のオフ期間を継続します。その後自由振動
により VDS が低下し、VREV2 が VBD(TH2)= 0.17 V まで
下がると、IC はパワーMOSFET をターンオンしま
す。VREV2 が VBD(TH2)に達すると、IC 内部で自動的に
擬似共振動作しきい電圧を VBD(TH1)に上げるため、BD
端子のノイズによる誤動作を防止できます。
T1
VIN
P
C1
VFLY
VIN
D2
CV
1
VFLY
D/ST
VREV1
C3
3
VCC
U1
R2
自由振動の
ボトム点でターンオン
BD
2 S/OCP GND
4
R
OCP
6
CBD
VFW1
フォワード電圧
フライバック電圧
DZBD
VIN
VDS 0
D
RBD1
RBD2
VREV2
IOFF 0
図 9-10 BD 端子周辺回路
ID 0
tON
補助巻線電圧
VD
図 9-9 理想的なボトムオン動作
VREV1
0
9.7.2
ボトムオンタイミングの設定
VFW1
ボトムオンのタイミングは BD 端子で検出します。
BD 端子に入力する信号は OCP1 の入力補正にも使
用します(9.11.3 項参照)。
図 9-10 に BD 端子周辺回路、図 9-11 に補助巻線
の電圧波形を示します。擬似共振信号 VREV2 は補助
巻線電圧 VD に比例し、次式で表せます。
約3.0V推奨(6.0V未満)
擬似共振信号
VREV2
VBD(TH1)
tON
VBD(TH2)
0
VREV2 
ここで
VREV1
VF
R BD 2
 VREV1  VF 
R BD1  R BD 2
(4)
:補助巻線 D のフライバック電圧
:DZBD の順方向電圧降下
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図 9-11 補助巻線電圧
 RBD1、RBD2 の設定
RBD1、RBD2 は VREV2 が以下の範囲になるように設
定します。
電源仕様範囲内で VCC 端子電圧が最低になる条
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件のとき、VREV2 ≥ VBD(TH1)= 0.34 V(max.)。
電源仕様範囲内で VCC 端子電圧が最大になる条
件のとき、VREV2 < 6.0 V (BD 端子のプラス側の
絶対最大定格)かつ、有効期間 1.0 μs 以上(図 9-12
参照)。ここで、VREV2 の推奨値は、約 3.0 V です。
逆に図 9-14 の様に VDS 波形のターンオンが、ボ
トム点より遅い場合、CBD の容量を尐しずつ減ら
しながら、ターンオンが VDS のボトム点と一致す
るように調整します。
ターンオンがボトム点より遅い
擬似共振電圧
VREV2
3.0V推奨
(6.0V未満)
0.34V
VDS 0
ボトム点
0.27V
IOFF 0
有効期間(1.0μs以上)
図 9-12 擬似共振信号の有効期間
 CBD の設定
パワーMOSFET をターンオンさせるまでの遅延
時間 tONDLY は、パワーMOSFET が図 9-9 の理想的
なボトムオン動作になるよう、CBD で調整します。
CBD は初期定数を 1000 pF 程度に設定し、電源入
力電圧上限、出力負荷上限の条件で、VDS と ID の
実働波形を観測しながら調整します(このとき
BD 端子に電圧プローブを接続するとボトム点が
ずれる可能性があります)。
図 9-13 の様に VDS 波形のターンオンが、ボトム
点より早い場合、初期定数時のボトム点を確認し、
CBD の容量を尐しずつ増やしながら、ターンオン
が VDS のボトム点と一致するように調整します。
ターンオンがボトム点より早い
VDS
0
ボトム点
IOFF
0
ID
0
tON
VBD(TH1)
VBD 0
VBD(TH2)
補助巻線電圧
VD
0
図 9-13 ターンオンが VDS 波形のボトム点より
早い場合
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ID 0
tON
VBD(TH1)
VBD 0
VBD(TH2)
補助巻線電圧
VD 0
図 9-14 ターンオンが VDS 波形のボトム点より
遅い場合
9.8
BD 端子ブランキング時間
BD 端子には補助巻線電圧を入力するため、パ
ワーMOSFET がターンオフする際に、BD 端子電圧
にもサージ電圧が発生する場合があります。この
サージを擬似共振信号として検出すると、パワー
MOSFET が高周波でスイッチングする場合があり
ます。この高周波動作により、パワーMOSFET の損
失が過大になり、チャネル温度を超えると、パワー
MOSFET はダメージを受けます。
これを防ぐため、BD 端子は、250 ns (max.)のブ
ランキング時間を設け、この期間の擬似共振信号を
検出しないようにしています。
トランスの結合が悪く、リーケージインダクタン
スが大きい場合は BD 端子にサージ電圧が発生しや
すくなります。
出力電圧が小さい電源仕様の場合など、一次側巻
線と二次側出力巻線の巻数比(NP/NS)が極端に大
きい場合は、トランスの結合が悪くるため注意が必
要です(図 9-15 参照)。
サージの発生期間が、ブランキング時間を超えて
おり、パワーMOSFET が高周波動作をする場合は、
次の調整を行い、サージの発生期間を 250 ns 未満に
する必要があります。
なお、BD 端子の動作波形を確認するプローブは、
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正確にサージ電圧を測定するため、BD 端子と GND
端子の近くに接続します。
 CBD を BD 端子と GND 端子の近くに接続する
 BD 端子と GND 端子間のパターンループを大電
流パターンと離す
 一次巻線と補助巻線の結合が良くなる巻き方に
する
 クランプスナバ(図 6-1 参照)の定数調整を行う
す(図 9-18 参照)。そのため、スイッチング波形
は、切り替えのしきい値電圧付近で不安定にならず、
安定した動作モードの切り替えが可能です。
擬似共振動作の発振周波数は、ワンボトムスキッ
プ擬似共振動作に切り替わる直前(重負荷→軽負荷)
または直後(軽負荷→重負荷)で高くなり、パワー
MOSFET のスイッチング損失が増加します。そのた
め、入力電圧上限時の、発振周波数が高いポイント
でパワーMOSFET の発熱を確認する必要がありま
す。
VBD(TH1)
ワンボトムスキップ
擬似共振動作
VBD(TH2)
擬似共振動作
VDS
VREV2
(a)正常なBD端子波形(トランスの結合が良い)
VOCP(H)
VBD(TH1)
VBD(TH2)
VOCP(BS1)
S/OCP
端子電圧
VREV2
軽負荷
BD端子ブランキング時間 250ns(max.)
(b)好ましくないBD端子波形(トランスの結合が悪い)
重負荷
図 9-16 軽負荷→重負荷への状態遷移図
図 9-15 トランスの結合具合による BD 端子電圧
VREV2 波形の差
擬似共振動作
ワンボトムスキップ
擬似共振動作
VDS
9.9
マルチモード制御
擬似共振動作による制御は、負荷が軽くなると周
波数が上がり、スイッチング損失が増加します。そ
のため、本 IC は全ての負荷領域で高効率を達成で
きるよう、マルチモード制御を搭載しています。
マルチモード制御は、ドレイン電流(実際には
S/OCP 端子電圧)をモニタし、二次側の負荷状態に
応じて 3 つ動作モードに自動的に切り替えます。
重負荷時は擬似共振動作、軽~中負荷時はワンボ
トムスキップ擬似共振動作、軽負荷時はバースト動
作(オートスタンバイ機能)になります。
VOCP(H)
S/OCP
端子電圧
VOCP(BS2)
重負荷
軽負荷
図 9-17 重負荷→軽負荷への状態遷移図
ワンボトムスキップ擬似共振動作
9.9.1
ワンボトムスキップ擬似共振動作
本 IC は、ワンボトムスキップ機能により、中~
軽負荷時のスイッチング周波数の上昇を抑え、スイ
ッチング損失を低減します。
図 9-16 に出力負荷が軽負荷から重負荷への状態
遷移図、図 9-17 に重負荷から軽負荷への状態遷移
図を模擬的に示します。
負荷電流増加/負荷電流減尐の過程では、各動作
モード切り替え時に、ヒステリシスを設定していま
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VOCP(H)
VOCP(BS1)
擬似共振動作
VOCP(BS2)
負荷電流
図 9-18 動作モード切り替え時のヒステリシス
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 ワンボトムスキップ擬似共振動作から擬似共振
動作へ切り替わる場合(軽負荷→重負荷)
ワンボトムスキップ擬似共振動作から負荷を増
やしていくと、オン幅が広がり、ドレイン電流
ピーク値が増加します。これにより、S/OCP 端子
電圧のピーク値も増加します。
S/OCP 端子電圧が VOCP(BS1)に達すると、擬似共振
動作へ切り替わります(図 9-16 参照)。
 擬似共振動作からワンボトムスキップ擬似共振
動作へ切り替わる場合(重負荷→軽負荷)
擬似共振動作から負荷を減らしていくと、オン幅
が狭くなり、ドレイン電流ピーク値が減尐します。
これにより、S/OCP 端子電圧のピーク値も減尐し
ます。
S/OCP 端子電圧が VOCP(BS2)まで低下すると、ワン
ボトムスキップ擬似共振動作へ切り替わります
(図 9-17 参照)。
図 9-19、図 9-20 に擬似共振動作時とワンボトム
スキップ動作時の擬似共振信号の有効期間を示し
ます。
安定した擬似共振動作、およびワンボトムスキッ
プ動作を行うため、入力電圧下限、出力電力下限の
条件で、擬似共振信号 VREV2 を確認し、有効期間が
1.0 µs 以上になるように調整が必要です。VREV2 の有
効期間は、VREV2 が擬似共振動作しきい値電圧 1
VBD(TH1)の上限値 0.34 V から擬似共振動作しきい値
電圧 2 VBD(TH2)の上限値 0.27 V の期間です。
擬似共振信号
VREV2
擬似共振信号
VREV2
0.34V
0.27V
有効期間
1.0µs以上
S/OCP端子電圧
図 9-20 ワンボトムスキップ擬似共振信号の有効期間
9.9.2
オートスタンバイ機能
オートスタンバイ機能とは、軽負荷時にドレイン
電流 ID が減尐すると、自動的にスタンバイモードに
切り替わり、バースト発振動作を行う機能です。
S/OCP 端子は ID を検出しており、S/OCP 端子電圧
が、スタンバイ状態検出電圧(VOCP(H) = 0.910 V の
約 9 %)に低下すると、スタンバイモードに切り替
わります。このスタンバイモード時に FB/OLP 端子
電圧が VFB(STBOP)以下に低下すると、スイッチング動
作を停止しバースト発振動作を行います(図 9-21)。
出力電流
IOUT
バースト動作
数kHz以下
ドレイン
電流 ID
0.34V
通常負荷
スタンバイ負荷
通常負荷
0.27V
図 9-21 オートスタンバイ動作のタイミング波形
S/OCP端子電圧
有効期間
1.0µs以上
図 9-19 擬似共振信号の有効期間
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バースト発振動作は、スイッチング動作を停止す
る期間があるため、スイッチング損失を低減し、軽
負荷時の効率改善ができます。
一般的に、軽負荷時の効率をより改善するため、
バースト間隔は数 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) = 11.0
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 ICC(STARTUP)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。
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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)
9.10 最大オン時間制限機能
電源入力電圧が低い状態や電源オン/オフ時な
どの過渡状態では、スイッチング周波数の下限を制
限するため、パワーMOSFET のオン時間を最大オン
時間 tON(MAX) = 40.0 μs に制限しています。これによ
り、ドレイン電流のピークを制限し、トランスの音
鳴りを抑制します。
電源設計時、電源入力電圧下限かつ負荷最大の条
件で、パワーMOSFET のオン時間が tON(MAX)未満で
あることを確認します(図 9-22)。
この条件時にオン時間が tON(MAX) 以上になるト
ランスを使用していた場合は、出力電力が低下する
ため、以下を考慮してトランスを再設計します。
9.11.1 過電流保護機能 1(OCP1)
OCP1 機能は、パルス・バイ・パルス方式の過電
流保護です。パワーMOSFET のドレインピーク電流
値が、過電流検出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。
なお、リーディング・エッジ・ブランキング時間
tON(LEB)の間は OCP1 動作が無効になります。ターン
オン時に S/OCP 端子に生じるサージ電圧の幅は、図
9-23 のように tON(LEB)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 9-24 のようにダンパースナバ回路がある
場合はサージ電圧を抑えるため、コンデンサの容量
を小さくし、ターンオンタイミングが VDS のボトム
ポイントになっていない場合は、調整が必要です
(9.7.2 項参照)。
tON(LEB)
VOCP(H)’
 トランスのインダクタンス LP を下げてスイッ
チング周波数を上げる
 一次と 2 次の巻数比 NP/NS を小さくして Duty を
小さくする
ID
ターンオン時のサージ電圧幅
図 9-23
S/OCP 端子電圧波形
オン時間
C(CR)
ダンパースナバ
T1
時間
VDS
D51
C1
C51
1
D/ST
時間
U1
図 9-22 オン時間の確認
C(CR)
ダンパースナバ
S/OCP
2
ROCP
9.11 過電流保護機能(OCP)
本 IC は、過電流保護機能 1(OCP1: Overcurrent
Protection 1)
と、
過電流保護機能 2(OCP2: Overcurrent
Protection 2)があります。
OCP1 機能は、パルス・バイ・パルス方式で、AC
入力電圧に対する過電流検出しきい電圧のばらつ
きを補正する機能(入力補正機能)を搭載していま
す。OCP2 機能は、出力巻線短絡時などにラッチ動
作でスイッチングを停止します。製品名の末尾 A 品
には搭載されていません。
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図 9-24
ダンパースナバ
9.11.2 過電流保護機能 2(OCP2)
OCP2 機能は、製品名の末尾 A 品には搭載されて
いません。
出力巻線短絡時や、二次側整流ダイオードの耐圧
異常時などの保護として、 S/OCP 端子電圧が、
VOCP(La.OFF)= 1.83 V に達すると、即座にラッチモード
でスイッチング動作を停止します。
リーディング・エッジ・ブランキング期間も、この
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過電流保護は動作します。
ラッチ状態の解除は、電源入力電圧をオフし、VCC
端子電圧を VCC(OFF)以下に下げることで行います。
フライバック電圧 VREV1
D2
R2
T1
C3
3
VCC
9.11.3 過電流保護 1(OCP1)入力補正機能
OCP1動作時の出力電流
IOUT(OCP) (A)
一般的な制御 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、検出電圧は過
電流検出しきい電圧よりも高くなります。このよう
に、OCP1 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。
擬似共振コンバータをユニバーサル入力(AC85V
~AC265V)で 使用する場合は、出 力 電力 を 一定 と
す る と 、 電 源 の 入力電圧が高いほど動作周波数が
上がり、オン幅が小さくなります。そのため OCP1
動作時のドレイン電流ピークは、電源の入力電圧が
高い領域で、特に伝播遅延時間の影響を受けやすく
なります。
入 力補 正が 無い場 合、 入力 電圧 上限 におけ る
OCP1 動作時の出力電流 IOUT(OCP)は、入力電圧下限時
の最大負荷を考慮して調整した出力電流仕様 IOUT
に対して約 2 倍になります(図 9-25 “入力補正な
し”)。
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。
入力補正なし
(IOUTの約2倍)
D
DZBD
VDZBD
フォワード電圧
VFW1
RBD1
BD
S/OCP GND
2
4
ROCP
6
VFW2
RBD2
CBD
図 9-26 OCP1 入力補正回路
図 9-27 に擬似共振動作時の入力電圧に対する各
電圧波形を示します。
VAC
230
100
0
補助巻線
電圧
VREV1
0
VFW1
VDZBD
0
VZ
適切な入力補正
IOUT
出力電流仕様
VFW2
0
A
85V
D
入力電圧が上がり、VFW1がVZ以上に
なるとVFW2はマイナス電圧を発生
265V
電源入力電圧(V)
図 9-25 OCP1 動作時出力電流特性
図 9-26 に OCP1 の入力補正回路を示します。入力
補正値は BD 端子の周辺部品で設定します。
OCP1 入力補正機能は、入力電圧に応じて過電流
検出 1 しきい電圧(定常時)VOCP(H) = 0.910 V を補
正します。補助巻線 D のフォワード電圧 VFW1 は入
力電圧に比例しています。そこで、図 9-26 のように
VFW1 から DZBD のツェナー電圧 VZ を引いた電圧を
RBD1 と RBD2 で分圧し、BD 端子に入力します。
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B
C
過度な入力補正
(IOUTが取得できない)
図 9-27 入力電圧に対する各電圧波形
VDZBD ≥ VFW1 のとき(A 点)、VFW2 にはマイナス
電圧が生じません。そのため、過電流の検出電圧は、
過電流検出 1 しきい電圧(定常時)VOCP(H)になりま
す。入力電圧が上がり VDZBD < VFW1 になると(B 点
~D 点)、VFW1 が DZBD のツェナー電圧 VZ より高く
なり VFW2 を生じます。この VFW2 を BD 端子で検出
し、過電流検出 1 しきい値電圧(定常時)VOCP(H)を
補正します。
VFW2 は出力電流仕様 IOUT と入力電圧上限時の
IOUT(OCP)の差が小さくなるようにします(図 9-25“適
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切な入力補正”)。過度に入力補正をかけると、入
力電圧が高い領域で IOUT(OCP)が IOUT 以下になる場合
があります(図 9-25“過度な入力補正”)。全入力電
圧範囲で IOUT(OCP)が出力電流仕様 IOUT 以上になるよ
うに VFW2 を調整します。
しきい値電圧 1 VOCP(BS1) = 0.572 V 以下になる場
合、ワンボトムスキップ動作のみになり、出力
電流仕様 IOUT が取得できない場合があります。
VFW 2 
BD 端子の周辺部品、DZBD、RBD1、RBD2 の設定は
以下の様に行います。

1) 入力補正を開始する電源入力電圧 VIN(AC)C を設
定 し ま す 。 一 般 的 な 仕 様 の 場 合 、 AC120V ~
AC170V です。
R BD 2
R BD1  R BD 2
N

  D  VIN( AC ) MAX  2  VZ 
 N

 P

(7)
1
VOCP(H)
0.8
VOCP(H)' (V)
2) 入力補正を開始する電源入力電圧は DZBD のツ
ェナー電圧 VZ で設定します。
VIN(AC)C の時の VFW1 を次式(5)より求め、DZBD の
ツェナー電圧 VZ を設定します。
R BD 2
  VFW1  VZ 
R BD1  R BD 2
0.6
Max.
Typ.
0.4
Min.
0.2
VFW1
N
 D  VIN( AC ) C  2  VZ
NP
(5)
00
−2
-2
−3
-3
−4
-4
−5
-5
−6
-6
図 9-28 入力補正後の過電流しきい値電圧 VOCP(H)'
(設計目標の参考値)
3) RBD1、RBD2 を設定します。
RBD2 の推奨値は 1.0 kΩ です。
一般的な電源の場合、電源入力電圧上限で
VFW2 = −3.0 V になるように、次式(6)を用いて
RBD1 を設定します。
5) 次式(8)より擬似共振電圧 VREV2 を計算し、擬似
共振動作しきい値電圧 1 VBD(TH1) = 0.34 V (max.)
以上であることを確認します(図 9-11 参照)。
VREV2 
R
 BD 2
VFW 2
N
  D  VIN( AC ) MAX  2  VZ  VFW 2
 NP



(6)
ここで
VFW2:BD 端子電圧(−3.0 V)
NP:一次側巻線の巻数
ND:補助巻線の巻数
VIN(AC)MAX:電源入力電圧の上限値
VZ:DZBD のツェナー電圧
R BD 2
 VREV1  VF  ≥ 0.34 V
R BD1  R BD 2
(8)
ここで
VREV1:補助巻線のフライバック電圧
VF:DZBD の順方向電圧
6) 実働で BD 端子電圧を確認し、電源入力電圧上
限時にサージ電圧も含め、BD 端子電圧の絶対最
大定格(−6.0V~+6.0V)範囲内である事を確認
します。
4) 電源入力電圧最大時の入力補正後の過電流しき
い電圧 VOCP(H)' を求めます。
VOCP(H)' と BD 端子電圧 VFW2 の関係を図 9-28 に
示します。次式(7)より電源入力電圧最大時の
VFW2 を算出し、その結果を用いて図 9-28 より
VOCP(H)' とそのばらつきを求めます。ここで、ば
らつきを含めた VOCP(H)' が、ボトムスキップ動作
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−1
-1
BD 端子電圧 VFW2 (V)
ここで
NP:一次側巻線の巻数
ND:補助巻線の巻数
R BD1
0
<BD 端子周辺定数設定参考例>
設定値:
入力電圧 VIN(AC) = AC85V~AC265V
入力補正開始電源入力電圧 VIN(AC)C = AC120V
一次側巻線の巻数 NP = 40 T
補助巻線の巻数 ND = 5 T
補助巻線フォワード電圧 VFW1 = 20 V
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式(5)より
VFW1 
ND
 VIN( AC ) C  2
NP

5
120 2  21.2V
40
このように、過電流入力補正が必要ない場合は、
ツェナーダイオード(DZBD)から高速ダイオードに
変更し、BD 端子がマイナス電圧にならないように
することで、入力補正機能を無効にできます。
なお、高速ダイオードに印加される電圧の目安は
次式(9)で計算できます。高速ダイオードの耐圧は、
ディレーティングを含めて選定します。
これより、DZBD のツェナー電圧 VZ は 22 V(E 系
列)に設定します。
電 源 入 力 電 圧 VIN(AC) の 上 限 AC265V 時 に 、
VFW2 = −3.0 V になる RBD1 は、式(6)より、
R BD2  N D

 VIN( AC ) MAX  2-VZ  VFW 2
VFW 2  N P
R BD1 



1k  5

   265 2  22   3   7.28kΩ
 3  40


これより、RBD1 = 7.5 kΩ(E 系列)に設定します。
RBD2 = 1.0 kΩ とすると、VIN(AC) = 265 V のときの
|VFW2|は、式(7)より
VFW 2 
R BD 2
  VFW1  VZ 
R BD1  R BD 2

1k
 5

   265 2  22   2.92V
7.5k  1k  40

図 9-28 から、VFW2 = −2.92 V の場合、VIN(AC) = 265
V における入力補正後の過電流しきい電圧 VOCP(H)'
は約 0.66 V(typ.)になります。
擬似共振電圧 VREV2 は、式(8)に RBD2 = 1.0 kΩ、
RBD1 = 7.5 kΩ、VF = 0.7 V、VREV1 = 20 V を代入して
計算すると
VREV2 
R BD 2
 VREV1  VF 
R BD1  R BD 2

VFW1 
ND
 VIN( AC ) MAX  2
NP
(9)
ここで
VFW1:補助巻線のフォワード電圧
NP:一次側巻線の巻数
ND:補助巻線の巻数
VIN(AC)MAX:電源入力電圧の上限値
9.12 過負荷保護機能(OLP)
FB/OLP 端子の周辺回路と過負荷保護機能(OLP)
動作時の波形を図 9-29、図 9-30 に示します。
過負荷状態(過電流保護機能 1 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 C4 を充電し、FB/OLP
端子電圧 VFB/OLP が上昇します。VFB/OLP がフィード
バック制御時最大電圧 VFB(MAX) = 4.05 V まで上昇す
ると、フィードバック電流 IFB(OLP)= − 10 µA で C4 を
充電し、OLP しきい値電圧 VFB(OLP) = 5.96 V に達す
ると、OLP が動作してラッチモードでスイッチング
動作を停止します。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。
GND
FB/OLP
4
5
IFB
1k
 20  0.7   2.27V
1k  7.5k
R3
C4
VREV2 は VBD(TH1) = 0.34 V (max.)以上です。
9.11.4 過電流入力補正が必要ない場合
C5
PC1
図 9-29 FB/OLP 端子周辺回路
PFC 入力時や、ナロー入力仕様の場合などは、入
力電圧変動が尐ないため、過電流保護動作点の変化
がユニバーサル入力仕様より尐なくなります。
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電源入力電圧オフ
ラッチ解除
VCC端子電圧
VCC(BIAS)
VCC(OFF)
GND
FB/OLP
4
5
IFB
220kΩ
IFB(OLP)で充電
FB/OLP端子電圧
VFB(OLP)
VFB(MAX)
PC1
C5
図 9-31 FB/OLP 端子周辺回路(ラッチ動作を無効)
tDLY
ドレイン電流 ID
VCC端子
電圧 VCC(ON)
VCC(OFF)
図 9-30 OLP 動作波形(ラッチ動作)
FB/OLP端子
電圧
VFB(OLP)
FB/OLP 端子電圧が VFB(MAX)から VFB(OLP)に達する
までの時間を、OLP 遅延時間 tDLY とします。位相補
正用のコンデンサ C5 は C4 に比べ十分に小さいので
無視すると、tDLY は次式(10)で概略計算できます。
C4= 4.7 μF の場合、tDLY は約 0.9s になります。
R3 の推奨値は 47 kΩ です。
t DLY ≒
t DLY ≒
V
FB ( OLP )
ドレイン電流 ID

 VFB ( MAX )  C4
I FB ( OLP)
5.96V  4.05V  C4
 10
図 9-32 負荷短絡時 OLP 動作波形
(ラッチ動作を無効にした場合)
(10)
9.13 過電圧保護機能(OVP)
OLP のラッチ動作を無効にしたい場合は、図 9-31
のように FB/OLP 端子と GND 端子間に 220 kΩ の抵
抗を接続します。これにより IFB(OLP)をバイパスさせ、
過負荷状態の時に FB 端子の電圧が VFB(OLP)未満にな
るようにします。
負荷短絡などの過負荷状態になると出力電圧が
低下し、VCC 端子電圧も低下します。このとき、バ
イアスアシスト機能は無効なので、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、ラッチ動作が無効のときは UVLO による
間欠発振動作を繰り返します(図 9-32 参照)。
間欠発振動作の周期は、VCC 端子に接続している
コンデンサ C3 の充放電時間で決まります。充電時
間は起動回路、放電時間は IC の内部回路への電流
供給による時間です。
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VCC 端子と GND 端子間に、OVP しきい電圧
VCC(OVP) = 31.5 V 以上の電圧を印加すると、過電圧
保護機能(OVP: Overvoltage Protection)が動作し、
ラッチ状態でスイッチング動作を停止します。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。
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、過電圧保護動作時の
二次側出力電圧 VOUT(OVP)は、次式(11)で概略計算で
きます。
VOUT(OVP) 
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VOUT ( NORMAL )
VCC( NORMAL )
 31.5 (V)
(11)
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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
9.14 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: Thermal Shutdown)が動作し、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。
10. 設計上の注意点
 VCC 端子周辺回路
一般的な電源仕様の場合、図 10-1 に示す C3 の容
量は 10 μF~47 μF 程度を接続します(C3 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、C3
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
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。
出力電流IOUT
CRDクランプスナバ
BR1
R2がある場合
T1
VAC
R1 P
C2
C1
図 10-2 R2 による出力電流 IOUT-VCC 端子電圧
D1
U1
D2
R2
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BD
NF
C3
D
DZBD
2 3 4 5 6 7
1
CV
RBD1
C(RC)
ダンパースナバ
R3
CBD
ROCP
C4
C5
RBD2
PC1
図 10-1 IC 周辺回路
 入力、出力の平滑用電解コンデンサ
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
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。
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 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 C5 は、高周波ノイズ除去、位相補償用で
す。C5 の容量は 470p~0.01μF 程度が目安で、
FB/OLP 端子と GND 端子近くに接続します。
C5 は最終的に実機で動作を確認し、定数を調整
します。
C4 は OLP 遅延時間 tDLY 設定用コンデンサです
(9.12 項参照)。
R3 の推奨値は 47 kΩ です。
 BD 端子周辺回路
BD 端子はボトムオンのタイミングと OCP1 の入
力補正信号の検出を行います。BD 端子の周辺回
路(DZBD、RBD1、RBD2、CBD)の定数は、双方を考
慮して調整します。
ボトムオンタイミングは 9.7.2 項、OCP1 の入力補
正は 9.11.3 項を参照して設定します。
 NF 端子
NF(7 番端子)は動作安定のため、安定電位であ
る GND(4 番端子)へ最短距離で接続します。
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25
STR-Y6700 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
・ 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。
ダンパースナバは、D/ST 端子と S/OCP 端子の
直近に接続
 二次側エラーアンプ周辺回路
一般的なシャントレギュレータ(U51)を使用し
た二次側エラーアンプ周辺回路を図 10-3 に示し
ます。
C52、R53 は位相補償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
数の調整を行います。
L51
VOUT
(+)
D51
PC1
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。
R54
R51
Margin tape
R55
C51
S
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
R52
Bobbin
T1
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
C53
Margin tape
C52 R53
U51
P1 S1 P2 S2 D
巻線構造例①
R56
(-)
Bobbin
図 10-3 二次側シャントレギュレータ(U51)の周辺
回路
Margin tape
P1 S1 D S2 S1 P2
Margin tape
 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
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巻線構造例②
図 10-4
巻線構造例
<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。
<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。
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26
STR-Y6700 Series
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。
LP ' 
10.2 トランス設計
トランスの設計は、基本的に RCC 方式(Ringing
Choke Converter:自励式フライバックコンバータ)
の電源トランス設計と同じです。
ただし、擬似共振動作により、ターンオンを遅延
する分、Duty が変化するため、Duty の補正が必要
です。
図 10-5 に擬似共振回路を示します。
VFLY
C1 ID
IN ( MIN )
 D ON

2
 2PO  f MIN


 VIN( MIN )  D ON  f MIN  π C V 


η1


2
(14)
ここで、
VIN(MIN) :電源入力電圧下限時の C1 電圧
DON :電源入力電圧下限時のオンデューティー
PO
:最大出力電力
fMIN
:最低発振周波数
η1
:トランスの変換効率
CV
:電圧共振コンデンサの容量
また、ドレイン電流ピーク IDP などの各パラメー
タは以下の式で計算できます。
VF
T1
V
D51
LP
P
S
IOFF
VO
C51
t ONDLY  π L P 'C V
(15)
DON '  DON 1  f MIN  t ONDLY 
(16)
VIN
NP
U1
NS
CV
I IN 
図 10-5 擬似共振回路
PO
1

η2 VIN(MIN)
I DP 
(17)
2  I IN
D ON '
(18)
フライバック電圧 VFLY は
VFLY
NP 
N
 P  VO  VF 
NS
(12)
NS 
ここで、
NP:一次巻線の巻数
NS:二次巻線の巻数
VO:出力電圧
VF:D51 の順方向電圧降下
こ れよ り、 電源入 力電 圧下 限時 のオ ンデュ ー
ティーDON は
D ON 
VFLY
VIN( MIN )  VFLY
(13)
N P  VO  VF 
VFLY
(20)
また、補正後のオンデューティーより、最低発振
周波数 fMIN は以下の式で算出できます。

f MIN
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(19)
ここで、
tONDLY :遅延時間
IIN
:平均入力電流
η2
:電源の変換効率
IDP
:スイッチング電流ピーク
DON’ :補正後のオンデューティー
VO
:二次側出力電圧
ここで、
VIN(MIN):電源入力電圧下限時の C1 電圧
VFLY:フライバック電圧
これより遅延時間を考慮した一次側のインダク
タンス LP' は次式(14)で計算できます。
LP '
Al‐value

2PO
2PO 4π VIN ( MIN )  D ON

 η  η 
LP'
1
1


2π C V  VIN ( MIN )  D ON



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
2
2
C V 






(21)
27
STR-Y6700 Series
フェライトコアの NI-limit vs. Al-value 特性例を図
10-6 に示します。トランスに使用するフェライトコ
アは、NI-limit vs. Al-value 特性に対して温度バラツ
キなどの設計マージンを考慮し、磁気飽和を生じな
いものを選定します。図 10-6 に示すように、LP’と
NP で決まる Al-value と、式(22)から算出した NI が、
飽和曲線に対して 30 %以上のマージンを持つコアを
推奨します。
NI  N P  I DP (AT)
(22)
ここで、
NP:一次巻線の巻数
IDP:スイッチング電流ピーク
NI-limit (AT)
磁気飽和点
磁気飽和マージン
30%程度
(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 10-7 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 C3 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 10-7 の A 点)。
(5) IC の周辺部品
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。
NI
LP’/NP2
Al-value (nH/T2)
図 10-6 コアの NI-Limit vs. AL-value 特性例
10.3 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 10-7 に IC 周辺回路の接続例を示します。
(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。
(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。
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STR-Y6700 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
T1
C2
D51
R1
P
C1
D1
C51
D2
U1
R2
(3) 電源供給パターンは
ループを小さく配線
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BD
NF
C3
2 3 4 5 6 7
1
S
D
DZBD
CV
ROCP
RBD1
R3
C5
PC1
CBD
RBD2
A
(7)D/ST端子
放熱のためパター
ンを広くする
(4)ROCPは、S/OCP端
子の近くに配置。
C4
(2)制御系GND
専用パターンで、ROCPの
近くに一点で配線
CY
(5)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 10-7 電源 IC 周辺回路の接続例
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11. パターンレイアウト例
以下に、STR-Y6700 シリーズを使用した 4 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。
パターンレイアウト例は他 IC と共用です。図 11-2 に記載してある部品のみ使用します。
図 11-1 パターンレイアウト例
CN1
CN52
1 OUT1(+)
D50
T1
S1
C53
C50
C58
TH2
2
RC1
J2
C4
OUT1(-)
OUT2(+)
D6
TK1
P1
8
OUT2(-)
J54
C51
C12 R7 R8
C6
C2
TH1
F1
L51
J53
C1
1
2
3
D51
C3
L1
R57
R50
S2
R52
C54
R51
R9
PC1
R53
R58
R55
J56
F2
C59
R56
R54 C62
J55
R59
D55
4 OUT3(+)
D2
D52
D3
S3
IC1
D5
Q1
R5
C8
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BD
NF
D10
L50
S4 C52
2
PC1
C9
C10
OUT4(-)
9 OUT5(+)
D53
S5
C7
C63
D7
R11
R2
7 OUT4(+)
C57 C65
R3
OUT3(-)
J50 J51 J52
R6 C11
C5
R1
C60
D54
D
D4
2 3 4 5 6 7
1
C64
5
D1 R4
STR-Y6700
C55
R10
C56
C61
J57
R12
6
C13
OUT5(-)
TK50
図 11-2 パターンレイアウト回路図
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STR-Y6700 Series
12. 電源回路例
 電源仕様
使用 IC
入力電圧
最大出力電力
出力 1
出力 2
STR-Y6754
AC85 V~AC265 V
40.4 W
14 V / 2.6A
8 V / 0.5 A
 回路図
D1
D2
D4
D3
T1
S2 S4
L1
C1
R1
C3
C2
D51
OUT1(+)
14V/2.6A
C53
C51
P1
F1
D52
OUT2(+)
D5
R51
C52
P2
PC1
U1
D6
R3
R55
R53 C55
U51
D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BD
NF
C5
R56
OUT(-)
S1
2 3 4 5 6 7
1
R52
8V/0.5A
C54
D
STR-Y6700
R54
S3
DZ1
R5
C4
PC1
R4
R2
C6
C8
R6
C7
C9
 部品表
弊社
推奨部品
部品名
定格(1)
Film, X2
Electrolytic
Ceramic
Ceramic
Electrolytic
Ceramic
Ceramic
Ceramic
Ceramic, Y1
Ceramic
Ceramic
Electrolytic
Electrolytic
Ceramic
General
General
General
0.1 μF, 275 V
220 μF, 400 V
2200 pF, 630 V
100 pF, 2 kV
22 μF, 50V
4.7 μF, 16 V
4700 pF, 50V
470 pF, 50V
2200 pF, 250 V
2200 pF, 1 kV
Open
1000 μF, 50 V
470 µF, 16 V
0.1 µF
600V, 1A
600V, 1A
600V, 1A
EM01A
EM01A
EM01A
D52
DZ1
F1
L1
PC1
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R51
R52
R53
R54
R55
R56
D4
General
600V, 1A
EM01A
T1
Transformer
D5
Fast recovery
1000 V, 0.5 A
EG01C
U1
IC
D6
Fast recovery
200 V, 1 A
AL01Z
U51
Shunt regulator
D51
Schottky
150 V, 10 A
FMEN-210B
記号
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C51
C52
C53
C54
C55
D1
D2
D3
(2)
(2)
(2)
部品名
定格(1)
Schottky
Zener
Fuse
CM inductor
Photo-coupler
Metal oxide
General
General
General
General
General
General
General
General
General
General, 1%
General, 1%
90 V, 1.5 A
22V
AC 250 V, 3 A
3.3 mH
PC123 相当
150 kΩ, 1 W
0.56 Ω, 1 W
15 Ω
47 kΩ
6.8 kΩ
1 kΩ
820 Ω
1.5 kΩ
22 kΩ
6.8 kΩ
39 kΩ
10 kΩ
トランス仕様参
照
-
VREF = 2.5 V
TL431 相当
記号
(2)
(3)
(2)
(2)
(2)
(2)
(2)
弊社
推奨部品
EK 19
STR-Y6754
(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)
実働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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 トランス仕様
▫ 一次側インダクタンス LP:0.95 mH
▫ コアサイズ:EER28
▫ AL-value:183 nH/N2 (センターギャップ 約 0.8 mm)
▫ 巻線仕様
巻線名称
記号
巻数(T)
線径(mm)
P1
43
1EUW – φ 0.30
一次巻線 1
P2
29
1EUW – φ 0.30
一次巻線 2
D
12
TEX – φ 0.23 × 2
VCC 用補助巻線
S1
5
φ 0.32 × 2
出力巻線 1
S2
3
φ 0.32 × 2
出力巻線 2
S3
5
φ 0.32 × 2
出力巻線 3
S4
3
φ 0.32 × 2
出力巻線 4
形式
2 層整列巻
1 層整列巻
1 層スペース巻
1 層整列巻
1 層整列巻
1 層整列巻
1 層整列巻
VDC
P1
P2
P1
S4
S3
D
S2
D/ST
VCC
S1
P2
D
S4
OUT1(+)
14V
S2
S3
OUT2(+)
8V
GND
Bobbin
トランス断面図
S1
OUT(-)
●印:巻き始め
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
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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
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)
放熱板に取り付ける場合の注意事項
 ねじ穴部をボーリング加工した放熱板に取り付けるなど、ねじ穴周辺部の平坦度が取れない場合、推奨
トルク以下でも製品にダメージを与えることがあるので注意してください。また、製品を取り付ける面
の平坦度は 0.05mm 以下としてください
 ねじは、製品形状に適したものを選定してください。皿ねじなどは、製品にストレスを加えるので使用
しないでください。また、タッピンねじの使用はできるだけ控えてください。タッピンねじを使用する
と、下穴の状態や、作業状況により、ねじが垂直に入らず、斜めに入ることがあります。ねじが斜めに
入ると、製品に異常なストレスを加え、製品が故障する恐れがあるので注意してください
 推奨締め付けトルク
0.588~0.785 [N・m] (6~8[kgf・cm])
 ねじを締め付けるときに、締め付け工具(ドライバなど)が製品にあたると、パッケージにクラックが
入るだけでなく、ストレスが内部に加わります。これにより、製品の寿命を縮め、故障する恐れがある
ので注意してください。また、エアドライバでのねじ締めは、ストップ時の衝撃が大きく、設定トルク
以上のトルクがかかる場合があります。設定トルク以上のトルクがかかると、製品にダメージを与える
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33
STR-Y6700 Series
ことがあるので、電動ドライバの使用をおすすめします。
2 箇所以上で締め付けるパッケージの場合は、すべての取り付け部を予備締めした後に、規定のトルク
値で締め付けてください。ドライバを使用する場合は、トルク管理に十分注意してください
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)
 はんだ付けは製品本体より 2.0 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
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
STR-Y6700 - DS Rev.4.0
Oct. 07, 2014
SANKEN ELECTRIC CO.,LTD.
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