1 次側検出制御 PWM オフラインスイッチング電源用 パワーIC STR5A100D Series 概要 パッケージ STR5A100D シリーズは、パワーMOSFET と電流 モード型 PWM 制御 IC を内蔵した一次側検出方式 PWM 型スイッチング電源用パワーIC です。 一次側検出方式は構成部品が尐ないため、電源の 小型化を実現できます。 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おり、通常動作時 は PWM 動作、軽負荷時はバースト発振動作へ自動的 に切り替わります。また、充実した保護機能により、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 FB 1 8 COMP VCC 2 7 S/GND 6 S/GND 5 S/GND D/ST 4 Not to scale シリーズラインアップ 特長 一次側検出方式 定電圧(CV)、定電流(CC)制御 オートスタンバイ機能 無負荷時入力電力 PIN < 30 mW 動作モード ・通常時 -------------------------------------- PWM モード ・軽負荷時------------------------------- グリーンモード ・スタンバイ時 ------------------バースト発振モード 起動回路内蔵 (スタンバイ動作時の電力削減、起動時間の短縮) 電流モード型 PWM 制御 ランダムスイッチング機能 リーディング・エッジ・ブランキング機能 ソフトスタート機能 (電源起動時のパワーMOSFET および二次側整流 ダイオードのストレス低減) 保護機能 過電流保護(OCP) ------------ パルス・バイ・パルス 過電圧保護(OVP) ------------------------------- 自動復帰 過熱保護(TSD) ----------------------------------- 自動復帰 製品名 RDS(ON) (max.) IDLIM(H) STR5A162D 24.6 Ω 0.285 A STR5A164D 13 Ω 0.41 A 出力電力, POUT* アダプタ 製品名 オープン フレーム AC85 AC230V ~265V AC230V AC85 ~265V STR5A162D 4W 3.5 W 5W 4.5 W STR5A164D 6.0 W 5.5 W 8.5 W 7W * トランスのコアは EI-16 を想定しています。出力電力は周囲温度 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。 アプリケーション 白物家電 その他 SMPS 応用回路例 BR1 代表特性 VD/ST(max.) = 730 V fOSC(AVG)(typ.) = 65 kHz L1 D50 T1 VAC C1 C3 C2 VOUT (+) R1 R51 C51 P R2 U1 S/GND D1 D/ST C52 R52 4 NC 5 S1 S/GND 6 C6 C5 R7 7 D2 S/GND VCC COMP FB R6 (-) 2 R3 8 STR5A100D D 1 R4 C4 R5 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 1 STR5A100D Series 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 ------------------------------------------------------------------------------ 3 4. 代表特性 --------------------------------------------------------------------------------- 5 5. ブロックダイアグラム -------------------------------------------------------------------- 6 6. 各端子機能 ------------------------------------------------------------------------------ 6 7. 応用回路例 ------------------------------------------------------------------------------ 6 8. 外形図 ------------------------------------------------------------------------------------ 7 9. 捺印仕様 --------------------------------------------------------------------------------- 7 10. 動作説明 --------------------------------------------------------------------------------- 8 10.1 起動動作 ------------------------------------------------------------------------ 8 10.2 低入力時動作禁止回路(UVLO) ------------------------------------------ 8 10.3 補助巻線 ------------------------------------------------------------------------ 8 10.4 ソフトスタート機能 ------------------------------------------------------------- 9 10.5 一次側検出制御(PSR) ------------------------------------------------------ 9 10.6 定電圧(CV)制御 ------------------------------------------------------------ 10 10.7 定電流(CC)制御 ------------------------------------------------------------ 10 10.8 リーディング・エッジ・ブランキング機能 ----------------------------------- 11 10.9 ランダムスイッチング機能 --------------------------------------------------- 11 10.10 オートスタンバイ機能 -------------------------------------------------------- 11 10.11 過電流保護機能(OCP) ---------------------------------------------------- 11 10.12 過電圧保護機能(OVP) ---------------------------------------------------- 12 10.13 過熱保護回路(TSD) -------------------------------------------------------- 12 11. 設計上の注意点 ----------------------------------------------------------------------- 13 11.1 外付け部品 -------------------------------------------------------------------- 13 11.2 パターン設計 ------------------------------------------------------------------ 15 12. パターンレイアウト例 ------------------------------------------------------------------ 17 13. 電源回路例 ----------------------------------------------------------------------------- 18 使用上の注意 ------------------------------------------------------------------------------- 20 注意書き-------------------------------------------------------------------------------------- 21 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2 STR5A100D 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 項目 記号 条件 端子 規格値 単位 1–5 7.0 V 1–5 − 10 mA 備考 FB 端子電圧 VFB FB 端子流出電流 IFB VCC 端子電圧 VCC 2–5 − 0.3~32 V D/ST 端子電圧 VD/ST 4–5 − 0.3~730 V − 0.2~0.69 A 5A162D − 0.2~0.97 A 5A164D 8–5 − 0.3~7.0 V – 1.53 W ドレインピーク電流 IDP COMP 端子電圧 シングルパルス 正:シングルパルス 負:パルス幅 2μs 以内 VCOMP (1) 4–5 MOSFET 部許容損失 PD 動作周囲温度 TOP – − 40~125 °C 保存温度 Tstg – − 40~125 °C ジャンクション温度 Tj – 150 °C (1) (2) (2) 基板 実装時 図 4-3 TA-PD 曲線参照 銅泊エリア 15mm×15mm 2. 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 記号 Min. Max. 単位 動作時 D/ST 端子電圧 VD/ST(OP) − 0.3 584 V 動作時 VCC 端子電圧 VCC(OP) 11 27 V 備考 3. 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、VD/ST = 10 V、5 pin = 6 pin = 7 pin 項目 記号 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) 2–5 13.6 15.0 16.6 V 動作停止電源電圧 VCC(OFF) 2–5 7.3 8.1 8.9 V VCC = 12 V 2–5 – – 2.5 mA 動作時回路電流 ICC(ON) 起動回路動作電圧 VSTARTUP VCC = 13.5 V 4–5 19 29 39 V 起動電流 ISTARTUP VCC = 13.5 V VD/ST = 100 V 2–5 − 3.7 − 2.1 − 0.9 mA fOSC(AVG) VCOMP = 5.5 V 4–5 57 65 73 kHz PWM 動作 平均発振周波数 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 3 STR5A100D Series 項目 記号 発振周波数変動幅 フィードバック基準電圧 条件 端子 Min. Typ. Max. 単位 Δf 4–5 – 2.8 – kHz VFB(REF) 1–5 2.45 2.50 2.55 V 1–5 − 2.4 − 0.8 − μA – – 2.2 μs 1.7 2.3 3.1 V 5A162D 1.3 2.0 2.7 V 5A164D フィードバック電流 IFB(OP) 最低サンプリング期間 tFBMS 1–5 VSTBOP 8–5 スタンバイ動作周期 TSTBOP 4–5 – 1.3 – ms 最大 ON Duty DMAX 4–5 50 57 64 % スタンバイ動作しきい電圧 VFB = 2.4 V 備考 COMP 端子シンク電流 ICOMP(SI) VCOMP = 5.5 V 8–5 – 4.5 – μA COMP 端子ソース電流 ICOMP(SO) VCOMP = 2.5 V 8–5 – – 4.5 – μA – – 16 – μS tBW – – 250 – ns DDPC – – 27 – % ドレイン電流制限値 (ON Duty ≥ 27 %) IDLIM(H) 4–5 0.250 0.285 0.320 A 5A162D 0.36 0.41 0.46 A 5A164D ドレイン電流制限値 (ON Duty = 0 %) IDLIM(L) 4–5 0.210 0.242 0.280 A 5A162D 0.29 0.34 0.39 A 5A164D OVP しきい電圧 VCC(OVP) 2–5 27.5 29.3 31.3 V tCCD 4–5 – 90 – ms Tj(TSD) – 135 – – °C Tj(TSDHYS) – – 70 – °C Tj = 125 °C VD/ST = 584 V 4–5 – – 50 µA ID = 28.5 mA 4–5 – 21.0 24.6 Ω 5A162D ID = 41 mA 4–5 – 11 13 Ω 5A164D 4–5 – – 250 ns エラーアンプコンダクタンス gm VFB = 2.4V ~2.6V 保護動作 リーディング・エッジ・ブラン キング時間(1) ドレイン電流制限値補正 ON Duty(1) 定電流制御遅延時間 熱保護動作温度(1) 熱保護ヒステリシス (1) MOSFET 部 ドレイン漏れ電流 ON 抵抗 スイッチング・タイム IDSS RDS(ON) tf 熱特性 ジャンクション-フレーム間 θj-F – – – 20 °C/W 熱抵抗(1)(2) ジャンクション-ケース間熱 θj-C – – – 24 °C/W 抵抗(1)(3) (1) 設計保証項目 (2) MIC のジャンクションとフレーム間の熱抵抗。フレーム温度(TF)は 6 番端子(S/GND)の根元の温度で規定 (3) MIC のジャンクション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 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 4 STR5A100D Series 4. 代表特性 1.6 過渡熱抵抗 θj-C (°C) 1.53 1.4 許容損失 PD (W) 1.2 1 0.8 0.6 0.4 時間 (s) 0.2 図 4-2 STR5A162D 過渡熱抵抗曲線 0 0 25 50 75 100 125 150 図 4-3 TA-PD 曲線 過渡熱抵抗 θj-C (°C) 周囲温度 TA (°C) 時間 (s) 図 4-2 STR5A164D 過渡熱抵抗曲線 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 5 STR5A100D Series 5. ブロックダイアグラム VCC 2 D/ST STARTUP 4 UVLO OVP REG PROTECTION TSD PWM OSC DRV S Q R OCP FB 1 S/H Feedback Control E/A S/GND LEB 5, 6, 7 COMP 8 6. 各端子機能 FB 1 8 COMP VCC 2 7 S/GND 6 S/GND 5 S/GND D/ST 4 端子番号 1 2 3 4 5 6 7 8 記号 FB VCC – D/ST 機能 定電圧制御信号入力 制御回路電源入力/過電圧保護信号入力 (抜きピン) MOSFET ドレイン/起動電流入力 S/GND MOSFET ソース/グランド COMP 位相補償入力 7. 応用回路例 BR1 L1 D50 T1 VAC C3 R1 R51 C1 VOUT (+) C51 P C2 R2 U1 S/GND D1 D/ST C52 R52 4 NC 5 S1 S/GND 6 C6 C5 R7 7 D2 S/GND VCC R6 (-) 2 R3 8 COMP FB STR5A100D D 1 R4 C4 R5 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 6 STR5A100D Series 8. 外形図 DIP8 NOTES: 1) 単位:mm (inch) 2) パッケージ寸法は inch 管理(mm は参考値) 3) Pbフリー品(RoHS対応) 9. 捺印仕様 8 5A1××D Part Number SKYMD Lot Number Y = Last digit of year (0 to 9) 1 M = Month (1 to 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 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 7 STR5A100D Series 10. 動作説明 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 回路電流 ICC (1) I STARTUP ここで、 tSTART : IC の起動時間 (s) VCC(INT) : VCC 端子の初期電圧 (V) L1 T1 VAC 4 D/ST VCC 2 D2 U1 P C2 S/GND 5,6,7 VCC端子 VCC(ON) 電圧 図 10-2 VCC 端子電圧と回路電流 ICC R4 電源起動時の VCC 端子電圧波形例を図 10-3 に示し ます。VCC 端子電圧が VCC(ON) = 15.0 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。しかし動作停止電圧を VCC(OFF) = 8.1 V と低く設定しているため、VCC 端子電圧 が VCC(OFF)まで下がる前に、補助巻線 D の電圧が設定値 に達し、制御回路は動作を継続します。IC が動作すると、 VCC 端子への印加電圧は、図 10-1 の補助巻線電圧 VD を整流平滑した電圧になります。補助巻線 D の巻数 は、電源仕様の入出力変動範囲内で、VCC 端子電圧が 次式(2)の範囲になるように、調整します。補助巻線電圧 の目安は 12~16 V 程度です。 VCC(OFF ) (max .) VCC VCC(OVP ) (min .) R6 D R3 C4 VCC(OFF) 10.3 補助巻線 VCC ( ON )-VCC( INT ) C1 ICC(ON) 停止 VCC 端子周辺回路を図 10-1 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 端子の電圧が起動回路動作電圧 VSTARTUP = 29 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 = − 2.1 mA は、VCC 端子に接続した電解コンデンサ C4 を充電し、 VCC 端子電圧が動作開始電源電圧 VCC(ON) = 15.0 V ま で上昇すると、制御回路が動作を開始します。 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。 なお、IC の起動時間の概算値は次式で算出します。 起動 10.1 起動動作 t START C4 回路電流が増加します。制御回路動作後、VCC 端子電 圧が動作停止電源電圧 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。 (2) ⇒ 8.9 (V) < VCC < 27.5 (V) VD R5 VCC端子電圧 IC動作開始 起動成功 設定電圧 FB 1 VCC(ON) 図 10-1 VCC 端子周辺回路 出力電圧の 立ち上がりによる上昇 VCC(OFF) 起動不良時 時間 10.2 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 10-2 に示し ま す 。 VCC 端 子 電 圧 が 動 作 開 始 電 源 電 圧 VCC(ON) = 15.0 V に達すると、制御回路が動作を開始し、 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 ICの起動時間 tSTART 図 10-3 起動時の VCC 端子電圧 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 8 STR5A100D Series また、補助巻線電圧 VD は、次式で決まります。 10.5 一次側検出制御(PSR) 本 IC は一次側検出制御(PSR)の電源 IC です。PSR 方式では、図 10-5 のように補助巻線電圧を抵抗分圧し て FB 端子に入力します。これにより、出力を一定電圧に 制御します。 ここで、 図 10-6 に補助巻線電圧 VD の検出タイミングを示しま ND : トランスの補助巻線巻数 す。パワーMOSFET がオフすると、トランスに蓄えたエネ NS : トランスの二次側巻数 ルギを二次側に供給し、二次側整流ダイオードには電流 VOUT : 出力電圧 I が流れます。トランスのエネルギを放出した後も、パ VF : 二次側整流ダイオード D50 の順方向電圧降下 DO ワーMOSFET はオフを継続するため、VD は自由振動し ます。この自由振動の期間は IDO = 0 A です。 なお、図 10-3 のように VCC 端子電圧が VCC(OFF)に達 本 IC は VD 波形の肩電圧(図 10-6 の A 点)をサンプ し、起動不良になる場合は、C4 の容量を大きくします。 リングすることで、VF の影響を最小限にしたフィードバッ なお、容量を大きくすると IC の起動時間が長くなるので、 ク信号を生成します。 最終的に実機で動作を確認し、定数を調整します。 本 IC の最低サンプリング期間 tFBMS は 2.2 μs (max.)な ので、サンプリング期間が最も短くなるバースト動作時 (10.10 オートスタンバイ機能参照)において、サンプリン 10.4 ソフトスタート機能 グ期間が tFBMS 以上確保できるようにする必要があります 図 10-4 に起動時の動作波形を示します。本 IC は、電 (図 10-6 参照)。 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 図 10-6 の補助巻線電圧 VD 波形は理想的な波形です。 ト動作期間は、IC 内部で約 4.5 ms に設定しており、この VD の波形は P 巻線間の電圧波形に依存します。そこで、 期間に過電流しきい値が 7 段階でステップアップします。 VD 波形のサージを抑制するため、図 10-5 のように P 巻 これにより、パワーMOSFET および二次側整流ダイオー 線間に CRD クランプスナバ回路を追加します。 ドの、電圧・電流ストレスを低減します。 本 IC は、VD 波形のサンプリングの精度を上げるため、 ソフトスタート動作期間は、10.8 項のリーディング・エッ MOSFET がターンオフした瞬間から、サンプル遅延時間 ジ・ブランキング機能が無効になるため、tBW = 250 ns 以 tFBD を設け、MOSFET ターンオフ時のサージ成分をサン 下のオン時間になる場合があります。 プリングしないようにしています。 また、ソフトスタート動作期間が終わり、出力電圧が設 サージ部分の幅が tFBD = 0.9 μs を超える場合は、R1 定電圧になるまでの期間は、D/ST 端子電流 ID をドレ および C3 を調整し、サージのピークおよび幅を抑え、 イン電流制限値 IDLIM(H)で制限します。この期間を tLIM と tFBD 以下になるようにしてください。 します。本 IC は、tLIM が定電流制御遅延時間 tCCD 以上 さらに、VD 波形のサージ電圧のリンギングを排除する になると、CC モードで出力電力を制限します。そのため、 ため、CRD クランプスナバ回路のダイオードと直列に、 起動時における tLIM は、tCCD = 90 ms 未満になるように、 抵抗 R2 を挿入し、図 10-6 のような理想的な補助巻線電 出力の電界コンデンサの容量や、トランスの D 巻線の巻 圧になるよう、調整します。 数比を調整します。 VD ND × ( VOUT VF ) NS (3) CRDクランプスナバ L1 VCC端子 電圧 ICの起動 電源の起動 VAC 定常状態 C1 C3 C2 R1 tSTART P R2 VCC(ON) VCC(OFF) D1 VDS 時間 4 D/ST ソフトスタート動作期間 約4.5 ms(内部固定) D/ST端子 電流, ID D2 R6 2 IDLIM(H) R3 U1 VD D R4 S/GND 5~8 tLIM < tCCD 時間 図 10-4 起動タイミング動作 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 FB 1 R5 PSR回路 図 10-5 FB 端子周辺回路図 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 9 STR5A100D Series D/ST U1 D/ST端子電流 ID tON tON tOFF 4 PWM Control IDpk Feedback Control 補助巻き線電圧 VD VD VError VCC 2 D2 R6 D FB comp I DOpk I Dpk NP NS VROCP ROCP R3 + - E/A C4 S/H S/GND FB 5,6,7 1 R4 tFBMS tFBD R5 ND VOUT VF NS ND VOUT NS + - VSC 2次側整流 ダイオード電流, IDO 図 10-7 FB 端子周辺回路 0 A Sampling set point N D VF NS ΔVF:Diode Dropped Voltage 図 10-6 補助巻線電圧の検出タイミング 軽負荷の場合 負荷が軽くなると、出力電圧の上昇に伴い FB 端子電 圧は上昇します。これにより、エラーアンプの出力電圧 (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。 VSC + VROCP ROCPの両端電圧 FBコンパレータ 10.6 定電圧(CV)制御 出力電圧の定電圧(CV)制御は、過渡応答および安 定性に優れたピーク電流モード制御を使用しています。 本 IC は、内部の電流検出抵抗の電圧(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。 Feedback Control 回路には、補助巻線電圧のサンプ リング値をエラーアンプで反転した電圧が入力されます。 (図 10-7、図 10-8 参照)。 - ドレイン電流 ID 図 10-8 定常時の ID と FB コンパレータ動作 10.7 定電流(CC)制御 本 IC は出力電流が一定の負荷に達し、この状態が定 電流制御遅延時間 tCCD = 90 ms 以上継続すると、定電 流(CC)制御で動作します。不連続動作時には、図 10-9 のような CV/CC 特性になります。 出力電圧 VOUT CVモード CCモード 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。 出力電流IOUT 図 10-9 CV/CC 特性 出力電流が一定負荷に達すると、MOSFET のドレイン 電流をドレイン電流制限値 IDLIM(H)に制限します。これに より、出力電圧が低下します。 本 IC は、出力の低下に応じて発振周波数を下げ、CC 制御を維持します。 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 10 STR5A100D Series 出力電圧が低下すると、FB 端子の電圧も低下します。 バースト発振周期における最低発振回数は 2 回です(図 FB 端子電圧が約 1.6V 以下になると発振を停止し再起 10-11 参照)。 動します。出力電圧が上昇し、FB 端子電圧が約 1.6V 以 また、バースト発振周期を決める発振器と、発振周波 上を維持するまでは、間欠発振動作を繰り返します。 数を決める発振器は同期していないため、スタンバイ動 作しきい電圧 VSTBOP 付近では、発振周波数が高くなる場 合があります。 10.8 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(CV)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ブランキング時間 tBW = 250 ns を設け、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。 ID TSTBOP = 1.3 ms 時間 約23 kHz 図 10-11 スタンバイ動作波形 10.11 過電流保護機能(OCP) 10.9 ランダムスイッチング機能 本 IC は、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。 10.10 オートスタンバイ機能 オートスタンバイ機能とは、負荷が軽くなると、ドレイン 電流 ID の減尐と共に、徐々に周波数が低下し(グリーン モード)、スタンバイ負荷時にはバースト発振動作に自動 的に切り替わる機能です(図 10-10 参照)。 発振周波数 fOSC 65kHz 本 IC の過電流保護機能(OCP)は、パルス・バイ・パル ス方式で電力を制限します。D/ST 端子の電流ピーク値 が、ドレイン電流制限値に達すると、内部のパワー MOSFET をターンオフします。この電力を制限する動作 が電流制御遅延時間 tCCD = 90 ms 以上継続すると、定 電流(CC)制御を行います(10.7 項参照) <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 インピーク電流は、ドレイン電流制限値よりも大きくなりま す。このように、ドレイン電流制限時のピーク電流は、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、入力電圧に対し、 図 10-12 に示す一定の傾斜を持つ補正信号を、IC 内部 の電流検出信号に重畳して、内部のしきい電圧を変える 機能です。 バースト 発振動作 グリーン モード TSTBOP = 1.3 ms 軽負荷 出力電力PO 図 10-10 スタンバイ動作時の発振周波数 スイッチング損失を低減するため、グリーンモードによ りスイッチング回数を減らし、バースト発振動作により一 定期間スイッチング動作を停止することで、軽負荷時の 効率を改善します。 バースト発振動作は、スタンバイ動作周期 TSTBOP = 1.3 ms、発振周波数 約 23 kHz で動作します。軽負荷時、 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 補正後の電流制限値, IDLIM' 通常動作 約23kHz IDLIM(H) IDLIM(L) DMAX DDPC 0 0% 27% ON Duty 57% 図 10-12 ON Duty と補正後の電流制限値 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 11 STR5A100D Series 入力電圧が低い(ON Duty が広い)ときは、ドレイン電 流制限値が高くなるように補正し、入力電圧が高い(ON Duty が狭い)ときとの差が小さくなるように制御します。 補正信号量は ON Duty に依存し、ON Duty に対する 補正後の電流制限値 IDLIM'は次式になります。ただし、 ON Duty が 27 %以上は、IDLIM(H)一定になります。 I DLIM ' I DLIM( H ) I DLIM( L) 27(%) Duty I DLIM( L ) (4) ここで、 Duty : MOSFET の ON Duty (%) IDLIM(H) : ドレイン電流制限値(ON Duty ≥ 27 %) IDLIM(L) : ドレイン電流制限値(ON Duty = 0 %) STR5A162D STR5A164D IDLIM(H) 0.285 A 0.41 A IDLIM(L) 0.242 A 0.34 A 10.12 過電圧保護機能(OVP) VCC 端 子と S/GND 端子 間に 、 OVP し き い電 圧 VCC(OVP) = 29.3 V 以上の電圧を印加すると、過電圧保護 機能が動作し、スイッチング動作を停止します。 過電圧保護動作時は、VCC 端子電圧が動作停止電 源電圧 VCC(OFF) = 8.1 V まで低下します。VCC(OFF)まで低 下すると、低入力時動作禁止( UVLO:Under voltage Lockout)回路により、制御回路は動作を停止し、起動前 の状態になります。その後、VCC 端子電圧は起動電流 により上昇し、動作開始電源電圧 VCC(ON) = 15.0 V に達 すると、制御回路が再び動作します。このように、過電圧 状態のときは ULVO 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、 スイッチング期間が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。 過電圧の要因を取り除くと、通常の動作に自動復帰し ます。 VCC 端子電圧をトランスの補助巻線から供給する場 合は、VCC 端子電圧が FB 端子電圧に比例するため、 FB 端子オープン時などの過電圧を検出できます。 こ の 場 合 、 過 電 圧 保 護 動作 時 の 二 次 側 出 力 電 圧 VOUT(OVP)の概算値は、次式になります。 VOUT(OVP) VOUT NORMAL VCC NORMAL 29.3 10.13 過熱保護回路(TSD) 図 10-13 に TSD 動作波形を示します。 IC の 制 御 回 路 部 の 温 度 が 、 熱 保 護 動 作 温 度 Tj(TSD) = 135 °C 以上に達すると、過熱保護機能(TSD)が 動作します。 TSD には温度ヒステリシスがあります。TSD が動作する と、スイッチング動作を停止し、VCC 端子電圧が低下し ます。VCC 端子電圧が約 9.4 V 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。 ジャンクション温度が Tj(TSD)−Tj(TSD)HYS 以下になると、 バイアスアシスト機能は無効になり、VCC 端子電圧は低 下します。VCC 端子電圧が VCC(OFF)になると制御回路は 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、過熱状態のときは、TSD と UVLO に よる間欠発振動作を繰り返します。 過 熱 の 要 因 を 取 り 除 き 、 IC 制 御 回 路 部 の 温 度 が Tj(TSD)−Tj(TSD)HYS 以下になると通常の動作に自動復帰し ます。 ジャンクション温度 Tj Tj(TSD) Tj(TSD)−Tj(TSD)HYS バイアスアシスト 機能 ON ON OFF OFF VCC端子電圧 VCC(ON) VCC(BIAS) VCC(OFF) ドレイン電流 ID 図 10-13 TSD 動作波形 (5) 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 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 12 STR5A100D Series 示す VD の負電圧 VFW は次式で計算できます。 11. 設計上の注意点 VFW 11.1 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。 CRDクランプスナバ L1 VAC P C3 C1 D/ST VCC 2 D50 VOUT (+) ここで、 VIN(AC) :入力電圧 ND :トランスの補助巻線巻数 NP :トランスの一次側巻数 R2 C52 補助巻線 電圧, VD R52 D1 (-) D2 R6 D 0 R3 C4 FB 1 S/GND 5~8 (7) R1 R51 C51 C2 4 U1 S1 ND VIN(AC) 2 NP R4 VREV VFW VD R5 図 11-2 補助巻線電圧波形 図 11-1 FB 端子、VCC 端子周辺回路図 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。 出力側の電解コンデンサは、リップル電圧を低減する ため、スイッチング電源設計に適した、低 ESR タイプを 推奨します FB 端子周辺回路と CRD クランプスナバ 図 11-1 に FB 端子周辺回路を示します。補助巻線電 圧 VD を R3、R4、R5 で抵抗分圧し、FB 端子に入力し ます。 IC は、FB 端子電圧がフィードバック基準電圧 VFB(REF) = 2.50 V になるように制御します。 R5 は 3.3 kΩ~10 kΩ 程度です。 R3、R4 の定数は次式(6)で算出します。 ND VOUT VF VFB ( REF) NS R3 R 4 VFB ( REF) I FB ( OP ) R5 (6) ここで、 ND :トランスの補助巻線巻数 NS :トランスの一次側巻数 VOUT :出力電圧 VF :二次側整流ダイオード D50 の順方向電圧降下 VFB(REF) :フィードバック基準電圧 2.50 V IFB(OP) :フィードバック電流 − 0.8 μA さらに、FB 端子には負電圧が印加します。図 11-2 に STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 FB 端子流出電流の絶対最大定格は IFB = − 10 mA で す。R3、R4 の定数は、サージの影響を考慮し、FB 端 子の流出電流 IFB(FW)が次式(8)を満たすような値に設 定します。 I FB(FW) VFW R3 R 4 N D VIN( AC ) 2 5mA N P R3 R 4 (8) ここで、VIN(AC)には入力電圧の最大値を代入します。 R3、R4、R5 は最終的に実機で動作を確認して値を調 整します。 本 IC は、FB 端子に入力した VD 波形をサンプリングし、 フィードバック信号を生成します。このサンプリングの 精度を上げるため、VD 波形は、サージが小さく、リン ギングのない理想的な波形にする必要があります。VD 波形は P 巻線間の電圧に依存するため、P 巻線間に CRD クランプスナバを挿入し、波形を調整します(調 整方法の詳細は 10.5 項参照)。 軽負荷時のサンプリング精度を維持するため、D1 は 補助スイッチダイオード SARS05 を使用し、R2 は 220 Ω~470 Ω 程度に設定します。R2 は、最終的に VD 波 形を確認しながら、調整が必要です。 VCC 端子周辺回路 IC の起動時間は、図 11-1 の C4 のコンデンサ容量で 決まり、一般的な電源仕様の場合、4.7 μF~22 μF 程 度です。(C4 は起動時間に影響するため、10.1 起動 動作の項を参照)。 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 13 STR5A100D Series また、実際の電源回路は、図 11-3 のように二次側の出 力電流 IOUT により VCC 端子電圧が増加し、過電圧保 護(OVP)が動作する場合があります。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、C4 をピーク充電するため です。これを防止するには、図 11-1 のように、整流ダイ オード D2 と直列に抵抗 R6 の追加が有効です。ここで R6 は数 Ω 程度です。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 R6 の最 適値を調整する必要があります。 R6がない場合 VCC端子電圧 R6がある場合 D/ST 端子 図 11-1 の D/ST 端子の内部に接続している MOSFET は、D/ST 端子電圧および電流が、絶対最大定格を超 えると破壊する可能性があります。 図 11-5 に示すように、D/ST 端子電圧は、電源入力電 圧が最大の条件で、起動時を含むすべての動作にお いて絶対最大定格の 90%未満(657 V)になるように実 機で動作を確認し、トランスや部品の定数を調整しま す。 また、定常動作時の D/ST 端子電圧は推奨動作範囲 VD/ST(OP) < 584 V になるように設定します。 D2、D51 は、MOSFET のターンオフ時の D/ST 端子の リンギングの振幅に影響するため、ファーストリカバ リーダイオードを使用します。 CRD クランプスナバの調整方法は 10.5 項を参照してく ださい D/ST端子電圧 < 657 V VD/ST(OP) < 584 V 出力電流IOUT 図 11-3 出力電流 IOUT と VCC 端子電圧の関係 COMP 端子周辺回路 COMP 端子の周辺回路を図 11-4 に示します。COMP 端子と S/GND 端子間のコンデンサ C5 は、高周波ノイ ズ除去および位相補償用です。 C5 は COMP 端子と S/GND 端子に最短で接続し、容 量は 100 pF~680 pF 程度です。 C6 は 680 pF~2200 pF、R7 は 680 kΩ 程度が目安に なります。 最終的に実機で動作を確認し、定数を調整します。ま た、COMP 端子は内部のインピーダンスが高いため、 オシロスコープで波形を測定する場合には注意が必 要です。特に軽負荷時は、COMP 端子に直接プロー ブを接続すると、制御に影響する可能性があります。 そのため、インピーダンスが高いオペアンプで構成し たボルテージ・フォロワ(バッファ)回路を COMP 端子 に接続し、測定してください。 U1 S/GND COMP 8 5,6,7 + - R7 C6 C5 プローブ バッファ 図 11-4 COMP 端子周辺回路 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 時間 図 11-5 D/ST 端子定常動作波形 ブリーダー抵抗 本 IC は一次側検出制御なので、二次側の状態を検 出するために軽負荷時もバースト発振動作を継続しま す。その為、電源を軽負荷(最大入力電圧における入 力電力が 25 mW 以下)、または無負荷で使用する場 合は、出力電圧の上昇を防止するため、図 11-1 のよう に、出力平滑電解コンデンサ C52 の両端にブリーダー 抵抗 R52 を挿入します。 R52 は 10 mW 程度の損失になるような抵抗値を目安 に接続し、実機で動作を確認して値を調整します。 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、次を 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 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 14 STR5A100D Series 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 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 11-6 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。 <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。 Bobbin Margin tape P1 S1 P2 S2 D Margin tape 巻線構造例① Bobbin Margin tape P1 S1 D S2 S1 P2 Margin tape 巻線構造例② 11.2 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 11-7 に IC 周辺回路の接続例を示します。 (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。 IC と入力電解コンデンサ C2 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、S/GND 端子のできるだけ近くに一点で 配線します。 (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 C4 の距離が離れている場合は、 VCC 端子と S/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) COMP 端子周り COMP 端子には位相補償用のコンデンサ C5、C6 と 抵抗 R7 を接続し ます。このコンデンサと抵抗は COMP 端子と S/GND 端子を最短で接続します。制 御 IC の動作を安定させるため、専用パターンで S/GND 端子に接続します。 (5) FB 端子周り FB 端子は、補助巻線電圧を抵抗分圧した電圧を入 力します。一次側検出の精度を上げるため、この抵 抗と FB 端子の接続パターンは、最短で接続します。 (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。 図 11-6 巻線構造例 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 15 STR5A100D Series (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、S/GND 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。 (6) 二次側主回路パターン 太く、ループを小さく配線 (1)主回路パターン 太く、ループを小さく配線 F1 BR1 L1 D50 T1 VAC C3 C1 C2 R1 C8 R51 C51 P R2 U1 S/GND 4 S/GND 6 (2) 制御系GND 一点で配線 R6 D2 S/GND VCC COMP FB 2 7 C6 C5 R7 (4) COMP端子 部品は最短で接続。 S/GNDへは専用パターン で接続。 D/ST R52 S NC 5 (7) S/GND端子 放熱のためパターンを広くする C52 D1 R3 8 1 STR5A1××D D R4 C4 (5) FB端子接続部品は最短で接続 R5 C7 (3) 電源供給パターンはループを小さく配線 図 11-7 電源 IC 周辺回路の接続例 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 16 STR5A100D Series 12. パターンレイアウト例 以下に、STR5A100D シリーズを使用したパターンレイアウト例と、その回路図を示します。回路記号は図 12-1 のパ ターンレイアウト例に対応しています。 Top view Bottom view 図 12-1 パターンレイアウト例 F1 BR1 L1 5 T1 VAC C3 C1 R51 U1 C51 S1 D1 D/ST C52 C54 4 R52 3 NC 5 VOUT (+) P R2 S/GND D50 R1 C8 C2 7 S/GND 6 C6 C5 R7 7 D2 S/GND VCC R6 2 (-) 2 R3 8 COMP FB STR5A100D 9 D 1 R4 C4 C7 R5 1 図 12-2 パターンレイアウト回路図 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 17 STR5A100D Series 13. 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 最大出力電力 出力電圧 出力電流 STR5A164D AC 85 V~AC 265 V 5 W (max.) 5V 1 A (max.) 回路図 F1 BR1 L1 D50 T1 VAC C3 C1 R1 R51 C8 C2 U1 S/GND C51 P R2 S1 D1 D/ST C52 R52 4 NC 5 5V/1A S/GND 6 C6 C5 R7 7 D2 S/GND VCC COMP FB R6 2 R3 8 STR5A100D D 1 R4 C4 C7 R5 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 S 品 BR1 General 600 V, 1 A R4 (2) Chip 15 kΩ F1 Fuse AC 250 V, 1 A R5 (2) Chip 4.7 kΩ L1 (2) CM inductor 330 μH R6 (2) Chip 0Ω C1 Electrolytic 400 V, 4.7 μF R7 (2) Chip 680 kΩ C2 Electrolytic 400 V, 4.7 μF D1 General 800 V, 1 A SARS05 Fast recovery, chip FRD 200 V, 1 A C3 Ceramic, chip 630 V, 1000 pF D2 C4 Electrolytic 50 V, 10 µF U1 IC STR5A164D Transformer トランス仕様参照 C5 (2) Ceramic, chip 330 pF T1 C6 (2) Ceramic, chip 1000 pF D50 Schottky 60 V, 3 A SJPB-L6 C7 (2) Ceramic, chip Open C51 Ceramic, chip 50 V, 2200 pF C8 (2) Ceramic, chip Open C52 (2) Electrolytic 10V, 470µF (3) R1 Metal oxide, chip 470 kΩ R51 Chip 22 Ω R2 Chip 270 Ω R52 (2) Chip 2.7 kΩ R3 (2) Chip 3.9 kΩ (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 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 18 STR5A100D Series トランス仕様 ▫ 一次側インダクタンス LP : 1.7 mH ▫ コアサイズ: EI-16 ▫ AL-value: 118 nH/N2 (センターギャップ 約 0.3 mm) ▫ 巻線仕様 巻線名称 記号 巻数(T) 線形(mm) 形式 線種 1 次巻線 1 P1 80 φ 0.16 2 層 整列巻 ポリウレタン銅線 1 次巻線 2 P2 40 φ 0.16 1 層 整列巻 ポリウレタン銅線 VCC 用補助巻線 D 18 φ 0.16 × 2 1 層 整列巻 ポリウレタン銅線 出力巻線 1 S1 8 φ 0.3 × 2 1 層 整列巻 3 重絶縁線 出力巻線 2 S2 8 φ 0.3 × 2 1 層 整列巻 3 重絶縁線 5 pin P2 S2 D S1 VDC 5V P1 7 pin S1 9 pin P2 3 pin D/ST 2 pin VCC P1 Bobbin 1 pin GND S2 D トランス断面図 ●印:巻き始め 図 13-1 巻線構造例 Notes: 1) D 巻線は密巻きにするなどして、S1 との結合が良くなるように調整します。 2) 通常動作時のドレイン電流 ID のピーク値は、LP 値で決定します。ID の傾きは VDS/LP なので、図 13-2 のよう に LP 値が小さいほど、ID の傾きは高くなり、ドレイン電流のピーク値は高くなります。本 IC は、電流のピーク をドレイン電流制限値 IDLIM で制限(過電流状態)しています。そのため、ばらつきなどで LP 値が小さくなる と、過電流状態になり出力電力が確保できない場合があります。 そこで、ばらつきを考慮した最小の LP 値で、実機の動作を確認し、電源入力電圧下限において、ピーク電 流値が IDLIM (min.)以下になるよう LP 値を決定します。 ドレイン電流 ID IDLIM IDLIMで制限(過電流状態) LP (min.) LP (typ.) LP (max.) 時間 図 13-2 LP 値とドレイン電流 ID の関係 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 19 STR5A100D 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 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 20 STR5A100D 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 STR5A100D-DS Rev.1.3 Aug. 08, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 21