4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 パッケージ 概要 NR110K シリーズは、パワーMOSFET 内蔵の降圧スイ ッチングレギュレータ IC です。電流制御方式により、セ ラミックコンデンサのような超低 ESR のコンデンサに対応 します。過電流保護(OCP)、低入力禁止(UVLO)、過熱 保護(TSD)等の保護機能を有しています。起動時の突 入電流を防ぐために、外部調整可能なソフトスタート機 能を有しています。外部信号でオンオフできる機能を有 しており、EN 端子に外部から信号を入力することで、IC をターンオン/ターンオフできます。軽負荷効率改善機 能を内蔵しております。位相補償回路を内蔵し、外付け の位相補償用部品は不要です。裏面ヒートスラグ付きの 小型薄型の面実装 HSOP8 パッケージを採用しておりま す。 HSOP8 ヒートスラグ付き SOP8 ピンパッケージ BS 1 IN 2 8 7 SS EN SW 3 6 ISET GND 4 5 FB 主要スペック 特長と利点 最大効率 90%,(VIN=12V,VO=5V,IO=1A) 軽負荷効率 70%,(VIN=12V,VO=5V,IO=30mA) 電流モード型 PWM 制御 出力にセラミックコンデンサのような 低 ESR コンデンサの使用に対応 保護回路を内蔵 過電流保護(OCP) 垂下型自動復帰 過熱保護内蔵（TSD） 自動復帰 低入力時誤動作防止回路（UVLO） 位相補償回路を内蔵 外付け部品不要 外付けコンデンサによる Soft-Start ON/OFF 機能 入力電圧 VIN = 8V～31V 出力電圧 VO = 0.8V～24V 最大出力電流 IO = 4A 動作周波数： 350kHz アプリケーション LCD TV / Blu-Ray / Set top box Green Electronic products デジタル家電用スタンバイ電源 標準接続図 C1, C2: 10μF / 25V C4, C5: 22μF / 16V C7: 0.1μF C3: 0.1μF Rev.1.5 R1: 100kΩ L1: 10μH R3: 22Ω(*Option) D1: SJPW-T4(サンケン) R4: 8.2 kΩ, R5: 4.3kΩ (Vo=3.3V) R6: 3.9kΩ SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 1 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 ラインアップ 製品名 fSW NR110K (1) (2) VIN 350kHz 8V to VO (1) 31V 0.8V to 24V IO (2) 4A 入力電圧の最小値は、8V もしくは VO+3V のどちらか大きい値とする 入出力条件は最小 ON 時間により制限されます。 絶対最大定格 項目 記号 規格値 単位 入力電圧 VIN 35 V BS 端子電圧 VBS 44 V BS～SW 間電圧 VBS-SW 8 V 12 SW 端子電圧 VSW 35 V FB 端子電圧 VFB 5.5 V EN 端子電圧 VEN 35 V SS 端子電圧 VSS 5.5 V 許容損失 (3) PD 1.69 W 接合温度 (4) TJ 40 ~ 150 °C 保存温度 TS 40 ~ 150 °C 熱抵抗(接合―リード 4 ピン間) θJP 40 °C /W 熱抵抗(接合―周囲間) θJA 74 °C /W 条件 DC パルス幅 30ns 以内 ガラスエポキシ基板 30×30mm (銅箔エリア 25×25mm)実装時 TJ Max =150°C ガラスエポキシ基板 30×30mm (銅箔エリア 25×25mm)実装時 (3) 過熱保護により制限。 過熱保護検出温度は約 160℃となる。 (4) 推奨動作条件 項 目 入力電圧 規 格 値 記 号 (5) 単 位 MIN MAX VIN 8 31 V IO 0 4.0 A VO 0.8 24 V TOP 40 85 °C 条件 (6) 出力電流 (7) 出力電圧 動作周囲温度 (5) (6) (7) (7) 入力電圧の最小値は、8V もしくは VO+3 V のどちらか大きい値とする。 VIN = VO+1～VO+3V の場合は IO = 1A MAX となります。 入力電圧については最大 ON ﾃﾞｭｰﾃﾞｨｰで制御される電圧まで可能となります。次式を参照。VIN = Vo ／ 0.9(typ) 推奨回路図は応用回路例を参照してください。 熱減定格以内で使用する必要があります。 Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 2 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 電気的特性 Ta = 25°C 項 目 規 格 値 記 号 設定基準電圧 出力電圧温度係数 動作周波数 単 位 MIN TYP MAX VREF 0.784 0.800 0.816 ⊿VREF/⊿T ― ±0.05 ― fOSC 245 350 455 ラインレギュレーション (8) VLine ― 50 ― ロードレギュレーション (8) VLoad ― 50 ― IS1 1.5 IS2 5.5 過電流保護開始電流 無負荷時回路電流 測定条件 V VIN = 12V，IO = 1.0A V = 12V, IO = 1.0A mV/°C IN 40°C to +85°C VIN =12V, VO=5.0V, kHz IO =1A VIN = 8V～31V, mV VO = 5V, IO = 1A VIN = 12V, VO = 5V, mV IO = 0.1A～2.0A VIN = 12V, VO = 5V A ISET=OPEN VIN = 12V, VO = 5V A ISET=SHORT mA VIN = 12V,VO=5V,IO=0A VIN =12V,VO=5V,IO=0A, μA VEN=0V μA VSS=0V, VIN=12V IIN ― 1.0 ― 静止時回路電流 IIN(off) ― 1.0 ― SS 端子 IEN/SS 6 10 14 IEN ― 16 50 μA VEN= 10V VC/EH 0.7 1.4 2.1 V VIN =12V DMAX ― 90 ― % TON(MIN) ― 150 ― nsec EN 端子 Low 時流出電流 流入電流 オンスレシュ電圧 最大 ON デューティー (8) (8) 最小 ON 時間 (9) 過熱保護開始温度 (8) TSD 151 165 ― °C 過熱保護復帰ヒステリシス (8) TSD_hys ― 20 ― °C (8) (9) 設計保証値です。 入出力条件は最小 ON 時間により制限されます。 Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 3 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 代表特性 NR110K 代表特性例 効率 条件：Vo=3.3V Condition:Vo=3.3V 100 90 効率 η [%] Efficiency 80 70 VIN=12V 15V 18V 20V 24V 60 50 40 0.01 0.1 1 10 1 10 出力電流 IO [A] Output Current 条件：Vo=5.0V Condition:Vo=5.0V 100 90 効率 η [%] Efficiency 80 VIN=12V 15V 18V 20V 24V 70 60 50 40 0.01 0.1 出力電流 IO [A] Output Current Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 4 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 NR110K/111K OCP. (5)過電流保護特性 Over Current Protection Vo=5.0V L=10uH 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 出力電圧 VO [V] Vo [V] Voltage Output 出力電圧 VO[V]VO [V] Output Voltage NR114K UVLO (2)出力電圧立上り Load=CR Output startup Vo=3.3V L=47uH 6.00 5.50 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 VIN=12V 15V 18V 20V 24V ISET=OPEN 0.0 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 1.0 2.0 NR116KLoadReg. (3)出力電圧変動 Load=CR Vo=3.3V L=10uH Ta=25℃ Load Regulation 6.0 7.0 8.0 9.0 Quiescent Current 5.0 入力電流 Iin [mA] Iin [mA] Current Input 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0.0 5.0 10.0 (4)オフ時回路電流 (7)動作周波数 Quiescent Current Operating frequency 0.40 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 -0.05 -0.10 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 frequency 周波数 fosc [kHz]fo [kHz] 0.35 5.0 20.0 25.0 30.0 NR110K focs Vo=3.3V L=10uH NR110K,111K,114K,115K,116K,117K IQ_off 0.0 15.0 VIN[V]VIN [V] 入力電圧 Input Voltage 出力電流Io [A] IO [A] Output Current 入力電流 Iin [mA] Iin [mA] Input Current 5.0 (6)無負荷時回路電流 NR114K/115K,NR116K,NR117K IQ 5.300 5.250 5.200 5.150 5.100 5.050 5.000 4.950 4.900 4.850 4.800 4.750 4.700 500 480 460 440 420 400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 0.0 1.0 入力電圧 VIN [V] VIN[V] Input Voltage Rev.1.5 4.0 出力電流 Io [A]IO [A] Output Current 入力電圧 VIN [V] VIN[V] Input Voltage 出力電圧 VO [V] [V] VoVoltage Output 3.0 ISET=SHORT 2.0 3.0 4.0 5.0 Io [A] 出力電流 IO [A] Output Current SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 5 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 ブロックダイアグラム ピン配置 & 端子機能 BS 1 IN 2 8 SS 7 EN SW 3 6 ISET GND 4 5 FB ピン配置 端子機能 端子番号 記号 1 BS 2 IN 3 SW 4 GND 5 FB 6 ISET 7 EN 8 SS Rev.1.5 機能 ハイサイドブースト入力端子 BS 端子は、ハイサイド MOSFET のドライブ電力を供給します。 コンデンサと抵抗を SW 端子と BS 端子間に接続してください 入力端子 IC に電力を供給します 出力端子 出力電力を供給します 出力用 LC フィルタを SW 端子に接続してください SW 端子と BS 端子間に、ハイサイド MOSFET へ電力供給するコンデンサが必要です グランド端子 裏面ヒートスラグは、グランド端子に接続してください。 基準電圧と出力電圧を比較するフィードバック端子 フィードバック閾値電圧は 0.8V です。 FB 端子を分圧抵抗 R4,R5 と R6 の間に接続して出力電圧を設定してください 端子に抵抗を接続することで過電流保護設定値を調整することができます。 イネーブル入力端子 EN 端子を High でレギュレータをオン、Low でオフします ソフトスタート端子 SS 端子とグランド間にコンデンサ接続することで、ソフトスタートを設定できます SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 6 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 外付け部品設計ガイド (1)ダイオード D1 ・フライホイールダイオード D1 を外付けすることで効率をアップできます。 ・ダイオードには、必ずショットキーバリアダイオードを使用して下さい。 ファーストリカバリダイオードを使用した場合、リカバリおよびオン電圧による逆電圧印加により IC を破壊する 恐れがあります。 (2)チョークコイル L1 ・チョークコイルの巻き線抵抗が大きい場合、効率が低下し、規格値に達しない場合があります。 ・過電流保護開始電流が約 4A のため、過負荷・負荷短絡時の磁気飽和によるチョークコイルの発熱に 注意願います。 (3)コンデンサ C1(C2)，C4(C5)，C7 ・C1 (C2)，C4 (C5) には大きなリップル電流が流れますので、スイッチング電源用高周波低インピーダンス品を ご使用下さい。 特に C4 (C5) のインピーダンスが高い場合、低温時にスイッチング波形に異常を起こすことがあります。 ・C7 はソフトスタート用コンデンサです。出力電圧のオーバーシュート、ラッシュ電流を抑制致します。 (4)抵抗 R4, R5, R6 ・R4, R5, R6 は出力電圧を設定する抵抗です。IFB が 0.2mA 程度となるよう設定して下さい。 R4, R5, R6 の値を求める式は以下のようになります。 R 4 R5 VO VFB VO 0.8 VFB ，R6 3 I ADJ 0.2 10 I FB 0.8 (1) ≒ 4.0k ------0.2 10 3 最適な動作環境とするためには、各部品を最短で接続することが必要です。 Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 7 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 熱減定格 ガラスエポキシ基板30×30mm Glass-epoxy board mounting in a 30×30mm 銅箔エリア 25×25mm copper area 25×25mm 注記 1) ガラスエポキシ基板 30mm×30mm 2) 銅箔エリア 25mm×25mm 3) 熱減定格は、ジャンクション温度 125°C で算出しています。 4) 損失は下記式を使って求めます。効率は、入力電圧、出力電流によって変化する為、効率曲線より求め、 パーセント表示のまま代入します。 5) D1 の熱設計は別途行う必要があります。 V 100 PD VO I O 1 VF I O 1 O x VIN VO : 出力電圧 VIN : 入力電圧 IO : 出力電流 ηx : 効率(%) VF：Ｄi 順方向電圧 SJPB-T4…0.55V(IO=3A) Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 8 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 参考 PCB レイアウト & 推奨ランドパターン (1) GND ラインは 4 番端子を中心にした 1 点 GND 配線とし、各部品を最短で配置することが必要です。 (2) パッケージの裏面ヒートシンクにつながる GND の銅箔面積を大きくすることで、放熱効果が上がります。 PCB レイアウト表面: 部品面（両面基板） PCB レイアウト裏面: GND 面（両面基板） 注記 PCB サイズ: 40mm×40mm 評価用デモボード回路図(NR110 シリーズ･NR120 シリーズ･NR880 シリーズ共用) Z1 C1, C2: 10μF / 35V C3:0.1μF C4, C5: 22μF / 16V C6:オプション C7: 0.1μF C9: オープン C10: R9 を実装 C11:オプション C12:オプション Rev.1.5 R1:510kΩ R2:オプション R3:22Ω R4:18kΩ R5:2.7kΩ (Vo=5.0V) R6:3.9kΩ R7:オープン R8:オプション R9:調整必要 R10:オプション L1: 10μH D1:SJPW-T4(ｻﾝｹﾝ) D2:オプション Z1：NR110K SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 9 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 0.61 (0.024) 1.27 (0.050) 1.60 (0.063) 2.35 (0.092) 5.40 (0.213) 3.24 (0.127) 推奨ランド寸法 注記 1) 寸法: mm ( inch ) 2) 図は一定の縮尺で描かれていません Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 10 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 外形図 DIP8 パッケージ 8 7 6 5 *1 NR110K SK *2 *3 1 2 3 4 *1.品名標示 Type number *2.ロット番号(3 桁) Lot number (three digit) 第 1 文字 西暦年号下一桁 1st letter The last digit of year 第 2 文字 月 2nd letter Month 1～9 月：アラビア数字 10 月：O 11 月：N 12 月：D (1 to 9 for Jan. to Sept., O for Oct. N for Nov. D for Dec.) 第 3 文字 製造週 rd 3 letter week 01～05：アラビア数字 Arabic Numerical *3.管理番号(4 桁) Control number (four digit) 2.70 端子配列 PIN Assignment 1.BS 2.IN 3.SW 4.GND 5.FB 6.ISET 7.EN 8.SS 注記 1)寸法表記 mm 2)図は一定の縮尺で描かれていません 3) Pb フリー(RoHS 対応) Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 11 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 使用上の注意 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りますので、注意事項に留意するようお願いい たします。 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、高温多湿や温湿度変化の大きな場所を避けてください 腐食性ガス等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等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 受入検査等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等に十分ご注意く ださい｡また定格以上の測定は避けてください はんだ付け方法 はんだ付けの際は、下記条件以内でできるだけ短時間に作業をするよう、ご配慮ください ・リフロー : 予備加熱 : 180°C / 90±30 sec. 本加熱 : 250°C / 10±1ssec. (260°C ピーク , 2 回) ・フロー : 260 +0°C 10°C/ 10±1ssec. (2 回) ・はんだごて: 380±10°C / 3.5±0.5sec. (1 回) 静電気破壊防止のための取扱注意 デバイスを取り扱う場合は、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 デバイス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等を敷き、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、デバイスに印加するのを防ぐため、はんだごての先 やディップ槽をアースしてください デバイスを入れる容器は、弊社出荷時の容器を用いるか、導電性容器やアルミ箔等で、静電対策をしてください Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 12 4A, 31V, 350kHz, 電流制御方式 降圧スイッチングレギュレータ NR110K シリーズ Dec./24/2015 注意書き 本資料に記載されている内容は、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ご確認ください。 本書に記載されている動作例および回路例は、使用上の参考として示したもので、これらに起因する弊社もしく は第三者の工業所有権、知的所有権、その他の権利の侵害問題について弊社は一切責任を負いません。 弊社は品質、信頼性の向上に努めていますが、半導体製品では、ある確率での欠陥、故障の発生は避けられま せん。部品の故障により結果として、人身事故、火災事故、社会的な損害などを発生させないよう、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。 本書に記載されている製品は、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)に使用され ることを意図しております。 高い信頼性が要求される装置(輸送機器とその制御装置、交通信号制御装置、防災･防犯装置、各種安全装置 など)への使用をご検討の際には、必ず弊社販売窓口へご相談をお願いいたします。 弊社のデバイスをご使用、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いたします。 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することを言います。ディレーティングを行う要素には、一般的には電圧、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、半導体デバイス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(TJ)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りますので十分にご配慮ください。 本書に記載されている製品のご使用にあたって、これらの製品に他の製品・部材を組み合わせる場合、あるいは これらの製品に物理的、化学的、その他何らかの加工・処理を施す場合には、使用者の責任においてそのリスク をご検討の上行ってください。 本書に記載された製品は耐放射線設計をしておりません。 弊社物流網外での輸送、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。 本資料に記載された内 容を文書による当社の承諾なしに転記複製を禁じます。 Rev.1.5 SANKEN ELECTRIC CO., LTD. http://www.sanken-ele.co.jp 13