2 出力、高効率 LED バックライト用 ドライバ IC BL0200 Series 概要 パッケージ BL0200 シリーズは、外部 PWM 信号でデューティ 0.02 %まで調光可能な 2 出力の LED バックライト用 LED ドライバ IC です。本 IC は昇圧コンバータ方式を採 用し、LED の VF ばらつきを吸収するように制御にするこ とで高効率を実現しています。 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 LED 駆動回路を容易に構成できま す。 SOP18 Not to scale 特長 昇圧コンバータ部 ● 電流モード PWM 制御 ● 発振周波数内部個体 100 kHz /200 kHz ● 最大オンデューティ 90 % LED 電流制御部 ● 各出力個別に PWM 調光可能 ● アナログ調光 ● 高コントラスト比 5000 : 1 ● Reg 端子出力電圧精度± 1.5 % / ± 2 % シリーズラインアップ 製品名 発振周 波数 BL0202C 200 kHz BL0202B 100 kHz BL0200C 200 kHz VREG 精度 ± 1.5 % 保護機能 ● IC イネーブル機能(BL0202B, BL0202C) ● エラー信号出力機能(BL0200C) ● 昇圧部過電流保護(OCP) --------- パルス・バイ・パルス ● LED 出力過電流保護(LED_OCP) ------------------------------------------ パルス・バイ・パルス ● 過電圧保護(OVP) ------------------------------- 自動復帰 ● LED オープン/ショート保護 ----------------- 自動復帰 ● 過熱保護(TSD) ----------------------------------- 自動復帰 ±2% 搭載機能 IC イネーブル機能 エラー信号出力機能 アプリケーション ● LED バックライト ● LED 照明 など 応用回路例 BL0200C BL0202B/C VCC VREF DRV1 VCC VREF OC1 PWM1 PWM2 EN REG COMP1 COMP2 GND DRV1 OC1 PWM1 PWM2 SW1 SW1 ER IFB1 IFB1 DRV2 DRV2 OC2 OC2 REG OVP COMP1 SW2 COMP2 GND IFB2 TC_BL0202_1_R1 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. OVP SW2 IFB2 TC_BL0200C_1_R1 1 BL0200 Series 目次 1. 絶対最大定格 --------------------------------------------------------------------------- 3 2. 電気的特性 ------------------------------------------------------------------------------ 4 3. ブロックダイアグラム -------------------------------------------------------------------- 6 4. 各端子機能 ------------------------------------------------------------------------------ 7 5. 応用回路例 ------------------------------------------------------------------------------ 8 6. 外形図 ------------------------------------------------------------------------------------ 9 7. 捺印仕様 --------------------------------------------------------------------------------- 9 8. 動作説明 -------------------------------------------------------------------------------- 10 8.1 起動動作(BL0200C) -------------------------------------------------------- 10 8.2 起動動作(BL0202B, BL0202C) ------------------------------------------ 11 8.3 定電流制御動作 -------------------------------------------------------------- 12 8.4 PWM 調光機能--------------------------------------------------------------- 13 8.5 ドライブ出力 ------------------------------------------------------------------- 13 8.6 エラー信号出力機能(BL0200C) ----------------------------------------- 14 8.7 保護機能 ----------------------------------------------------------------------- 14 9. 設計上の注意点 ----------------------------------------------------------------------- 18 9.1 外付け部品 -------------------------------------------------------------------- 18 9.2 インダクタ設計 ----------------------------------------------------------------- 18 9.3 パターン設計 ------------------------------------------------------------------ 19 10. 電源回路例 ----------------------------------------------------------------------------- 21 10.1 BL0202B ----------------------------------------------------------------------- 21 10.2 BL0200C ----------------------------------------------------------------------- 23 使用上の注意 ------------------------------------------------------------------------------- 25 注意書き-------------------------------------------------------------------------------------- 26 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 2 BL0200 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 記号 測定条件 端子 定格 単位 REG 端子流出電流 IREG 1–9 −1 mA OVP 端子電圧 VOVP 2–9 − 0.3 ~ 5 V PWM1 端子電圧 VPWM1 3–9 − 0.3 ~ 5 V 5–9 − 10 mA Single pulse 5 µs 備考 IFB1 端子クランプ電流 IFB1 OC1 端子電圧 VOC1 6–9 − 0.3 ~ 5 V DRV1 端子電圧 VDRV1 7–9 − 0.3 ~ VCC + 0.3 V SW1 端子電圧 VSW1 8–9 − 0.3 ~ VCC + 0.3 V VCC 端子電圧 VCC 10 – 9 − 0.3 ~ 20 V SW2 端子電圧 VSW2 11 – 9 − 0.3 ~ VCC + 0.3 V DRV2 端子電圧 VDRV2 12 – 9 − 0.3 ~ VCC + 0.3 V OC2 端子電圧 VOC2 13 – 9 − 0.3 ~ 5 V 14 – 9 − 10 mA VPWM2 16 – 9 − 0.3 ~ 5 V EN 端子電圧 VEN 17 – 9 − 0.3 ~ 5 V BL0202B BL0202C ER 端子電圧 VER 17 – 9 − 0.3 ~ VREG V BL0200C VREF 端子電圧 VREF 18 – 9 − 0.3 ~ 5 V 動作周囲温度 Top − − 40 ~ 85 °C 保存温度 Tstg − − 40 ~ 125 °C ジャンクション温度 Tj − 150 °C IFB2 端子クランプ電流 PWM2 端子電圧 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 IFB2 Single pulse 5 µs SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 3 BL0200 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 = 12 V 項目 記号 測定条件 端子 Min. Typ. Max. 単位 8.5 9.6 10.5 V 7.8 8.6 9.2 8.0 9.1 10.0 10 – 9 − 5.3 8.0 mA 10 – 9 − 70 200 µA 備考 起動 / 停止動作 動作開始電源電圧* VCC(ON) 10 – 9 動作停止電源電圧 VCC(OFF) 10 – 9 動作時回路電流 ICC(ON) 非動作時回路電流 ICC(OFF) REG 端子出力電圧 VCC = 7.5 V 1–9 VREG 4.925 5.000 5.075 4.9 5.0 5.1 95 100 105 V BL0202B BL0202C BL0200C V BL0202B BL0202C BL0200C 発振器 PWM 発振周波数 fPWM1 fPWM2 7–9 12 – 9 最大 ON Duty DMAX1 DMAX2 tMIN1 tMIN2 7–9 12 – 9 7–9 12 – 9 4–9 15 – 9 4–9 15 – 9 最低オン時間 発振開始 COMP 端子電圧 発振停止 COMP 端子電圧 VCOMP1(ON) VCOMP2(ON) VCOMP1(OFF) VCOMP2(OFF) BL0202B kHz 190 200 210 85 90 95 % 200 310 400 ns 0.35 0.50 0.65 V 0.10 0.25 0.40 V BL0200C BL0202C VREF / IFB 端子制御特性 VREF 端子最低設定電圧 VREF(MIN) VREF = 0 V 18 – 9 0.05 0.25 0.45 V VREF 端子最高設定電圧 VREF(MAX) VREF = 5 V 18 – 9 1.75 2.00 2.35 V 0.55 0.60 0.65 V 3.8 4.0 4.2 V 1.9 2.0 2.1 V 1.5 1.6 1.7 V 0.45 0.50 0.55 V − − 1 µA 0.98 1.00 1.02 IFB 端子 COMP 充電切替え 電圧 IFB 端子過電流動作 HIGH しきい電圧 IFB 端子過電流動作 LOW しきい電圧 IFB 端子過電流動作解除 しきい電圧 IFB 端子オートリスタート動作 しきい電圧 IFB 端子バイアス電流 電流検出しきい電圧 VIFB1(COMP1) VIFB2(COMP2) VIFB1(OCH) VIFB2(OCH) VIFB1(OCL) VIFB2(OCL) VIFB1(OCL-OFF) VIFB2(OCL-OFF) VIFB1(AR) VIFB2(AR) IIFB1(B) IIFB2(B) VIFB1 VIFB2 VREF = 1 V VREF = 1 V VREF = 1 V VREF = 1 V VIFB1 = 5 V VIFB2 = 5 V VREF = 1 V 5–9 14 – 9 5–9 14 – 9 5–9 14 – 9 5–9 14 – 9 5–9 14 – 9 5–9 14 – 9 5–9 14 – 9 V 0.985 1.000 1.015 BL0202B BL0202C BL0200C COMP 端子特性 COMP 端子最大出力電圧 VCOMP1(MAX) VIFB1 = 0.7 V VCOMP2(MAX) VIFB2 = 0.7 V 4–9 15 – 9 4.8 5.0 − V * VCC(ON) > VCC(OFF) BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 4 BL0200 Series 項目 COMP 端子最小出力電圧 伝達特性 COMP 端子流出電流 COMP 端子流入電流 起動時 COMP 端子充電電流 COMP 端子リセット電流 記号 VCOMP1(MIN) VCOMP2(MIN) gm ICOMP1(SRC) ICOMP2(SRC) ICOMP1(SNK) ICOMP2(SNK) ICOMP1(S) ICOMP2(S) ICOMP1(R) ICOMP2(R) 測定条件 端子 VIFB1 = 2.0 V 4 – 9 VIFB2 = 2.0 V 15 – 9 − VIFB1 = 0.7 V 4 – 9 VIFB2 = 0.7 V 15 – 9 VIFB1 = 1.5 V 4 – 9 VIFB2 = 1.5 V 15 – 9 VCOMP1 = 0 V 4 – 9 VCOMP2 = 0 V 15 – 9 4–9 15 – 9 Min. Typ. Max. 単位 − 0 0.2 V − 640 − µS −77 −57 −37 µA 37 57 77 µA −19 −11 −3 µA 200 360 520 µA 備考 EN 端子特性 動作開始 EN 端子電圧 VEN(ON) 17 – 9 1.2 2.0 2.6 V 動作停止 EN 端子電圧 VEN(OFF) 17 – 9 0.8 1.4 1.8 V EN 端子流入電流 IEN VEN = 3 V 17 – 9 20 55 120 µA IER VER = 1 V 17 – 9 2.5 4.4 6.3 mA VOCP1 VOCP2 VCOMP1 = VCOMP2 = 4.5 V 6–9 13 – 9 0.57 0.60 0.63 V VOVP 2–9 2.85 3.00 3.15 V VOVP(OFF) 2–9 2.60 2.75 2.90 V VPWM1(ON) VPWM2(ON) VPWM1(OFF) VPWM2(OFF) RPWM1 RPWM2 3–9 16 – 9 3–9 16 – 9 3–9 16 – 9 1.4 1.5 1.6 V 0.9 1.0 1.1 V 100 200 300 kΩ ISW1(SRC) ISW2(SRC) ISW1(SNK) ISW2(SNK) IDRV1(SRC) IDRV2(SRC) IDRV1(SNK) IDRV2(SNK) 8–9 11 – 9 8–9 11 – 9 7–9 12 – 9 7–9 12 – 9 − −85 − mA − 220 − mA − −0.36 − A − 0.85 − A Tj(TSD) − 125 − − °C Tj(TSD)HYS − − 65 − °C θj-A − − − 95 °C/W BL0202B BL0202C ER 端子特性 通常時 ER 端子流入電流 BL0200C 過電流保護(OCP)動作 OC 端子 OCP しきい電圧 過電圧保護(OVP)動作 OVP 動作しきい電圧 OVP 動作解除しきい電圧 PWM 端子特性 PWM 端子 ON しきい電圧 PWM 端子 OFF しきい電圧 PWM 端子インピーダンス SW/DRV 端子特性 SW 端子ソース電流 SW 端子シンク電流 DRV 端子ソース電流 DRV 端子シンク電流 過熱保護(TSD)動作 TSD 動作温度 TSD ヒステリシス 熱抵抗 ジャンクション−エアー間熱抵抗 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 5 BL0200 Series 3. ブロックダイアグラム BL0202B, BL0202C VCC 10 EN 17 PWM1 3 PWM1 Pulse Detector 16 PWM2 Pulse Detector VCC UVLO REG ON/OFF 1 REG 8 SW1 11 SW2 7 DRV1 12 DRV2 6 OC1 13 OC2 VCC Drive TSD VCC PWM2 Drive PWM OSC Main Logic OVP 2 VREF 18 IFB1 IFB2 VCC Overvoltage Detector Drive VCC Abnormal Detector 5 Feedback1 Control 14 Feedback2 Control Auto Restart Protection Drive OC1 Control Slope Compensation OC2 Control 15 4 COMP2 9 COMP1 GND BD_BL202_R1 BL0200C VCC 10 1 REG 8 SW1 11 SW2 7 DRV1 12 DRV2 17 ER 6 OC1 13 OC2 VCC VCC UVLO REG ON/OFF PWM1 3 PWM2 16 PWM1 Pulse Detector Drive TSD VCC Drive PWM2 Pulse Detector PWM OSC Main Logic OVP 2 VREF 18 Overvoltage Detector VCC Drive VCC IFB1 5 IFB2 14 Abnormal Detector Drive Auto Restart Protection Feedback1 Control OC1 Control Slope Compensation Feedback2 Control OC2 Control 15 4 COMP2 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 COMP1 9 GND SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. BD_BL200_R1 6 BL0200 Series 4. 各端子機能 端子番号 記号 機能 REG 1 18 VREF 1 REG 内部レギュレータ出力 OVP 2 17 EN / ER 2 OVP 過電圧検出信号入力 PWM1 3 16 PWM2 3 PWM1 PWM 調光信号入力(1) 4 COMP1 位相補償/ソフトスタート設定(1) 5 IFB1 COMP1 4 15 COMP2 電流検出フィードバック信号入力(1) 電流モード制御信号入力(1) /過電流保護信号入力(1) 昇圧部パワーMOSFET ゲート駆動出力(1) PWM 調光用パワーMOSFET ゲート駆動出 力(1) グランド IFB1 5 14 IFB2 OC1 6 13 OC2 6 OC1 DRV1 7 12 DRV2 7 DRV1 SW1 8 11 SW2 8 SW1 GND 9 10 VCC 9 GND 10 VCC 11 SW2 12 DRV2 13 OC2 14 IFB2 15 COMP2 位相補償/ソフトスタート設定(2) 16 PWM2 17 EN ER 18 VREF PWM 調光信号入力(2) イネーブル信号入力(BL0202B, BL0202C) エラー信号出力(BL0200C) 検出電圧設定 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 電源入力 PWM 調光用パワーMOSFET ゲート駆動出 力(2) 昇圧部パワーMOSFET ゲート駆動出力(2) 電流モード制御信号入力(2) /過電流保護信号入力(2) 電流検出フィードバック信号入力(2) SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 7 BL0200 Series 5. 応用回路例 LED_OUT2(+) F1 D9 LED_OUT2(-) P_IN L2 D6 LED_OUT1(+) R50 L1 D1 D8 Q4 C21 LED_OUT1(-) C18 R22 D10 R45 Q3 R49 Q2 R63 C1 R47 D3 R17 R61 D7 R44 R1 C2 R2 Q1 R21 R48 R15 D2 R19 R16 R3 R24 R20 R4 P_GND R46 C8 R62 R18 VCC SW2 OC2 IFB2 COMP2 R38 PWM2_IN PWM2 ON/OFF EN R39 VCC_IN VREF R41 C7 S_GND C11 C19 C22 C13 11 8 12 7 13 14 6 5 15 4 16 3 17 2 18 1 C14 GND SW1 DRV1 OC1 R23 IFB1 COMP1 R27 PWM1 OVP REG C12 C10 R34 C4 R42 R37 C20 R32 R36 10 BL0202 DRV2 9 U1 R35 C15 R33 C16 C3 C5 C6 R26 R25 PWM1_IN TC_BL0202_2_R1 図 5-1 BL0202B, BL0202C 応用回路例 LED_OUT2(+) F1 D9 LED_OUT2(-) P_IN L2 D6 LED_OUT1(+) R50 L1 D1 D8 Q4 C21 R22 D10 R45 Q3 R49 Q2 R63 C1 R47 R1 C2 D3 R17 R61 D7 R44 LED_OUT1(-) C18 R2 Q1 R21 R48 R15 D2 R19 R16 R3 R24 R20 R4 P_GND R46 C8 R62 R18 VCC SW2 OC2 IFB2 PWM2_IN COMP2 R38 PWM2 R39 ER_OUT ER VREF Q5 VCC_IN 9 11 8 12 7 13 14 6 5 15 4 16 3 17 2 18 1 GND SW1 DRV1 OC1 COMP1 R27 PWM1 OVP REG R31 Q6 R30 R36 C11 C19 C22 C13 C4 R42 R41 C7 C20 R32 C9 C12 R40 R29 ON/OFF R23 IFB1 R37 R28 S_GND U1 BL0200C DRV2 10 C14 C10 R34 R35 R33 C15 C16 C3 C5 C6 R26 R25 PWM1_IN TC_BL0202_2_R1 図 5-2 BL0200C 応用回路例 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 8 BL0200 Series 6. 外形図 SOP18 NOTES: 1) 単位: mm 2) Pb フリー品(RoHS 対応) 7. 捺印仕様 18 B L 0 2 0 × × Part Number S K Y M D 1 Lot Number Y is the last digit of the year (0 to 9) M is the month (1 to 9, O, N or D) D is a period of days (1 to 3) : 1 : 1st to 10th 2 : 11th to 20th 3 : 21st to 31st Sanken Control Number BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 9 BL0200 Series 8. 動作説明 回路電流 ICC 特記のない場合の特性数値は Typ.値を表記します ICC(ON) 停止 起動 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 本 IC は、2 つの定電流の昇圧コンバータ制御回路を 1 パッケージに内蔵しており、それぞれの出力電流を個 別に制御できます。 LED_OUT1 の出力制御と、LED_OUT2 の出力制御 は同様の動作をします。 どちらかの出力を使用しない場合は、使用しない出 力の制御信号入力端子(PWM、IFB、OC 端子)を GND 端子に接続します。 8.1 起動動作(BL0200C) 図 8-1 に VCC 端子周辺回路を示します。 VCC 端子は、制御部電源端子で、外部電源から電 圧を供給します。VCC 端子電圧が動作開始電源電圧 VCC(ON) = 9.6 V 以上になると制御回路が動作します。 PWM 端 子 電 圧 が PWM 端 子 ON し き い 電 圧 VPWM(ON) = 1.5 V 以上(絶対最大定格 5 V 未満)になると、 COMP 端 子 か ら 、 起 動 時 COMP 端 子 充 電 電 流 ICOMP(S) = −11 µA が流れます。この電流により COMP 端 子に接続したコンデンサを充電し、発振開始 COMP 端 子電圧 VCOMP(ON) = 0.50 V 以上になると、スイッチング動 作を開始します。 VCC 端子電圧が動作停止電源電圧 VCC(OFF) = 9.1 V を下回ると、低入力時動作禁止(UVLO:Undervoltage Lockout)回路により、制御回路動作は動作を停止して、 再び起動前の状態に戻ります(図 8-2 参照)。 VCC(OFF) VCC VCC(ON) 端子電圧 図 8-2 VCC 端子電圧と回路電流 ICC PWM 調光信号の Duty が小さいときに、起動時の出 力電流の立ち上がりを早くするため、起動時の COMP 端子の充電電流を次のように制御しています。 図 8-3 に PWM 調光信号入力時の起動動作波形を 示します。 VCC端子電圧 VCC(ON) 0 IFB端子電圧 定電流制御 VREF端子電圧 VIFB(COMP.VR) 0 PWM端子 Dimming信号 0 COMP端子 充電電流 0 ICOMP(S) ICOMP(SRC) 外部電源 10 PWM1 VCC U1 COMP1 GND 4 C7 9 3 COMP端子 電圧 VCOMP(ON) 0 ICスイッチング 状態 オフ オン C8 C16 R42 図 8-3 PWM 調光信号入力時の起動動作 C15 図 8-1 VCC 端子周辺回路 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 IFB 端 子 電 圧 が 、 COMP 充 電 切 替 え 電 圧 VIFB(COMP.VR) に 達 す る ま で は 、 ICOMP(S) = −11 µA で COMP 端子に接続したコンデンサを充電します。この期 間に PWM 端子電圧が VPWM(ON) = 1.5 V 以上になると、 このコンデンサの充電電流は COMP 端子流出電流 ICOMP(SRC) = −57 µA になり、COMP 端子電圧は急速に上 昇します。IFB 端子電圧が VIFB(COMP.VR)以上になると、 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 10 BL0200 Series COMP 端子の流出電流はフィードバック量に応じて可 変します(定電流制御)。 このように、COMP 端子電圧が上昇するにしたがって、 徐々にオンデューティが広くなり、出力電力が増加しま す。このソフトスタート動作により、起動時の部品ストレス を低減します。 VCC 端子電圧が VCC(OFF) = 9.1 V 以下になったときや、 オートリスタート動作(8.7 保護機能の項参照)になると、 スイッチング動作を停止します。これと同時に COMP 端 子リセット電流 ICOMP(R) = 360 µA で、COMP 端子に接続 したコンデンサを急速に放電します。再起動は、ソフトス タート動作から開始します。 起動時、本 IC はオートリスタート動作 1 で動作します。 起動時の注意点は 8.7 保護機能を参照してください。 IFB 端子 COMP 充電切替え電圧 VIFB(COMP.VR)は、図 8-4 のように VREF 端子電圧に依存します。VREF 端子 電 圧 VREF = 1 V の と き の VIFB(COMP.VR) は VIFB(COMP) = 0.60 V です。 IFB端子COMP 切替え電圧 VIFB(COMP.VR) EN 端子電圧が EN 端子動作停止電圧 VEN(OFF) = 1.4 V 以下になると、制御回路は動作を停止します。また、 VCC 端子電圧が動作停止電源電圧 VCC(OFF) = 8.6 V を 下 回 っ た 場 合 は 、 低 入 力 時 動 作 禁 止 ( UVLO : Undervoltage Lockout)回路により、制御回路は動作を 停止して、再び起動前の状態に戻ります。(図 8-2 参 照)。 EN 端子に接続する抵抗 R39 の抵抗値は、次式を 満たす値に設定します。 R 39 VEN _ IN VEN( ON ) (max) I EN (max) VEN _ IN 2.6(V) 120(A) (8-1) ここで VEN_IN : EN 端子入力電圧(絶対最大定格 5V 未満) VEN(ON)(max) : EN 端子動作開始電圧の最大値 IEN(max) : EN 端子流入電流の最大値 VEN_IN = 3.5 V の場合、R39 の抵抗値は 7.5 kΩ 以 下に設定します。 1.2V 外部電源 8 0.6V PWM1 ON/OFF 0.15V 5 1V VREF端子電圧 2V COMP1 C8 C7 C22 BL0202B/C はイネーブル機能を搭載しています。 図 8-5 に VCC 端子と EN 端子の周辺回路、図 8-6 に起動時の動作波形を示します。VCC 端子は、制御部 電源端子で、外部電源から電圧を供給します。EN 端子 はイネーブル信号入力端子で、外部から ON/OFF 信号 を入力します。 VCC 端子電圧 VCC と EN 端子電圧 VEN が、それぞれ の動作開始電圧以上になると、IC の制御回路が動作し ます(VCC ≥ VCC(ON) = 9.6 V かつ、VEN ≥ VEN(ON) = 2.0 V)。IC が動作し、PWM 端子電圧が PWM 端子 ON し きい電圧 VPWM(ON) = 1.5 V 以上(絶対最大定格 5 V 未 満)になると、COMP 端子から、起動時 COMP 端子充電 電流 ICOMP(S) = −11 µA が流れます。この電流により COMP 端子に接続したコンデンサを充電し、発振開始 COMP 端子電圧 VCOMP(ON) = 0.50 V 以上になると、スイ ッチング動作を開始します。 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 9 R42 図 8-4 VREF 端子電圧と IFB 端子 COMP 切替え電圧の関係 8.2 起動動作(BL0202B, BL0202C) GND 4 VEN_IN 3 EN R39 0.25V BL0202B/C VCC C16 C15 図 8-5 VCC 端子および EN 端子周辺回路 VCC端子電圧 VCC(ON) VCC(OFF) 0 EN端子電圧 VEN(ON) VEN(OFF) 0 REG端子電圧 0 COMP端子電圧 VCOMP(ON) VCOMP(OFF) 0 ICスイッチング状態 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. オフ オン オフ オン オフ 図 8-6 起動動作 11 BL0200 Series PWM 調光信号の Duty が小さいときに、起動時の出 力電流の立ち上がりを早くするため、起動時の COMP 端子の充電電流を次のように制御しています。 図 8-7 に PWM 調光信号入力時の起動動作波形を 示します。 VCC端子電圧 より COMP 端子電圧は急速に低下し、再起動は、ソフト スタート動作から開始します。 起動時、本 IC はオートリスタート動作 1 で動作します。 起動時の注意点は 8.7 保護機能を参照してください。 IFB 端子 COMP 充電切替え電圧 VIFB(COMP.VR)は、 BL0200C 同様、VREF 端子電圧に依存します(図 8-4 参照)。 VCC(ON) 0 8.3 定電流制御動作 EN端子電圧 VEN(ON) 0 IFB端子電圧 定電流制御 VREF端子電圧 VIFB(COMP.VR) 0 PWM端子 Dimming信号 0 COMP端子 充電電流 0 ICOMP(S) 図 8-8 に IFB 端子周辺回路を示します。 定電流制御は、PWM 調光用のパワーMOSFET (Q2、 Q4)がオンしたときの LED 電流 IOUT(CC)を出力電流検出 抵抗(R15、R61)で検出し、IFB 端子内のエラーアンプで、 この電圧が VREF 端子電圧(基準電圧)になるように制 御しています。 VREF 端子には、REG 端子電圧 VREG = 5 V を抵抗 R32~R35 で分圧した電圧を入力します。LED_OUT を 流れる定電流値によって、VREF 端子に入力する基準 電 圧 を 調 整 し ま す 。 LED_OUT の 定 電 流 設 定 値 IOUT(CC)は、次式で求めます。 ICOMP(SRC) I OUT ( CC) COMP端子 電圧 (8-2) ここで、 VREF: VREF 端子電圧(推奨設定範囲 0.5 V~2.0 V) RSEN:出力電流検出抵抗の抵抗値 VCOMP(ON) 0 ICスイッチング 状態 オフ VREF R SEN オン U1 10 図 8-7 PWM 調光信号入力時の起動動作 VCC REG 1 5V LED_OUT1(+) IFB 端 子 電 圧 が 、 COMP 充 電 切 替 え 電 圧 VIFB(COMP.VR) に 達 す る ま で は 、 ICOMP(S) = −11 µA で COMP 端子に接続したコンデンサを充電します。この期 間に PWM 端子電圧が VPWM(ON) = 1.5 V 以上になると、 このコンデンサの充電電流は COMP 端子流出電流 ICOMP(SRC) = −57 µA になり、COMP 端子電圧は急速に上 昇します。IFB 端子電圧が VIFB(COMP.VR)以上になると、 COMP 端子の流出電流はフィードバック量に応じて可 変します(定電流制御)。 このように、COMP 端子電圧が上昇するにしたがって、 徐々にオンデューティが広くなり、出力電力が増加しま す。このソフトスタート動作により、起動時の部品ストレス を低減します。 VCC 端子電圧または EN 端子電圧が動作停止電圧 以下になったときや、オートリスタート動作(8.7 保護機能 の項参照)になると、スイッチング動作を停止します。こ れと同時に COMP 端子リセット電流 ICOMP(R) = 360 µA で、 COMP 端子に接続したコンデンサを放電します。これに BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 R34 IOUT(CC) R35 Error Amp. VREF 18 LED_OUT1(-) R32 Q2 R33 Abnormal Detector SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. IFB1 5 R15 出力電流 検出抵抗 図 8-8 IFB 端子周辺回路 12 BL0200 Series 8.4 PWM 調光機能 8.5 ドライブ出力 図 8-9 に PWM 端子と SW 端子の周辺回路を示しま す。 PWM 端子は PWM 調光信号を入力します。SW 端子 は、PWM 調光用のパワーMOSFET (Q2、Q4)のゲート を駆動します。PWM 端子電圧によって、SW 端子の出 力電圧を ON/OFF し、LED の調光を行います。 図 8-10 のように、PWM 端子電圧が PWM 端子 ON しきい電圧 VPWM(ON) = 1.5 V 以上になると、SW 端子電 圧は VCC 端子電圧相当になります。また、PWM 端子 電圧が PWM 端子 OFF しきい電圧 VPWM(OFF) = 1.0 V 以 下になると、SW 端子電圧は 0.1 V 以下になります。 PWM 端子の絶対最大定格は−0.3 V~5 V、入力イン ピーダンス RPWM は 200 kΩ です。 PWM 端子には、PWM 端子の仕様と、しきい電圧 VPWM(ON)、VPWM(OFF)を満足する PWM 調光信号を入力 します。 3 PWM_IN U1 PWM1 LED PWM Pulse Detector VCC PWM OSC Main Logic LED_OUT1(+) Drive SW1 8 LED_OUT1(−) 図 8-11 に DRV 端子、SW 端子、FSET 端子の周辺 回路を示します。DRV 端子は昇圧用のパワーMOSFET (Q1、Q3)の駆動端子、SW 端子は PWM 調光用のパ ワーMOSFET (Q2、Q4)の駆動端子です。表 8-1 に DRV 端子と SW 端子のドライブ電圧 VDRV とドライブ電 流 IDRV を示します。 ● パワーMOSFET のゲート-ソース間しきい電圧 VGS(th) VGS(th)は、全使用温度範囲で十分に VGS(th) < VCC と なるものを選定します。 ● パワーMOSFET のゲート抵抗、およびダイオード それぞれのパワーMOSFET のゲート抵抗、およびダ イオードは、パワーMOSFET の損失、ゲート波形(配 線パターンによるリンギング低減など)、EMI ノイズに より、実働動作で調整します。 ● パワーMOSFET のゲート-ソース間抵抗(R19、R24、 R47、R63) この抵抗は、パワーMOSFET ターンオフ時の急峻な dv/dt による誤動作防止用です。10 kΩ~100 kΩ 程度 をパワーMOSFET のゲート端子と検出抵抗のグランド ライン側に最短で接続します。 Q2 表 8-1 ドライブ電圧とドライブ電流 R15 ドライブ電圧 VDRV 端子 High Low ソース シンク DRV VCC ≤ 0.1 V −0.36 A 0.85 A SW VCC ≤ 0.1 V −85 mA 220 mA 図 8-9 PWM 端子と SW 端子の周辺回路 PWM端子電圧 VPWM(ON) ドライブ電流 IDRV VPWM(OFF) D1 LED_OUT1(+) L1 0 C1 時間 Q1 R17 SW端子電圧 VCC C2 R22 ≤ 0.1V R19 7 0 時間 図 8-10 PWM 端子と SW 端子の波形 U1 VCC Q2 D2 R16 R20 R21 D3 R24 R15 DRV1 Drive PWM OSC Main Logoc VCC Drive SW1 8 GND 9 図 8-11 DRV 端子、SW 端子、FSET 端子周辺回路 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 13 BL0200 Series 8.6 エラー信号出力機能(BL0200C) 外部のマイコンなどでエラー信号を受ける場合、図 8-12 のようにプルアップ抵抗 R40 と保護用抵抗 R39 を 接続します。ER 端子は内部スイッチのドレインに接続し ています。保護機能動作時は、内部のスイッチがオフに なり、ER_OUT は 0 V から REG 端子電圧になります。 R39、R40 の抵抗値は、それぞれ 10 kΩ 程度を選定し ます。 REG 1 R40 ER ER_OUT 17 Auto restart protection オートリスタート動作 1: 表 8-2 の 1~5 のいずれかのアブノーマル状態を検出 すると、図 8-13 のように、発振期間 tARS1、tARS2 と、発振 停止期間 tAROFF1 で間欠発振動作を繰り返します。 tARS1 は最初の間欠発振周期 TAR1 の発振時間、tASR2 は 2 回目以降の間欠発振周期 TAR2 の発振時間です。 PWM 調光信号の周波数が低く、Duty が小さい場合 は、IC の起動や、Duty = 0 % からの復帰、間欠動作 からの復帰時に時間がかかるため、tARS1、tASR2 の値は、 PWM 調光信号の周波数と Duty によって変化するよう に設計されています(BL020×C は図 8-15、図 8-16、 BL0202B は図 8-17、図 8-18 参照)。 GND 7 R39 表 8-3 にオートリスタート動作 1 における Duty が 100 % のときの発振期間 tARS1 、tASR2 および発振停止期間 tAROFF1 を示します。 C12 表 8-3 Duty が 100 %時の発振期間と発振停止期間 図 8-12 ER 端子周辺回路 BL0200C BL0202C BL0202B 8.7 保護機能 表 8-2 のように、本 IC はアブノーマル状態の種類に よって、異なる保護動作を行います。いずれの動作も保 護の動作要因を取り除き、保護の解除信号を検出する と、通常の動作に自動復帰します。 この間欠発振動作により、パワーMOSFET、およびダ イオードなどの部品ストレスを低減できます。 表 8-2 アブノーマル状態の種類と保護動作 アブノーマル状態の種類 1 昇圧部の過電流(OCP) 2 LED 出力の過電流(LED_OCP) 3 LED_OUT(+)の過電圧(OVP) 4 LED_OUT(−)と GND 間の短絡 5 LED 電 流 検 出 抵 抗 の 短 絡 (RSEN_Short) 6 LED 両端の短絡 7 LED 電 流 検 出 抵 抗 の 開 放 (RSEN_Open) 8 IC のジャンクションの過熱(TSD) BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 保護動作 発振期間 tARS1 発振期間 tARS2 発振停止期間 tAROFF1 31 ms 20.5 ms 約 635 ms 61.4 ms 41.0 ms 約 1.3 s オートリスタート動作 2: 表 8-2 の 6 か 7 のアブノーマル状態を検出すると、図 8-14 のように、即座に発振を停止し、発振期間 tARSW と発振停止期間 tAROFF2 で間欠発振動作を繰り返しま す。 tARSW は数 μs です。tARS2 は図 8-18 から求める値とす ると、tAROFF2 は次式で求めます。 t AROFF 2 t ARS 2 t ARSW t AROFF 1 (8-3) Duty が 100 %のときの tAROFF2 は以下の通りです。 オートリスタート 動作 1 BL0200C、BL0202C: tAROFF2 ≒ 20.5 + 635 = 655.5 (ms) BL0202B: tAROFF2 ≒ 0.041 + 1.3 = 1.341 (s) オートリスタート 動作 2 オートリスタート 動作 3 オートリスタート動作 3: 表 8-2 の 8 のアブノーマル状態を検出すると即座に 発振を停止し、発振停止を維持します。 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 14 BL0200 Series fDM : PWM 調光周波数 2500 SW1端子 電圧 tARS2 自動復帰 tARS2 tARS1 (ms) 解除 アブノーマル 状態 tARS1 fDM = 100 Hz fDM = 300 Hz 2000 1500 1000 500 0 0.01 0 tAROFF1 TAR1 tAROFF1 tAROFF1 TAR2 TAR2 0.1 時間 1 10 図 8-15 tARS1 の PWM 調光信号 Duty 依存性(BL020×C) 図 8-13 オートリスタート動作 1 fDM : PWM 調光周波数 1400 fDM = 100 Hz fDM = 300 Hz 1200 解除 SW1端子 電圧 tAROFF2 tARSW tAROFF2 自動復帰 tARS1 (ms) 1000 アブノーマル 状態 tARSW 100 Duty (%) 800 600 400 200 tAROFF2 0 0 tARS2 tAROFF1 tAROFF1 tARS2 0.01 時間 0.1 1 Duty (%) 10 100 tAROFF1 図 8-16 tARS2 の PWM 調光信号 Duty 依存性(BL020×C) 図 8-14 オートリスタート動作 2 fDM : PWM 調光周波数 2500 fDM = 100 Hz fDM = 300 Hz tARS1 (ms) 2000 1500 1000 500 0 0.01 0.1 1 Duty (%) 10 100 図 8-17 tARS1 の PWM 調光信号 Duty 依存性(BL0202B) fDM : PWM 調光周波数 1400 fDM = 100 Hz fDM = 300 Hz 1200 tARS2 (ms) 1000 800 600 400 200 0 0.01 0.1 1 10 100 Duty (%) 図 8-18 tARS2 の PWM 調光信号 Duty 依存性(BL0202B) BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 15 BL0200 Series 以下に、オートリスタート動作 1 と 2 の動作条件を示し ます。 <オートリスタート動作 1 動作条件> オートリスタート動作 1 は、OC 端子と IFB 端子の検出 信号で動作します。 ● OC 端子の信号で動作する場合 OC 端子電圧が OC 端子 OCP しきい電圧 VOCP= 0.60 V 以上になると、オートリスタート動作1に移行します。 保護動作要因の解除後、OC 端子電圧が、VOCP より 低くなると通常の動作に復帰します。 ● IFB 端子の信号で動作する場合 図 8-19 のように、IFB 端子には、2 種類のしきい電圧 があり、これらの保護のしきい電圧は、図 8-20 のよう に VREF 端子電圧に依存します。 IFB端子 電圧 VIFB(OCL.VR) VIFB(OCL-OFF.VR) VIFB(AR.VR) 0 自動復帰 SW端子 電圧 0 VIFB(COMP) 時間 自動復帰 時間 オートリスタート動作 VIFB(OCL.VR) : IFB 端子過電流動作 LOW しきい電圧 VIFB(OCL-OFF.VR) :IFB 端子過電流動作解除しきい電圧 VIFB(AR.VR) :IFB 端子オートリスタート動作しきい電圧 10.0 <オートリスタート動作 2 動作条件> オートリスタート動作 2 は、IFB 端子の検出信号で動 作します。 図 8-21 のように、IFB 端子電圧が、IFB 端子過電流 動作 HIGH しきい電圧 VIFB(OCH) = 4.0 V 以上になると、 オートリスタート動作 2 に移行し、瞬時にスイッチング動 作を停止します。保護動作要因の解除後、IFB 端子電 圧が VIFB(OCH)より低くなるとオートリスタート動作 1 に移 行します。 IFB端子 電圧 VIFB(OCH) VIFB(OCL-OFF.VR) 自動復帰 SW端子 電圧 0 時間 オートリスタート動作2 VIFB(OCL.VR) 4.0V 3.2V VIFB(OCL.VR) IFB端子しきい電圧 (V) 2) IFB 端子電圧が下降した場合 IFB 端子電圧が、図 8-20 の IFB 端子オートリスター ト動作しきい電圧 VIFB(AR.VR) まで低下するとオートリ スタート動作 1 に移行します。保護動作要因の解除 後、IFB 端子電圧が VIFB(COMP)より高くなると通常の 動作に復帰します。 0 図 8-19 IFB 端子のしきい電圧とオートリスタート 1 動作 VIFB(AR.VR) 1.0V 1.0 0.5V 0.4V 0.125V 0.1 0.1 1) IFB 端子電圧が上昇した場合 FB 端子電圧が、図 8-20 の IFB 端子過電流動作 LOW しきい電圧 VIFB(OCL.VR) に達するとオートリス タート動作 1 に移行します。保護動作要因の解除後、 IFB 端子電圧が IFB 端子過電流動作解除しきい電 圧 VIFB(OCL-OFF.VR)まで低下すると通常の動作に復帰 します。 0.25V オートリスタート動作1 図 8-21 IFB 端子のしきい電圧とオートリスタート 2 動作 <起動時の注意事項> 起動時のように LED 電流が尐なく IFB 端子電圧が VIFB(AR.BR)以下の期間は、IC はオートリスタート動作 1 で 動作します。起動時間が長すぎると、オートリスタート動 作 1 による間欠発振動作になります。これは、起動不良 の原因になるため、起動時間は図 8-13 の tARS1 以下に なるように設計します。 1.0 VREF端子電圧 (V) 図 8-20 IFB 端子しきい電圧と VREF 端子電圧の関係 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 16 BL0200 Series 以下に表 8-2 のアブノーマル状態における保護機能 の動作を示します。 (3) LED 電流が更に増加して、IFB 端子電圧が IFB 端 子過電流動作 HIGH しきい電圧 VIFB(OCH) = 4.0 V 以 上になると、オートリスタート動作 2 に移行します。 8.7.1 昇圧部の過電流(OCP) U1 昇圧部の過電流は、OC 端子で検出し、オートリス タート動作 1 に移行します。 図 8-22 に OC 端子周辺回路を示します。 昇圧用のパワーMOSFET (Q1、Q3)がターンオンした ときのインダクタ電流 IL(ON)を、検出抵抗(R20、R48)で検 出し、OC 端子に入力します。OC 端子電圧が OC 端子 OCP しきい電圧 VOCP = 0.60 V 以上になると、オートリス タート動作 1 に移行し、パルスバイパルスで Duty を絞る ことで出力電力を制限します。 L1 IL(ON) COMP1 4 C2 R18 R20 OC1 Q2 R15 6 C3 GND LED_OUT1(-) Q2 R42 C16 OC1 control C15 R15 出力電流 検出抵抗 図 8-23 IFB 端子、COMP 端子周辺回路 LED_OUT1(-) Q1 U1 Feed back1 control LED_OUT1(+) D1 LED_OUT1(+) IFB1 5 9 図 8-22 OC 端子周辺回路 8.7.3 LED_OUT(+)の過電圧 (OVP) LED_OUT(+)の電圧は図 8-24 のように OVP 端子で 検出します。 LED_OUT(+)の開放や、IFB 端子の開放などにより、 LED_OUT(+)の電圧が上昇し、OVP 端子電圧が OVP しきい電圧 VOVP = 3.00 V に達すると、瞬時にスイッチン グ動作を停止します。OVP 端子電圧が OVP 解除しきい 電圧 VOVP(OFF) = 2.75 V に低下するか、IFB 端子電圧が 図 8-20 の VIFB(AR.VR)に低下すると、オートリスタート動 作 1 に移行します。 LED_OUT2(+) 8.7.2 LED 出力の過電流 (LED_OCP) D6 図 8-23 に IFB 端子、COMP 端子の周辺回路を示し ます。PWM 調光用のパワーMOSFET (Q2、Q4)がオン したときの LED 電流を検出抵抗(R15、R61)で検出し、 IFB 端子に入力します。LED ストリングスの短絡などで、 LED 電流が増加すると、IFB 端子電圧が上昇します。出 力が過電流状態のときは、IFB 端子電圧によって 3 段階 の保護動作をします。 LED_OUT1(+) Q4 C18 D1 (2) LED 電流が更に増加して、IFB 端子電圧が図 8-20 の VIFB(OCL.VR)以上になると、オートリスタート動作 1 に移行します。 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 D8 R61 C2 R1 R2 U1 R3 OVP C5 (1) LED 電流が増加して、IFB 端子電圧が上昇すると、 COMP 端子電圧は低下します。COMP 端子電圧が 発振停止 COMP 端子電圧 VCOMP(OFF) = 0.25 V 以下 に低下すると、スイッチング動作を停止し、出力電流 の上昇を抑えます。LED 電流が減尐して、IFB 端子 電圧が下降し、COMP 端子電圧が発振開始 COMP 端子電圧 VCOMP(ON) = 0.50 V 以上になるとスイッチン グ動作を再開します。 D9 Q2 R15 R4 GND 図 8-24 OVP 端子周辺回路 8.7.4 LED_OUT(−)と GND 間の短絡 LED_OUT(–)と GND 間が短絡すると、IFB 端子電圧 が低下します。IFB 端子電圧が図 8-20 の VIFB(AR.VR)ま で低下すると、オートリスタート動作 1 に移行します。 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 17 BL0200 Series 8.7.5 LED 電流検出抵抗の短絡 9. 設計上の注意点 LED 出力電流検出抵抗(R15、R61)の両端が短絡す ると、IFB 端子電圧が低下します。IFB 端子電圧が図 8-20 の VIFB(AR.VR)まで低下すると、オートリスタート動作 1 に移行します。 9.1 外付け部品 8.7.6 LED 両端の短絡 LED の両端、LED_OUT(+)と LED_OUT(–)が短絡す ると、PWM 調光用のパワーMOSFET (Q2、Q4)がオンし たときに短絡電流が流れます。この短絡電流を LED 出 力電流検出抵抗(R15、R61)で検出して、IFB 端子に入 力します。IFB 端子電圧が、IFB 端子過電流動作 HIGH しきい電圧 VIFB(OCH) = 4.0 V 以上になると、オートリス タート動作 2 に移行します。 8.7.7 LED 電流検出抵抗の開放 出力電流検出抵抗(R15、R61)の両端が開放になると、 IFB 端子電圧が上昇します。IFB 端子電圧が、IFB 端子 過電流動作 HIGH しきい電圧 VIFB(OCH) = 4.0 V 以上に なると、オートリスタート動作 2 に移行します。 各部品は使用条件に適合したものを使用します。 入出力の平滑用電解コンデンサ C1、C2、C18、C21 ▫ リップル電流・電圧・温度上昇に対し、適宜設計 マージンを設定します。 ▫ 電解コンデンサは、スイッチング電源用の許容リッ プル電流が高い、低インピーダンスタイプのものを 使用します。 インダクタ L1、L2 ▫ 銅損・鉄損による温度上昇に対し、適宜設計マー ジンを設定します。 ▫ 磁気飽和に対し、適宜設計マージンを設定します。 電流検出用抵抗 R15、R20、R48、R61 電流検出用抵抗は、高周波スイッチング電流が流れ るため、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。 9.2 インダクタ設計 8.7.8 IC のジャンクション温度の過熱 (TSD) IC の温度が、熱保護動作温度 Tj(TSD) = 125 °C (min.) 以上になると、即座に発振を停止し、発振停止を維持し ます(オートリスタート動作 3)。保護動作要因の解除後、 制御部の温度が Tj(TSD)−Tj(TSD)HYS になると、通常の動作 に自動復帰します。 PWM 調光を行う昇圧コンバータの場合、PWM 調光 時の出力電流の立ち上がりを良くするため、電流臨界 モード(CRM)、または電流不連続モード(DCM)で設 計します。以下にインダクタの設計手順を示します。 (1) Duty の設定 昇圧コンバータの出力電圧は入力電圧より高くなる ため、Duty, DON は次式になります。 CRM の条件の場合、式 9-1 は等式になり、DCM の 条件の場合は不等式になります。 D ON VOUT VIN VOUT (9-1) ここで、 VIN :入力電圧の下限値 VOUT :LED ストリングの順方向電圧降下の上限値 式 9-1 から CRM または DCM になる DON を決めます。 Duty の範囲は、fPWM = 100 kHz のとき 3.1 %~90 %、 fPWM = 200 kHz のとき 6 %~90 %です。 (下限は tMIN および fPWM より算出。上限は DMAX1) BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 18 BL0200 Series (2) インダクタンス L 値の算出 DCM または CRM に設定した場合のインダクタンス L 値は次式より求めます。 L VIN DON 2 2 I OUT f PWM VO UT VIN (9-2) ここで、 IOUT :出力電流の上限値 fPWM :PWM 発振周波数の上限値 (3) ピークインダクタ電流 ILP の算出 I LP VIN D ON L f PWM (9-3) (4) インダクタの選定 インダクタは、直流重畳特性が式(9-2)、式(9-3)より 算出した L 値と ILP よりも高いものを選定します。 9.3 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(図 9-1)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。 L1 D1 C1 (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。入力コンデンサ C1、C18 は、高周波電流ルー プのインピーダンスを下げるため、インダクタ L1、L2 の近くに配線します。 (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。そのた め、制御系のグランドと主回路パターンのグランドは 分けて、A 点に一点で配線します。 (3) 電流検出ライン 電流検出時のノイズを低減するため、電流検出抵抗 (R15、R20、R48、R61)の近傍から専用パターンで IC の各該当端子へ配線します。 (4) COMP 端子位相補償用部品 ノイズの影響を抑えるため、COMP 端子に接続する 部品は、COMP 端子と GND 端子にできるだけ短く 接続します。 (5) VCC 端子、REG 端子、VREF 端子のバイパスコン デンサ ノイズの影響を抑えるため、VCC 端子、REG 端子、 VREF 端子に接続するバイパスコンデンサ(C8、C12、 C10)は、各端子と GND 端子にできるだけ短く接続 します。 C2 Q1 L2 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。BL0200C の IC 周辺回路の接続例を図 9-2 に示します。 D1 C21 C18 Q3 (6) パワーMOSFET のゲート周辺回路 パワーMOSFET のゲート-ソース間抵抗(R19、R24、 R47、R63)はパワーMOSFET のゲート端子と検出抵 抗の GND ライン側に最短で接続します。 また、パワーMOSFET のゲート抵抗とダイオードは それぞれのゲート端子と DRV 端子、SW 端子に最 短で接続します。 図 9-1 高周波電流ループ BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 19 BL0200 Series (6) ゲート周辺部品 ゲートソース間抵抗:ゲートと検出抵抗のGND側に最短で接続 抵抗、ダイオード:ゲートとICの端子に最短で接続 (1) 主回路パターン 太く、ループを小さく配線 LED_OUT2(+) LED_OUT2(-) P_IN D9 L2 F1 D6 LED_OUT1(+) L1 C21 Q3 R45 Q4 Q1 Q2 C2 D10 D7 R44 R22 R17 C1 A R47 D2 R61 R49 R19 (2) 制御系GNDパターン 主回路パターンと分けてA 点で接続 R24 R20 R4 R15 R21 C8 R46 (3) 電流検出ライン 検出抵抗の近くから専用 パターンでICに接続 R62 R18 VCC SW2 OC2 IFB2 COMP2 R38 PWM2 ON/OFF EN R39 VCC_IN VREF 9 U1 10 11 8 12 7 13 14 BL0202 DRV2 6 5 15 4 16 3 17 2 18 1 GND SW1 DRV1 OC1 R23 IFB1 COMP1 R27 PWM1 OVP REG C12 R41 C7 C11 C19 C22 C13 C14 C10 C4 R42 R37 C20 R32 R34 R36 S_GND R1 D3 R16 PWM2_IN R2 R3 R63 R48 LED_OUT1(-) D8 R50 C18 D1 R35 R33 C15 C16 C3 C5 C6 R26 R25 PWM1_IN (5)バイパスコンデンサ(C8,C10,C12) 各端子とGND端子に最短で接続 (4) COMP端子周辺部品 COMP端子とGND端子に最短で接続 図 9-2 IC 周辺回路の接続例(BL0200C) BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 20 BL0200 Series 10.電源回路例 電源回路例として、BL0200C と BL0202B の電源仕様と、その回路図および部品表を以下に示します。 本参考回路例は、定数の目安の参考例です。最終的に実働動作で確認および調整して決める必要がありま す。 10.1 BL0202B BL0202B の特長 ・発振周波数 100 kHz、 ・IC イネーブル機能付き 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 BL0202B DC 24 V 40 W (max.) 50 V 400 mA × 2 回路図 OUT2 F1 D9 P_IN L2 D6 OUT1 R50 L1 D1 D8 Q4 C21 C18 R22 D10 R45 Q3 R49 Q2 R63 C1 R51 R52 R53 R54 R55 C2 R47 D3 R17 D7 R44 R1 R2 Q1 R21 R48 R61 R56 R57 R58 R59 R60 R16 D2 R19 R3 R5 R6 R7 R8 R9 R24 R15 R20 R4 P_GND R46 R10 R11 R12 R13 R14 C8 R62 R18 OC2 IFB2 PWM2_IN COMP2 R38 PWM2 ON/OFF EN R39 VREF 9 11 8 12 7 13 14 15 6 5 4 16 3 17 2 18 1 R37 VCC_IN C19 C7 R41 C11 GND SW1 DRV1 OC1 R23 IFB1 COMP1 R27 PWM1 OVP REG C12 C22 R42 R36 R34 C13 C14 C16 R35 C3 C4 C5 C6 R26 R32 C20 C10 S_GND BL0202B SW2 DRV2 10 U1 VCC R33 C15 R25 PWM1_IN BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 TC_BL0202_3_R1 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 21 BL0200 Series 部品表 記号 部品名 定格(1) F1 L1 L2 D1 D2 D3 D6 D7 D8 D10 Fuse Inductor Inductor Fast recovery Schottky Schottky Fast recovery Schottky Q1 Power MOSFET Q2 Power MOSFET Q3 Power MOSFET Q4 Power MOSFET C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Electrolytic Electrolytic Ceramic, chip, 2012 Ceramic, chip, 2012 Ceramic, chip, 2012 Ceramic, chip, 2012 Electrolytic 3A 50 μH, 3 A 50 μH, 3 A 200 V, 1.5 A 30 V, 1 A 30 V, 1 A 200 V, 1.5 A 30 V, 1 A 200 V, 1 A 30 V, 1 A 200 V, 45 mΩ (typ.) 100 V, 1 Ω (typ.) 200 V, 45 mΩ (typ.) 100 V, 1 Ω (typ.) 50 V, 22 μF 100 V, 100 μF 100 pF 100 pF 10 nF 470 pF 50 V, 100 μF Ceramic, chip, 2012 50 V, 0.1 μF C8 Schottky (2) (2) 弊社 推奨部品 記号 部品名 定格(1) EL 1Z SJPA-D3 SJPA-D3 EL 1Z SJPA-D3 AL01Z SJPA-D3 R4 R5-R14 R15 R16 R17 R18 R19 R20 R21 R22 SKP202 R23 General, chip, 2012 1.5 kΩ R24 General, chip, 2012 10 kΩ R25 General, chip, 2012 1 kΩ R26 General, chip, 2012 33 kΩ R27 R32 R33 R34 R35 R37 R38 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 10 kΩ 10 kΩ 0Ω 82 kΩ 560 Ω 10 kΩ 1 kΩ 5 kΩ (VEN = 3.5 V) 10 kΩ 22 kΩ 22 kΩ 10 Ω 100 Ω 100 Ω 10 kΩ 0.22 Ω, 2 W 470 Ω 1.5 kΩ Open 1.35 Ω, 1 W 1.5 kΩ 10 kΩ SKP202 (2) (2) R39 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General, chip, 2012 General General, chip, 2012 General, chip, 2012 11 kΩ Open 1.35 Ω, 1 W 10 Ω 100 Ω 100 Ω 10 kΩ 0.22 Ω, 2 W 470 Ω 1.5 kΩ General, chip, 2012 弊社 推奨部品 C9 Ceramic, chip, 2012 50 V, 0.1 μF R40 General, chip, 2012 (2) C10 Ceramic, chip, 2012 0.1 μF R41 General, chip, 2012 (2) C11 Ceramic, chip, 2012 470 pF R42 General, chip, 2012 C12 Ceramic, chip, 2012 0.1 μF R44 General, chip, 2012 C13 (2) Ceramic, chip, 2012 0.047 μF R45 General, chip, 2012 (2) C14 (2) Ceramic, chip, 2012 2200 pF R46 General, chip, 2012 (2) C15 Ceramic, chip, 2012 0.047 μF R47 General, chip, 2012 C16 (2) Ceramic, chip, 2012 2200 pF R48 General C18 Electrolytic 100 V, 100 μF R49 General, chip, 2012 (2) C19 Ceramic, chip, 2012 100 pF R50 General, chip, 2012 C20 (2) Ceramic, chip, 2012 100 pF R51-R60 General, chip, 2012 C21 Electrolytic 50 V, 22 μF R61 General C22 Ceramic, chip, 2012 0.1 μF R62 General, chip, 2012 R1 (3) General, chip, 2012 110 kΩ R63 General, chip, 2012 R2 (3) General, chip, 2012 110 kΩ U1 IC BL0202B (3) R3 General, chip, 2012 0 Ω (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 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 22 BL0200 Series 10.2 BL0200C BL0200C の特長 ・発振周波数 200 kHz ・エラー信号出力機能付き 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 BL0200C DC 24 V 40 W (max.) 50 V 400 mA × 2 回路図 OUT2 F1 D9 P_IN L2 D6 OUT1 R50 L1 D1 D8 Q4 C21 C18 R22 D10 R45 Q3 R49 Q2 R63 C1 R51 R52 R53 R54 R55 R47 D3 R17 D7 R44 R1 C2 R2 Q1 R21 R48 R61 R56 R57 R58 R59 R60 R16 D2 R19 R3 R5 R6 R7 R8 R9 R24 R15 R20 R4 P_GND R46 R10 R11 R12 R13 R14 C8 R62 R18 OC2 IFB2 PWM2_IN COMP2 R38 PWM2 ER_OUT ER R39 VREF Q5 VCC_IN R28 C9 S_GND Q6 R30 8 12 7 13 14 15 6 5 4 16 3 17 2 18 1 GND SW1 DRV1 OC1 R23 IFB1 COMP1 R27 PWM1 OVP REG C12 R40 R41 R42 R29 C7 R31 11 R37 C19 ON/OFF 9 BL0200C SW2 DRV2 10 U1 VCC C11 R36 R34 C13 C14 C16 R35 C3 C4 C5 C6 R26 R32 C20 C10 R33 C15 R25 PWM1_IN BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 TC_BL0200C_3_R1 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 23 BL0200 Series 部品表 記号 F1 L1 L2 D1 D2 D3 D6 D7 D8 D9 D10 部品名 定格(1) 弊社 推奨部品 記号 部品名 定格(1) 弊社 推奨部品 Fuse Inductor Inductor Fast recovery Schottky Schottky Fast recovery Schottky 3A R5-R14 General, chip, 2012 Open 25 μH, 3 A R15 General 1.35 Ω, 1 W 25 μH, 3 A R16 General, chip, 2012 10 Ω 200 V, 1.5 A EL 1Z R17 General, chip, 2012 100 Ω (2) 30 V, 1 A SJPA-D3 R18 General, chip, 2012 100 Ω 30 V, 1 A SJPA-D3 R19 General, chip, 2012 10 kΩ 200 V, 1.5 A EL 1Z R20 General 0.22 Ω, 2 W 30 V, 1 A SJPA-D3 R21 General, chip, 2012 470 Ω 200 V, 1 A AL01Z R22 General, chip, 2012 1.5 kΩ 200 V, 1 A AL01Z R23 General, chip, 2012 1.5 kΩ Schottky 30 V, 1 A SJPA-D3 R24 General, chip, 2012 10 kΩ 200 V, Q1 Power MOSFET SKP202 R25 General, chip, 2012 1 kΩ 45 mΩ (typ.) 100 V, Q2 Power MOSFET R26 General, chip, 2012 33 kΩ 1 Ω (typ.) 200 V, Q3 (2) Power MOSFET SKP202 R27 General, chip, 2012 10 kΩ 45 mΩ (typ.) 100 V, Q4 (2) Power MOSFET R28 General, chip, 2012 10 kΩ 1 Ω (typ.) Q5 PNP Transistor R29 General, chip, 2012 12 kΩ −50 V, 0.1 A Q6 NPN Transistor 50 V, 0.1 A R30 General, chip, 2012 10 kΩ C1 Electrolytic 50 V, 22 μF R31 General, chip, 2012 15 kΩ C2 Electrolytic 100 V, 47 μF R32 General, chip, 2012 10 kΩ C3 Ceramic, chip, 2012 100 pF R33 General, chip, 2012 0 Ω C4 Ceramic, chip, 2012 100 pF R34 General, chip, 2012 82 kΩ C5 Ceramic, chip, 2012 10 nF R35 General, chip, 2012 560 Ω C6 Ceramic, chip, 2012 470 pF R36 General, chip, 2012 33 kΩ C7 Electrolytic 50 V, 100 μF R37 General, chip, 2012 10 kΩ C8 Ceramic, chip, 2012 50 V, 0.1 μF R38 General, chip, 2012 1 kΩ C9 Ceramic, chip, 2012 50 V, 0.1 μF R39 General, chip, 2012 10 kΩ C10 Ceramic, chip, 2012 0.1 μF R40 General, chip, 2012 10 kΩ (2) C11 Ceramic, chip, 2012 470 pF R41 General, chip, 2012 22 kΩ (2) C12 Ceramic, chip, 2012 0.1 μF R42 General, chip, 2012 22 kΩ C13 (2) Ceramic, chip, 2012 0.047 μF R44 General, chip, 2012 10 Ω C14 (2) Ceramic, chip, 2012 2200 pF R45 General, chip, 2012 100 Ω (2) (2) C15 Ceramic, chip, 2012 0.047 μF R46 General, chip, 2012 100 Ω C16 (2) Ceramic, chip, 2012 2200 pF R47 General, chip, 2012 10 kΩ C18 Electrolytic 100 V, 47 μF R48 General 0.22 Ω, 2 W (2) C19 Ceramic, chip, 2012 100 pF R49 General, chip, 2012 470 Ω C20 (2) Ceramic, chip, 2012 100 pF R50 General, chip, 2012 1.5 kΩ C21 Electrolytic 50 V, 22 μF R51-R60 General, chip, 2012 Open (3) R1 General, chip, 2012 110 kΩ R61 General 1.35 Ω, 1 W R2 (3) General, chip, 2012 110 kΩ R62 General, chip, 2012 1.5 kΩ R3 (3) General, chip, 2012 0 Ω R63 General, chip, 2012 10 kΩ R4 General, chip, 2012 11 kΩ U1 IC BL0200C (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 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 24 BL0200 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 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) 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 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 25 BL0200 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。 BL0200-DS Rev.2.3 May. 15, 2014 SANKEN ELECTRIC CO.,LTD. 26