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LNK623-626LinkSwitch-CV ファミリー
www.power.com 2020 年 6 月
高エネルギー効率、高精度一次側定電圧 (CV) 制御のオフライン スイッチング電源用 IC
この製品は、特許及び/または出願中特許の対象です。
出力電力テーブル
製品3
230 VAC ± 15% 85-265 VAC
アダプタ1ピークまたはオープン フレーム2
アダプタ1ピークまたはオープン フレーム2
LNK623PG/DG 6.5 W 9 W 5.0 W 6 WLNK624PG/DG 7 W 11 W 5.5 W 6.5 WLNK625PG/DG 8 W 13.5 W 6.5 W 8 WLNK626PG/DG 10.5 W 17 W 8.5 W 10 W表 1. 出力電力テーブル (5V 出力ベース)。注: 1. 周囲温度 +50 °C、標準的な換気なしの密閉型アダプタでの最小連続電力。2. 周囲温度 50 °C、適切なヒート シンクを使用したオープン フレーム設計での実質的な最大連続電力 (詳細については、「応用時の重要検討項目」セクションを参照してください)。
3. パッケージ: P: PDIP-8C、D: SO-8C.
製品ハイライト大幅に簡素化された CV コンバータ• フォトカプラ及びすべての二次側 CV 制御回路が不要 • バイアス巻線電源が不要 – 自己バイアスで駆動可能
優れた動作特性• 外付け部品の温度変動を補正• 独自のトリミング技術により、高精度な IC パラメータ公差を実現 • 連続及び/または不連続モード動作により、自由度の高い設計を実現• 周波数ジッタリングにより、EMI フィルタ コストを大幅に削減• 外付け抵抗の選択/トリミングにより、さらに高精度な出力レギュレーションを実現
優れた保護/安全性• オートリスタート保護機能により、出力短絡及びすべての制御ループ異常 (部品のオープン及びショート) 時の供給電力を 95% 以上低減
• ヒステリシス付き過熱保護機能 – 自動復帰機能により市場からの電源装置の返品を削減
• 基板上及び IC パッケージ上の双方において、DRAIN ピンとその他すべてのピン間の高電圧沿面距離要求に適合
EcoSmart™ – 高エネルギー効率• 230 VAC 入力時 200 mW 未満、オプションの外付けバイアス使用時は
70 mW 未満の無負荷時待機電力を実現 • 追加部品無しで世界のあらゆるエネルギー効率規制に容易に適合• ON/OFF 制御により超軽負荷まで一定の効率を維持 ー EISA 規制及び
ENERGY STAR 2.0 規制に適応• 一次側または二次側電流センス抵抗が不要 – 効率の向上
グリーン パッケージ• ハロゲン化合物不使用、RoHS 指令適合パッケージ
用途• DVD/STB• アダプタ• 待機電源及び補助電源• 家庭用電化製品、白物及び消費者向け電気製品• 産業用制御機器
概要LinkSwitchTM-CV は、非常に高精度な出力電圧レギュレーションを実現しながらフォトカプラと二次側 CV 制御回路の両方を不要にする画期的な制御技術によって、低電力の定電圧 (CV) コンバータ設計を大幅に簡素化します。独自の IC トリミング技術と E-Shield™ トランス構造技術を組み合わせることにより、LinkSwitch-CV LNK623/4 を使用した Clampless™ 設計を可能にします。
LinkSwitch-CV は、DVD や STB などの多出力フライバック アプリケーション向けに優れたクロスレギュレーションを実現します。725 V パワー MOSFET と ON/OFF 制御ステート マシン、自己バイアス、周波数ジッタリング、サイクルバイサイクル カレント リミット、及び自動復帰タイプ過熱保護回路機能がワンチップに組み込まれています。
図 1. 標準的なアプリケーション回路図 (a) 及び出力特性 (b).*LNK623-624PG/DG を使用したオプション。(クランプ及びその他の外付け回路設計の考慮事項については、「応用時の重要検討項目」を参照してください。)
LinkSwitch-CV
*
ワイドレンジ高電圧
DC 入力
PI-5195-012915
D
S
FB
BP
(a) 標準的なアプリケーション回路図
(b) 出力特性IO
VO ±5%
オートリスタート
PI-5196-012315
図 2. PDIP-8C 及び SO-8C パッケージ
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ピン機能の説明DRAIN (D) ピン:このピンは、パワー MOSFET のドレインに接続されています。起動時と定常時共に、双方の内部動作電流を供給します。
BYPASS (BP) ピン:このピンは、IC 内部で生成される 6 V 電源用の外付けバイパス コンデンサの接続ポイントです。
FEEDBACK (FB) ピン:通常動作中のパワー MOSFET のスイッチングを制御します。この制御入力ピンでは、バイアス巻線の AC 電圧を検出し、バイアス巻線のフライバック電圧に基づいて出力電圧を制御します。
SOURCE (S) ピンこのピンは、高電圧パワー回路の MOSFET のソース及び制御回路のコモン リターンに内部で接続されています。
図 3. 機能ブロック図
図 4. ピン配置図
PI-5197-012915
SOURCE(S)
リーディングエッジ
ブランキング
+
-
+
-+
-
DRAIN(D)
BYPASS(BP)
FEEDBACK(FB)
SOURCE(S)
FBOUT リセット
6 V5 V
tSAMPLE-OUT
VILIMITILIM
VTH VILIMIT
6.5 V
ドライブILIM
DCMAX
tSAMPLE-OUT
DCMAX
FB
カレント リミットコンパレータ
ステートマシン
サンプル遅延
過熱保護
発振器
フォールトオートリスタートオープンループ
D Q
レギュレータ6 V
PI-5198-012315
D S
BP S
SFB
P パッケージ (DIP-8C) D パッケージ (SO-8C)
8
5
7
1
4
2
S6
FB
BP
D
1
2
4
8
7
6
5
S
S
S
S
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LinkSwitch-CV の機能説明LinkSwitch-CV には、1 つのデバイスに高耐圧パワー MOSFET と電源コントローラが組み込まれています。LinkSwitch-LP や TinySwitch-III と同様に、ON/OFF 制御により出力電圧を制御します。LinkSwitch-CV コントローラは、発振器、フィードバック (センス及びロジック) 回路、6 V レギュレータ、過熱保護、周波数ジッタリング、カレント リミット回路、リーディングエッジ ブランキング、CV 制御用の ON/OFF ステートマシンで構成されています。
定電圧 (CV) 動作コントローラは ON/OFF ステートマシンにより FEEDBACK ピンの電圧が VFBth になるように制御します。FEEDBACK ピンの電圧は高電圧スイッチがオフになってから 2.5 ms 後にサンプリングされます。軽負荷時にはトランスの磁束密度を低下させるためカレント リミットも低減されます。
オートリスタート及びオープンループ保護出力短絡やオープンループ状態などの異常状態が発生した場合、 LinkSwitch-CV は次に示す通り適切な保護モードに入ります。
FEEDBACK ピンのサンプリング遅延 (～2.5 ms) の前にフライバック期間中の FEEDBACK ピン電圧が VFBth-0.3 V を下回り、その状態が 200 ms (オートリスタートの ON 時間 (tAR-ON)) を超えて続いた場合、コンバータはオートリスタートに入ります。異常状態が除去されるまでは、オートリスタート機能により、パワー MOSFET のスイッチングはオン／オフが繰り返されます。
前述のオートリスタートの条件に加えて、導通サイクルのフォワード期間中 （スイッチ「オン」の期間） に検知する FEEDBACK ピン電流が 120 mA を下回った場合、コンバータはオープンループ状態 (電位分割回路の上位抵
抗がオープンになっているか、存在しない) であることを検出し、オートリスタート時間を 200 ms から約 6 クロック サイクル （90 ms） に削減し、停止期間を 2.5 秒にします。これにより、オートリスタート デューティ サイクルが効果的に 0.01% 未満に削減されます。
過熱保護過熱保護回路はダイの温度を検知します。スレッシュホールドは通常 142 °C に設定され、ヒステリシスは 60 °C です。ダイの温度がこのスレッシュホールド (142 °C) を超えると、パワー MOSFET がオフします。この状態からダイの温度が 60 °C 下がると、パワー MOSFET は再び動作を開始します。
カレント リミットカレント リミット回路は、パワー MOSFET の電流を検出します。この電流が内部スレッシュホールド (ILIMIT) を超えると、そのサイクルの残りの期間、パワー MOSFET はオフします。パワー MOSFET がオンした直後は、リーディングエッジブランキング時間 (tLEB) の間、カレントリミット機能が停止します。このリーディング エッジ ブランキング時間は、コンデンサ及びダイオードの逆回復時間が原因で発生する電流スパイクにより MOSFET の ON 期間が遮断されることがないように、適切な値に設定されています。
6.0 V レギュレータ6 V レギュレータは、MOSFET がオフの時に DRAIN ピンから電流を引き込むことによって、BYPASS ピンに接続されたバイパス コンデンサを 6 V まで充電します。BYPASS ピンは、内部回路用電源ピンです。MOSFET がオンの期間、デバイスはバイパス コンデンサに蓄積されたエネルギーで動作します。内部回路の消費電力は極めて小さいため、LinkSwitch-CV は、 DRAIN ピンから供給される電流で連続的に動作することが可能です。バイパス コンデンサの値が 1 mF であれば、高周波デカップリングにも電力供給にも十分対応できます。
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応用例
回路の説明この回路は、LNK626PG を利用し、3 出力一次側制御のフライバック電源として構成されています。ユニバーサル入力電圧範囲 (85 ～ 265 VAC) から 7 W を連続的に、また 10 W ピーク (熱的に制限) を出力します。効率は 115 VAC/230 VAC で 67% 以上、無負荷時入力電力は 230 VACで 140 mW 未満です。
入力フィルタAC 入力はダイオード D1 から D4 により整流されます。整流された DC はバルク ストレージ コンデンサの C1 と C2 によってフィルタされます。インダクタ L1、L2、C1、及び C2 は pi (π) フィルタを形成し、ディファレンシャルモードの伝導 EMI ノイズを低減させます。この構成と Power Integrations のトランス E-shield 技術により、Y コンデンサを使用しなくても、EMI 基準の EN55022 クラス B を余裕をもって満足させることができます。ヒューズ F1 は、重大な故障から回路を保護します。 NTC サーミスタ RT1 は、特に高電圧での起動時に、突入電流を D1-D4 のピーク電流仕様未満に制限するために使用されます。金属酸化物バリスタ RV1 は、ディファレンシャル入力トランジェントが発生した時に AC 入力をクランプし、入力部品及び U1 のピーク ドレイン電圧が 725 V の BVDSS 定格を超えないように保護します。ディファレンシャル サージ レベルが 2 kV 以下の場合、この部品を省略することも可能です。
LNK626 一次側LNK626PG デバイス (U1) は、電力スイッチング デバイス、発振器、CV 制御エンジン、起動及び保護機能を内蔵しています。内蔵の 725 V MOSFET では、ユニバーサル入力 AC 用途で、ドレイン電圧に大きなマージンを確保できます。信頼性が上がり、また、トランスの巻数比を大きく取れるため、出力ダイオードの電圧ストレスが下がります。このデバイスは BYPASS ピンとデカップリング コンデンサ C4 から完全自己給電できます。この設計では、バイアス回路 (D6、C6 及び R4) が追加され、無負荷時入力電力が 140 mW 以下に低減されます。
整流及びフィルタを通過した入力電圧は、T1 の一次巻線の一端に印加されます。トランスの一次側巻線のもう一方は、U1 に内蔵された MOSFET によって駆動されます。漏れインダクタンスによるドレイン電圧のスパイクは、クランプ回路 D5、R1、R2、C3、VR1 によって制限されます。ここでは、無負荷時入力電力が最小になるようにツェナー ブリード クランプを使用していますが、無負荷時入力電力がさらに大きくても問題がないアプリケーションでは、VR1 を取り除き、R1 の値を大きくした 標準的な RCD クランプを形成することも可能です。
出力整流トランスの二次側は、D7、D8 及び D9 によって整流されます。5 V 出力のダイオード は、効率を良くするためショットキー バリア タイプを使用しています。+12 V 出力及び -22 V 出力では、超高速整流ダイオードを使用しています。メイン出力は、L3 及び C10 によってポスト フィルタされ、スイッチング周波数リップルを除去します。抵抗 R7、R8 及び R9 はダミー負荷として機能し、無負荷時に出力電圧仕様を満足させます。D7 の両端に R10 及び C13 によって形成される RC スナバを追加し、高周波リンギング、及びそれにより発生する放射 EMI を低減します。
出力レギュレーションLNK626 は、 ON/OFF 制御 (FEEDBACK ピンのサンプリング電圧に基づいてスイッチング サイクルを有効化または無効化する制御) を使用して出力を制御します。出力電圧は、トランス T1 の一次側基準巻線を使用して検出されます。これにより、フォトカプラと二次側検出回路が不要になります。 R3 及び R6 で形成されている抵抗分割回路は、巻線電圧を U1 に供給します。公称出力電圧をセンター値に設定するため、1% 公差の抵抗値を使用します。抵抗 R5 及び C5 は、連続した有効なスイッチング サイクル数に比例するオフセット電圧を生成することによってグループパルス発振を防止します。
図 5. DVD アプリケーション用の一次側検出フィードバックを用いた 7 W (10 W ピーク) 多出力フライバック コンバータ
PI-5205-033116
D
S
FB
BP
R36.34 kΩ
1%
C13270 pF
R64.02 kΩ
1%
R15.1 kΩ1/8 W
R2390 Ω
R46.2 kΩ
C41 µF50 V C5
680 pF50 V
C81000 µF
10 V
C10470 µF
10 V
C1147 µF50 V
C947 µF25 V
C610 µF50 V
R547 kΩ1/8 W
U1LNK626PG
LinkSwitch-CV
D8UF4003
D7 SB540
D61N4148
D9UF4003
R939 kΩ1/8 W
R824 kΩ1/8 W
R7510 Ω1/8 W
T1EEL19
1 6
7
11
8,9,10
12
5
4
2
3
C122 µF400 V
C222 µF400 V
C3820 pF1 kV
F13.15 A
RT110 Ω
85 - 265VAC
L
N
D1FR106
D2FR106
VR11N5272B
D51N4007
D31N4007
D41N4007
L13.5 × 7.6 mmフェライト ビーズ
L2680 µH
L310 µH
12 V、0.1 A
5 V、1.7 A
RTN
-22 V、15 mARV1275 V
R1047 Ω
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応用時の重要検討項目出力電力テーブルデータ シートの最大出力電力テーブル (テーブル 1) は、次の想定条件におけるフライバック コンバータで得られる最大実効連続出力電力を示します。
1. 最小 DC 入力電圧は、90 VAC 入力で 100 V 以上です。入力コンデンサの値は、AC 入力仕様に対するこれらの条件を満たすように十分に大きくする必要があります。
2. 二次側出力は 5V で、ショットキー整流ダイオードを使用。3. 効率 80% を想定。4. 連続モード動作 (KP = 0.4)。5. 110 V の出力の跳ね返り電圧 (VOR)。6. SOURCE ピン温度を P パッケージの場合は 110 °C 以下、
D パッケージ デバイスの場合は 100 °C 以下に保つために十分な広さの銅面に半田付け実装。
7. オープン フレーム設計の場合は周囲温度が 50 °C 以下、アダプタ設計の場合は内部筐体の温度が 60 °C 以下。
注: 効率が 80% を超える場合 (一般的に出力電圧が高い設計の場合)、より高い出力電力を達成できます。
BYPASS ピン コンデンサ 1 mF の BYPASS ピン コンデンサ (C4) を推奨します。コンデンサの定格電圧は、6.8 V 以上である必要があります。コンデンサの種類は重要ではありません。コンデンサは LinkSwitch-CV BYPASS ピンの近辺に配置する必要があります。
基板レイアウトLinkSwitch-CV は、コントローラと高電圧 MOSFET の両方をワンチップに搭載した、高集積電源ソリューションです。高いスイッチング電流及び電圧とアナログ信号が存在するため、電源が常に安定してトラブルなしに動作できるようにするためには、優れたプリント回路基板 (PCB) 設計方法に従うことが特に重要です。
LinkSwitch-3 を使用した電源の基板を設計する際には、次のガイドラインに従ってください。
一点接地入力コンデンサのマイナス端子は、LinkSwitch-CV SOURCE ピン及びバイアス巻線のリターンとは一点 (ケルビン) 接続してください。これにより、バイアス巻線のサージ電流が入力フィルタ コンデンサに直接戻るようになり、サージ能力が向上します。
バイパス コンデンサBYPASS ピン コンデンサは、SOURCE ピンと BYPASS ピンにできるだけ近く配置する必要があります。
フィードバック抵抗フィードバック抵抗は LinkSwitch-CV デバイスの FEEDBACK ピンに直接配置します。これにより、ノイズのカップリングを最小限に抑えることができます。
温度に関する考慮事項SOURCE ピンに接続されている銅箔部は、LinkSwitch-CV のヒートシンクになります。大まかな見積りでは、LinkSwitch-CV は出力電力の 10% を消費します。RDS(ON) のばらつきを許容するために、SOURCE ピンの温度を 110 °C 未満に抑えられる銅パターンを確保してください。
二次側ループ エリア漏れインダクタンスと EMI を最小にするには、二次巻線、出力ダイオード、出力フィルタ コンデンサを結ぶループの面積を最小にする必要があります。さらに、十分な放熱のためにダイオードのアノード端子とカソード端子の両方の銅パターンは、十分に大きくする必要があります。電気的に安定したカソード端子の銅箔面積を大きくすることを推奨します。アノード エリアを大きくすると、高周波の放射 EMI が増大することがあります。
静電放電のスパーク ギャップ充電器とアダプタでは、ESD 放電が電源の出力に印加されることがあります。これらのアプリケーションでは、スパーク ギャップの追加を推奨します。配線をスパーク ギャップの 1 つの電極を形成するように絶縁バリアに沿って配置します。二次側にあるもう 1 つの電極を出力リターン ノードに形成し、 ESD エネルギーを二次側から一次側の AC 入力に向かわせるようにします。10 mil ギャップを AC 入力の近くに配置し、スパーク ギャップ配線に発生したノイズを AC 入力にデカップリングします。不必要なアーク放電と回路の故障を防ぐために、AC 入力からスパーク ギャップの電極までのパターンを他のパターンから離す必要があります。
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図 6. 基板レイアウトの例
図 7. 外付けバイアスがない推奨レイアウトの図 図 8. 外付けバイアスがある推奨レイアウトの図
+ -ACIN
PI-5269-012315
Y1コンデンサ(オプション)
絶縁バリア
トランス
T1
出力整流器
一次側 二次側
R1
JP1
J1
C1
R3
R4
C12
R10D9
C11
C13
D7
C9R9R8D8
1 6
R7
C8
L3
C10
C2
R2C3
D1 D3
D5
VR1
D6C6R6
R5C5
C4
D4
RV1F1
D2
RT1
L2
L1
J2
入力フィルタコンデンサ
最小化されたドレイン線領域
クランプ部品
放熱のために銅箔部を最大化
DC 出力
ESDスパークギャップデバイス近
にバイパスコンデンサを配置
デバイス近辺にフィードバック抵抗を配置
10 milギャップ
U1S
FB
BP
DSSS
出力フィルタコンデンサ
PI-5265-012315SOURCE ピンでのケルビン接続、信号配線
にパワー電流を流さないようにする
FEEDBACKピン ノード
領域の最小化
クランプ
D
S
FB
BP
B+
PRI RTN
バイアス電流をバルク コンデンサに戻るように配線
PI-5266-012315SOURCE ピンでのケルビン接続、信号配線にパワー電流を流さないようにする
バイアス電流をバルク コンデンサに戻るように配線
FEEDBACK ピン ノード領域を小さくする
バイアス抵抗
クランプ
D
S
FB
BP
PRI RTN
B+
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図 9. 不適切なレイアウトの電気への影響の図
PI-5267-012615
信号ソース基板配線のバイアス巻線電流フロー
配線インピーダンスの電圧降下によってパフォーマンスが低下することがある
信号ソース基板配線のパワー電流フロー
入力サージ電流はデバイスを介して流すことができる
フィードバック配線をドレインの近接に配置すると、フィードバック信号にノイズ
がカップリングする
B+
PRI RTN
クランプ
D
S
FB
BP
∆VS
Isource配線インピーダンス
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ドレイン クランプ推奨されるクランプ回路
クランプは、図 5 の R1、R2、C3、VR1 及び D5 で構成されています。この回路は、一次側漏れインダクタンスが 125 mH を超えた場合に使用され、フィードバック巻線に影響を及ぼすドレイン電圧オーバーシュートまたはリンギングを軽減します。最適な出力レギュレーションのため、フィードバック電圧は一次側 MOSFET のターン オフから 2.1 ms 後の時点で 1% 以内に安定にする必要があります。これには、クランプ回路部品を慎重に選択する必要があります。VR1 の電圧は、跳ね返り電圧 (VOR) を約 20% 以上、上回るように選択します。これは、ドレインのターン オフ スパイクをカットし、出力ダイオードが導通しているフライバック電圧期間中の導通を回避するためです。R1 の値は、FEEDBACK ピン電圧の安定とピーク ドレイン電圧を許容できる最も大きい値にする必要があります。R1 の値が大きすぎる場合、C3 の放電時間が増加し、レギュレーションが低下します。抵抗 R2 は漏れインダクタンスによるリンギングを減衰させます。値は、必要な時間内にリンギングを減衰させるために十分大きくする必要がありますが、大きすぎるとドレイン電圧が 680 V を超えてしまうことがあります。
一次側漏れインダクタンスが 125 mH 未満である場合、VR1 は不要になり、R1 の値を大きくします。初期設定時の推奨値は、コンデンサ が 820 pF、抵抗 が 470 kΩ です。ピーク ドレイン電圧が全入力範囲及び負荷条件において 680 V未満であることを確認します。入力及び負荷レギュレーションが許容範囲に入るようにするためにフィードバック巻線電圧の安定性を確認します。
グループパルス発振と出力リップルに対するクランプ回路の高速 (500 ns) 及び低速 (2 mms) リカバリー ダイオードの影響。
低逆回復ダイオードは、フィードバック電圧のリンギングを軽減します。図 11 の高速ダイオードのリンギング振幅では、8% のエラーを示しています。
図 10. RCD クランプ、低電力または低漏れインダクタンス設計 ツェナー ブリードを使用した RCD クランプ。高電力または高漏れインダクタンス設計
図 11. クランプ ダイオードによる FEEDBACK ピン電圧への影響。 クランプ回路 (上)。FEEDBACK ピン電圧 (下)
CC1
RC1
RC2
DC1
PI-5107-012615
DC2
RC2
RC1
CC1
DC1
PI-5108-110308
CC1
RC1
RC2
DC1
PI-5107-012615
黒色の波形: DC1 に FR107 (高速タイプ、tRR = 500 ns) を使用 灰色の波形: DC1 に 1N4007G (標準リカバリー、tRR = 2 ms) を使用
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図 12. 非グループパルス発振 (5 回未満の連続スイッチング サイクル) グループパルス発振 (6 回以上の 連続スイッチング サイクル)
上の波形: ドレイン波形 (200 V/div)下の波形: 出力リップル電圧 (50 mV/div)
下画面ズームによる分割画面上の波形: ドレイン波形 (200 V/div)下の波形: 出力リップル電圧 (50 mV/div)
クランプレス設計クランプレス設計では、漏れインダクタンスによって誘起されるドレイン – ソース間のピーク電圧の制限は、ドレイン ノード容量のみに依存します。 したがって、最大 AC 入力電圧、VOR の値、漏れインダクタンス エネルギー (漏れインダクタンス及び一次側ピーク電流によって発生)、及び一次巻線容量によってピーク ドレイン電圧が決まります。外付けクランプと同様に、顕著な電力消費がない場合には、漏れインダクタンスのリンギング期間が長くなり、EMI が悪化することがあります。
ユニバーサル入力または 230 VAC 入力でのクランプレス設計では、次の要件を推奨します。
1. クランプレス設計では、90 V 以下の VOR で PO ≤ 5 W の場合にのみとしてください。
2. PO ≤ 5 W の設計では、2 層の一次巻線を使用し、25 pF から 50 pF までの適切な一次巻線間容量を確保する必要があります。バイアス巻線をトランスに追加し、クランプとして機能するように標準リカバリータイプの整流ダイオード (1N4003–1N4007) を使用する必要があります。このバイアス巻線は、バイアス巻線コンデンサから BYPASS ピンに抵抗を介して接続することによって外部バイアス電源としても使用できます。これにより、内部の高圧電流源を停止させ、デバイスの電力消費及び無負荷時消費電力を軽減できます。
3. PO > 5 W では、クランプレス設計ではピークドレイン電圧を抑制できず、外付けの RCD またはツェナー クランプを使用する必要があります。
4. 最悪条件の高入力電圧において、ピーク ドレイン電圧を内部 MOSFET の BVDSS 仕様未満にします。できれば 650 V 以下にして設計によるばらつきを考慮したマージンを確保するのが理想です。
VOR (跳ね返り電圧) は、ダイオード導通期間中のトランスの巻線比を介して一次側に跳ね返る出力ダイオード順方向電圧降下と二次側出力電圧の合計です。VOR は DC バス電圧と漏れスパイクに加算されて、ピーク ドレイン電圧を決定します。
グループパルス発振グループパルス発振は、連続して 6 回以上スイッチングした後、2 パルス以上の期間停止した状態として定義されます。グループパルス発振の影響は、図 12 に示されているように出力リップルが増大します。
グループ パルスが発生しないようにするには、フィードバック信号が内部 MOSFET のターン オフから 2.1 ms 以内に安定するようにします。必要なセトリング時間を実現するには、クランプ回路のツェナー ダイオードが必要になる場合があります。セトリング時間が十分である場合には、フィードバック抵抗の RLOWER (R6) に RC ネットワークが必要です。
R の値 (図 13 の R5) は、RLOWER より大きくする必要があり、R×C = 32 ms (C は図 13 の C5) になるように選択する必要があります。
図 13. グループパルス発振を抑制するための RBOTTOM (R6) のRC ネットワーク
PI-5268-110608
D
S
FB
BP
R36.34 kΩ
1%
R64.02 kΩ
1%
R46.2 kΩ
C41 µF50 V C5
680 pF50 V
C610 µF50 V
R547 kΩ1/8 W
U1LNK626PG
LinkSwitch-CV
D61N4148
5
4
2
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10
LNK623-626
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設計チェックリストLinkSwitch-CV を使用するすべての電源設計において、最悪条件で部品仕様を超えないことをベンチマーク テストで検証する必要があります。 最小限、次の試験を行うことを強く推奨します。
1. 最大ドレイン電圧 – 最大入力電圧及び最大出力電力でピーク VDS が 680 V を超えないことを検証します。
2. 最大ドレイン電流 – 最高周囲温度、最大入力電圧及び最大出力負荷時の起動時ドレイン電流波形を観測し、トランスの飽和及び過剰なリーディング エッジ電流スパイクの兆候を確認します。LinkSwitch-CV の リーディング エッジ ブランキング時間は 215 ns です。これにより、スイッチングサイクルの起動不全は避けやすくなります。215 ns のブランキング時間の後、リーディング エッジ スパイク電流が ドレイン電流の許容カレント リミットを下回っていることを確認します。
3. 放熱チェック – 最大出力電力、最小/最大入力電圧、最高周囲温度時の LinkSwitch-CV、トランス、出力ダイオード、出力コンデンサの温度が、スペック内であることを確認します。LinkSwitch-CV の RDS(ON) には、データ シートに指定された部品ごとのばらつきを許容する十分な温度マージンが必要です。SOURCE ピンの最高温度は 110 °C を超えないようにすることを推奨します。
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パラメータ 記号条件
SOURCE = 0 V; TJ = -40 ～ 125 °C (特に指定がない場合)
最小 標準 最大 単位
制御機能出力周波数 fOSC TJ = 25 °C, VFB = VFBth LNK623/6 93 100 106 kHz
周波数ジッター 平均発振周波数と比較したピークトゥピーク ジッター、TJ = 25 °C ±7 %
オートリスタート時の 出力周波数比率 fOSC(AR)
TJ = 25 °C fOSC との比率、注 C を参照 80 %
最大デューティ サイクル DCMAX
TJ = 25 °C注 B、C を参照 54 %
FEEDBACK ピン電圧 VFBth
TJ = 25 °C 図 15 を参照 CBP = 1 mF注 D を参照
LNK623-624P 1.815 1.840 1.865
VLNK623-624D 1.855 1.880 1.905
LNK625P、LNK625D 1.835 1.860 1.885
LNK626P、LNK626D 1.775 1.800 1.825
FEEDBACK ピン 電圧温度係数 TCVFB -0.01 %/°C
ターンオフ スレッシュホールド時のFEEDBACK ピン電圧 VFB(AR) 1.45 V
電力係数 I2f
I2f = I2LIMIT(TYP) × fOSC(TYP)
LNK623/6PTJ = 25 °C 0.9 × I2f I2f 1.17 × I2f
A2HzI2f = I2
LIMIT(TYP) × fOSC(TYP)
LNK623/6DTJ = 25 °C 0.9 × I2f I2f 1.21 × I2f
絶対最大定格(1.5)
DRAIN 電圧 ............................................................. -0.3 V ～ 725 VDRAIN ピーク電流: LNK623 .................................400 (600) mA4
LNK624 .................................400 (600) mA4
LNK625 .................................528 (790) mA4
LNK626 ...............................720 (1080) mA4
ピーク パルス DRAIN 逆電流 ............................................. -100 mA2 FEEDBACK ピン電圧 .................................................... -0.3 V ～ 9 V FEEDBACK ピン電流 ............................................................100 mABYPASS ピン電圧 .......................................................... -0.3 V ～ 9 VBYPASS ピン電流 ....................................................................10 mA 保存温度 ...................................... .........................-65 °C ～ 150 °C動作ジャンクション温度 ............................................-40 °C ～ 150 °C リード温度(3) ......................................................................... 260 °C
注: 1. すべての電圧は、TA=25 °C における SOURCE を基準とします。 2 時間は 2 msec 未満。 3. ケースから 1/16 インチの点で 5 秒間。4. かっこ内のピーク DRAIN 電流は、DRAIN 電圧が同時に 400 V 以下である時に適用されます。
5. 仕様の最大定格は、一度に 1 回のみであれば製品に回復不能な損傷を与えることなく印加できます。長時間、絶対最大定格を印加し続けると、製品の信頼性に影響する可能性があります。
熱抵抗熱抵抗: P パッケージ: (qJA) .......................... ............. 70 °C/W2; 60 °C/W3
(qJC)1 ...................................................... 11 °C/W D パッケージ: (qJA) ..................................... 100 °C/W2; 80 °C/W3
(qJC)1 ....................................................... 30 °C/W
注: 1. プラスチック面に近接したピン 8 (SOURCE) で測定。 2. 0.36 平方インチ (232 mm2)、2 オンス (610 g/m2) の銅箔部にはんだ付け。
3. 1 平方インチ (645 mm2)、2 オンス (610 g/m2) の銅箔部にはんだ付け。
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パラメータ 記号条件
SOURCE = 0 V; TJ = -40 ～ 125 °C (特に指定がない場合)
最小 標準 最大 単位
制御機能 (続き)最小スイッチ “On” 時間 tON(min) 注 C 参照 700 ns
FEEDBACK ピン サンプリング遅延時間 tFB 2.35 2.55 2.75 ms
DRAIN 供給 電流
IS1 FB 電圧 > VFBth 280 340
mAIS2
FB 電圧 = VFBth -0.1、スイッチ ON 時間 = tON (fOSC での MOSFET のスイッチング)
LNK623/4 440 520
LNK625 480 560
LNK626 520 600
BYPASS ピン 充電電流
ICH1 VBP = 0 V LNK623/4 -5.8 -3.4 -1.8
mALNK625/6 -8.2 -4.5 -2.0
ICH2 VBP = 4 VLNK623/4 -4.0 -2.3 -1.0
LNK625/6 -5.6 -3.2 -1.4
BYPASS ピン電圧 VBP 5.65 6.00 6.25 V
BYPASS ピン 電圧ヒステリシス VBPH 0.70 1.00 1.20 V
BYPASS ピン シャント電圧 VSHUNT 6.2 6.5 6.8 V
回路保護
カレント リミット ILIMIT
LNK623 di/dt = 50 mA/ms , TJ = 25 °C 196 210 225
mA
LNK624 di/dt = 60 mA/ms , TJ = 25 °C 233 250 268
LNK625di/dt = 80 mA/ms , TJ = 25 °C 307 330 353
LNK626 di/dt = 110 mA/ms , TJ = 25 °C 419 450 482
リーディング エッジ ブランキング時間 tLEB
TJ = 25 °C 注 C を参照 170 215 ns
過熱シャットダウン温度 TSD 135 142 150 °C
過熱シャットダウン ヒステリシス TSDH 60 °C
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パラメータ 記号条件
SOURCE = 0 V; TJ = -40 ～ 125 °C (特に指定がない場合)
最小 標準 最大 単位
出力
オン抵抗 RDS(ON)
LNK623ID = 50 mA
TJ = 25 °C 24 28
Ω
TJ = 100 °C 36 42
LNK624ID = 50 mA
TJ = 25 °C 24 28
TJ = 100 °C 36 42
LNK625ID = 62 mA
TJ = 25 °C 16 19
TJ = 100 °C 24 28
LNK626ID = 82 mA
TJ = 25 °C 9.6 11
TJ = 100 °C 14 17
オフ時 漏れ電流
IDSS1
VDS = 560 V (図 20 を参照) TJ = 125 °C、注 A を参照
50
mA
IDSS2
VDS = 375 V、図 20 を参照TJ = 50 °C
15
ブレークダウン 電圧 BVDSS
TJ = 25 °C 図 20 を参照 725 V
DRAIN 供給 電圧 50 V
オートリスタート ON 時間 tAR-ON
VFB = 0 注 C を参照 200 ms
オートリスタート OFF 時間 tAR-OFF 1 s
オープンループ FEEDBACK ピン 電流スレッシュホールド
IOL 注 C 参照 -120 mA
オープンループ ON 時間 注 C 参照 90 ms
注:A. IDSS1 は、BVDSS の 80%、最大動作ジャンクション温度での、最悪条件時のオフ時の漏れ電流です。IDSS2 は、最悪アプリケーション条件 (265 VAC) での無負荷時待機電力の標準的な計算値です。
B. デューティ サイクルが DCMAX を超過すると、LinkSwitch-CV は ON 時間拡張モードで動作します。C. このパラメータは、特性によって規定されます。D. 組み立て時に含まれる機械的応力により、このパラメータがシフトすることがあります。AN-45 に準ずる設計 及び適正製造基準 (GMP) に従って生産されている場合、このシフトは CV = ±5% を満足させるための LinkSwitch-CV の性能に影響することはありません。
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1.200
0.600
0.800
1.000
0.200
0.400
0.000-40 -15 10 35 60 85 110 135
温度 (°C)
周波数
(25
°Cで正規化
) PI-5
086-
0123
15
1.200
0.600
0.800
1.000
0.200
0.400
0.000-40 -15 10 35 60 85 110 135
温度 (°C)
フィードバック電圧
(25
°Cで正規化
) PI-5
089-
0123
15
図 14. 出力周波数 vs. 温度 図 15. フィードバック電圧 vs. 温度
標準性能特性
図 16. ブレークダウン電圧 vs. ジャンクション温度
1.1
1.0
0.9-50 -25 0 25 50 75 100 125 150
ジャンクション温度 (°C)
ブレ
ーク
ダウ
ン電
圧 (2
5 °C
で正
規化
) PI-2
213-
0123
15
DRAIN 電圧 (V)
DRA
IN 電流
(m
A)
300
250
200
100
50
150
00 2 4 6 8 10
TCASE=25 °CTCASE=100 °C
PI-5
211-
0807
08
LNK623 1.0LNK624 1.0LNK625 1.5LNK626 2.5
スケール係数:
DRAIN 電圧 (V)
DRA
IN 容量
(pF
) PI-5
201-
0126
15
0 100 200 300 400 500 6001
10
100
1000LNK623 1.0LNK624 1.0LNK625 1.5LNK626 2.5
スケール係数:50
30
40
10
20
00 200 400 600
DRAIN 電圧 (V)
Pow
er (
mW
)
PI-5
212-
0126
15
LNK623 1.0LNK624 1.0LNK625 1.5LNK626 2.5
スケール係数:
図 17. 出力特性
図 18. COSS と DRAIN 電圧 図 19. Drain-Capacitance Power
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図 20. 漏れ試験及びブレークダウン試験の試験セットアップ。
PI-5203-012615
16 V
BVDSS、IDSS1 及び IDSS2 の測定は、次の手順に従います。1) S1 を閉じ、S2 を開きます2) VIN ソース (16 V) を起動します3) S1 を開き、S2 を閉じます4) カーブ トレーサーを使用して、DRAIN ピンの I/V 特性を測定します
S
D S
S
FB
S
0.1 µF
1 µF BP
VIN
LinkSwitch-CV
5 µF 50 kΩ
+
カーブトレーサー
S1 S24 kΩ
10 kΩ
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注:1. パッケージ寸法は、0.300 インチ 配列のデュアルインライン (DIP)
用パッケージ JEDEC 仕様 MS-001-AB (B 7/85 号) に準拠します。 2. 寸法の単位はインチです。ミリによる寸法はかっこ内に記載します。
3. 表示される寸法に金型のバリまたはその他の突起は含まれません。金型のバリまたは突起はいずれの側でも 0.006 (0.15) を超えな
いようにします。
4. ピン配置はピン 1 から始まり、上から見て反時計回りにピン 8 まで続きます。ノッチ及び/またはくぼみでピン 1 を特定できます。ピン
3 はありません。
5. リード位置を省略したパッケージ本体のメタル間の最小距離は、0.137 インチ (3.48 mm) です。
6. リード幅はパッケージ本体で測定します。7. リード間隔はリード線を平面 T に垂直に制限して測定します。
0.008 (0.20)0.015 (0.38)
0.300 (7.62) BSC(注 7)
0.300 (7.62)0.390 (9.91)
0.356 (9.05)0.387 (9.83)
0.240 (6.10)0.260 (6.60)
0.125 (3.18)0.145 (3.68)
0.057 (1.45)0.068 (1.73)
0.118 (3.00)0.140 (3.56)
0.015 (0.38)最小
0.048 (1.22)0.053 (1.35)
0.100 (2.54) BSC
.014 (.36)
.022 (.56)
-E-
ピン 1
SEATINGPLANE
-D-
-T-
P08C
PDIP-8C (P パッケージ)
PI-3933-081716
D S 0.004 (0.10)⊕
T E D S 0.010 (0.25) M⊕
(注 6)
0.137 (3.48)最小
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品番コード体系情報 • LinkSwitch 製品ファミリー • CV シリーズ番号 • パッケージ ID
P プラスチック PDIP-8CD プラスチック SO-8C
• パッケージ材料G 環境に配慮: ハロゲン化合物不使用、RoHS 指令適合
• テープ & リールなどのオプション空白 標準構成TL テープ & リール、D パッケージ 2,500 個単位、P パッケージは該当なし。LNK 625 D G - TL
PI-4526-012315D07C
3.90 (0.154) BSC
注:1. JEDEC 参照: MS-012.2. モールド フラッシュと他の突出部を含まないパッケージ外形。3. メッキ厚を含むパッケージ外形。4. A と B のデータは平面 H のデータで決定します。5. 寸法はミリ単位で制御します。インチの寸法はかっこ内に記載 します。角度の単位は度。
0.20 (0.008) C2X
1 4
58
2 6.00 (0.236) BSC
D4A
4.90 (0.193) BSC
2
0.10 (0.004) C2X
D
0.10 (0.004) C 2XA-B
1.27 (0.050) BSC7X 0.31 - 0.51 (0.012 - 0.020)
0.25 (0.010) M C A-B D
0.25 (0.010)0.10 (0.004)
(0.049 - 0.065)1.25 - 1.65
1.75 (0.069)1.35 (0.053)
0.10 (0.004) C7X
C
H
o
1.27 (0.050)0.40 (0.016)
GAUGEPLANE
0 - 8
1.04 (0.041) REF 0.25 (0.010)BSC
SEATINGPLANE
0.25 (0.010)0.17 (0.007)
詳細図 A
詳細図 A
C
SEATING PLANE
ピン 1 の ID
B4
+
+ +
4.90 (0.193)
1.27 (0.050) 0.60 (0.024)
2.00 (0.079)
基準半田パッド寸法
+
SO-8C (D パッケージ)
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改訂 注 日付
B リリース データ シート。 2008 年 11 月C 図 5 を訂正。 2008 年 12 月D V DRAIN が 400 V を下回る場合は最大カレント リミットを導入。 2009 年 7 月E LNK626DG を導入。 2009 年 9 月F パラメータ テーブルに注 4 を追加。 2010 年 2 月F 最大 BYPASS ピン電流を指定。 2014 年 3 月
G 前のバージョンから図「FEEDBACK ピン測定の試験のセットアップ」を削除。tAR-OFF パラメータを更新。 最新ブランド スタイルに更新。 2015 年 2 月
H BVDSS を 700 V から 725 V に更新 2015 年 8 月H 図 5 の図式の誤りを修正。 2016 年 3 月I PCN-16232 に基づいて PDIP-8C (P パッケージ) を更新。 2016 年 8 月J IS1、ICH1 及び tAR(OFF) の値を更新。 2020 年 6 月
最新の情報については、弊社ウェブサイトを参照してください。www.power.comPower Integrations は、信頼性や生産性を向上するために、いつでも製品を変更する権利を保有します。Power Integrations は、ここに記載した機器または回路を使用したことから生じる事柄について責任を一切負いません。Power Integrations は、ここでは何らの保証もせず、商品性、特定目的に対する適合性、及び第三者の権利の非侵害の黙示保証なども含めて、すべての保証を明確に否認します。特許情報ここで例示した製品及びアプリケーション (製品の外付けトランス構造と回路も含む) は、米国及び他国の特許の対象である場合があります。また、Power Integrations に譲渡された米国及び他国の出願中特許の対象である可能性があります。Power Integrations が保有する特許の全リストは、www.power.com に掲載されています。Power Integrations は、www.power.com/ip.htm に定めるところに従って、特定の特許権に基づくライセンスを顧客に許諾します。生命維持に関する方針Power Integrations の社長の書面による明示的な承認なく、Power Integrations の製品を生命維持装置またはシステムの重要な構成要素として使用することは認められていません。ここで使用した用語は次の意味を持つものとします。
1. 「生命維持装置またはシステム」とは、(i) 外科手術による肉体への埋め込みを目的としているか、または (ii) 生命活動を支援または維持するものであり、かつ (iii) 指示に従って適切に使用した時に動作しないと、利用者に深刻な障害または死をもたらすと合理的に予想されるものです。
2. 「重要な構成要素」とは、生命維持装置またはシステムの構成要素のうち、動作しないと生命維持装置またはシステムの故障を引き起こすか、あるいは安全性または効果に影響を及ぼすと合理的に予想される構成要素です。
Power Integrations、Power Integrations ロゴ、CAPZero、ChiPhy、CHY、DPA-Switch、EcoSmart、E-Shield、eSIP、eSOP、HiperPLC、HiperPFS、HiperTFS、InnoSwitch、Innovation in Power Conversion、InSOP、LinkSwitch、LinkZero、LYTSwitch、SENZero、TinySwitch、TOPSwitch、PI、PI Expert、PowiGaN、SCALE、SCALE-1、 SCALE-2、SCALE-3、及び SCALE-iDriver は Power Integrations, Inc. の商標です。その他の商標は、各社の所有物です。©2020, Power Integrations, Inc.
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