PWM オフラインスイッチング電源用パワーIC

STR3W400MXD シリーズ

データシート概要

パッケージ

STR3W400MXD シリーズは、パワーMOSFET と電流モード型 PWM 制御 IC を 1 パッケージにしたPWM 型スイッチング電源用パワーIC です。
全負荷範囲の効率を向上するため、負荷に応じて自動的にグリーンモード、バースト発振モードに切り替えます。充実した保護機能により、構成部品が少なく、コストパフォーマンスの高い電源システム
を容易に構成できます。

TO-220F-6L

特長

原寸大ではありません。

● 端子部 Pb フリー（RoHS 対応）● 電流モード PWM 制御● 回路効率の向上（ステップドライブ制御により、
2 次側整流ダイオードは従来より低耐圧品を選定でき、低 VF 化が可能）● 負荷に応じた動作モードの自動切り替え
固定スイッチング周波数、65 kHz (typ.)グリーンモード、30 kHz (typ.)～65 kHz (typ.)
バースト発振動作● 無負荷時入力電力 PIN < 30 mW● ソフトスタート機能● ランダムスイッチング機能● スロープ補正機能（サブハーモニック発振の防止）● リーディング・エッジ・ブランキング機能● バイアスアシスト機能● 保護機能- 過電流保護（OCP）---------パルス･バイ･パルス
2 種類の OCP を搭載、入力補正機能付き- タイマー内蔵過負荷保護（OLP） ----- 自動復帰
- AC 入力電圧検出機能
過電圧保護機能（HVP） ---------------- 自動復帰
ブラウンイン・ブラウンアウト機能 - 自動復帰
- 過電圧保護（OVP） ---------------------- 自動復帰
- 過熱保護（TSD） --- ヒステリシス付き自動復帰

シリーズラインアップ● 電気的特性fOSC = 65 kHz
VDSS (min.) = 700 V● パワーMOSFET オン抵抗、出力電力 POUT*1
POUT

RDS(ON)(max.)

AC230V

AC85~265V

STR3W422MXD*2

2.8 Ω

60 W

40 W

STR3W424MXD

1.4 Ω

110 W

70 W

STR3W426MXD*2

1.0 Ω

130 W

80 W

製品名

*1 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。
*2 開発中

応用回路例
BR1

T1

VAC

C1

VOUT(+)

R1

RA

PC1

P

RB

D2

S

U51

R56

D

D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BR
ROCP

C53

• 白物家電• OA 機器• 産業機器• その他 SMPS

VOUT(-)

3 4 5 6 7

C4

C3

C5

R52

C52 R53

R2

U1
C2

R54
R51
R55

C51
D1

STR3W400MXD

1

アプリケーション

L51

D51

C6

RC
PC1

CY

STR3W400MXD-DSJ Rev.1.1
サンケン電気株式会社
2024.04.24
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1

STR3W400MXD シリーズ
目次
概要 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1
目次 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2
1. 絶対最大定格 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------3
2. 電気的特性 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------4
3. 機械的特性 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------5
4. 代表特性 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6
4.1
ディレーティング曲線 -----------------------------------------------------------------------------------------6
4.2
パワーMOSFET ASO 曲線 ------------------------------------------------------------------------------------7
4.3
TA-PD1 曲線 --------------------------------------------------------------------------------------------------------8
4.4
過渡熱抵抗曲線 --------------------------------------------------------------------------------------------------9
5. ブロックダイアグラム ---------------------------------------------------------------------------------------------- 10
6. 各端子機能 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
7. 応用回路例 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
8. 外形図 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
9. 捺印仕様 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13
10. 動作説明 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
10.1 起動動作---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
10.2 低入力時動作禁止回路（UVLO） ------------------------------------------------------------------------- 14
10.3 バイアスアシスト機能 --------------------------------------------------------------------------------------- 14
10.4 ソフトスタート機能 ------------------------------------------------------------------------------------------ 15
10.5 定電圧制御回路動作 ------------------------------------------------------------------------------------------ 15
10.6 リーディング・エッジ・ブランキング機能 ------------------------------------------------------------ 16
10.7 ランダムスイッチング機能 --------------------------------------------------------------------------------- 16
10.8 動作モード------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
10.9 ステップドライブ制御 --------------------------------------------------------------------------------------- 17
10.10 AC 入力電圧検出機能 ---------------------------------------------------------------------------------------- 17
10.10.1 AC 入力過電圧保護機能（HVP） ------------------------------------------------------------------ 18
10.10.2 ブラウンイン・ブラウンアウト機能 --------------------------------------------------------------- 18
10.10.3 DC ライン側で検出する方法 ------------------------------------------------------------------------- 18
10.10.4 AC ライン側で検出する方法 ------------------------------------------------------------------------- 19
10.11 過電流保護機能（OCP） ------------------------------------------------------------------------------------ 19
10.11.1 過電流保護動作 ------------------------------------------------------------------------------------------ 19
10.11.2 過電流保護入力補正機能 ------------------------------------------------------------------------------ 20
10.12 過負荷保護機能（OLP） ------------------------------------------------------------------------------------ 20
10.13 過電圧保護機能（OVP） ------------------------------------------------------------------------------------ 21
10.14 過熱保護機能（TSD） ---------------------------------------------------------------------------------------- 21
11. 設計上の注意点 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22
11.1 外付け部品------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22
11.1.1 入力、出力の平滑用電解コンデンサ --------------------------------------------------------------- 22
11.1.2 S/OCP 端子周辺回路 ----------------------------------------------------------------------------------- 22
11.1.3 VCC 端子周辺回路-------------------------------------------------------------------------------------- 22
11.1.4 FB/OLP 端子周辺回路 --------------------------------------------------------------------------------- 23
11.1.5 スナバ回路 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 23
11.1.6 2 次側エラーアンプ周辺回路------------------------------------------------------------------------- 23
11.1.7 トランス --------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
11.2 パターン設計---------------------------------------------------------------------------------------------------- 24
注意書き --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26

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2

STR3W400MXD シリーズ
絶対最大定格

1.

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は、TA = 25 °C です。
項目

記号

測定条件

IDPEAK

シングルパ
ルス

端子

定格

単位

TBD
ドレインピーク電流(1)最大スイッチング電流(2)

IDMAX

シングルパ
ルス
TA = ‒40～
115 °C

1−3

10.6

1−3

アバランシェエネルギ耐量(3)(4)EAS

ILPEAK = 0.5
A

1–3

A

TBD

STR3W422MXDA

STR3W426MXD

TBD

STR3W422MXD
mJ

TBD
1−5

−1～VDSSV

S/OCP 端子電圧

VS/OCP

3−5

−2～6

V

VCC 端子電圧

VCC

4–5

32

V

FB/OLP 端子電圧

VFB

6–5

−0.3～14V

FB/OLP 端子流入電流

IFB

6–5

1.0

mA

BR 端子電圧

VBR

7–5−0.3～7V

BR 端子流入電流

IBR

7–5

1.0

mA

TBD
パワーMOSFET 部許容損失(5)

PD1

1–3

20.1

STR3W424MXD
STR3W426MXD

VD/ST

無限大放熱
器

STR3W424MXD

TBD

D/ST 端子電圧

IFB ≤ 1 mA

STR3W424MXD
STR3W426MXD

2.9

TBD

STR3W422MXD

TBD

5.9

TBD

備考

STR3W422MXD
W

TBD

STR3W424MXD
STR3W426MXD

放熱器なし

1–3

1.3

W

VCC × ICC で
規定

4–5

0.13

W

制御部許容損失PD2

動作時内部フレーム温度

TF―−40～115°C

動作周囲温度TOP―−40～115

°C

保存温度

TSTG

―

−40～125°C

ジャンクション温度

TJ

―

150

°C

4.2 項参照
IC のドライブ電圧と IC 内部のパワーMOSFET の VTH で決まるドレイン電流(3)
図 4-2 参照
(4)
シングルパルス, VDD = 99 V, L = 20 mH(5)
4.3 項参照(1)(2)

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STR3W400MXD シリーズ
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は、TA = 25 °C です。
項目

記 号

測定条件

端子

Min.

Typ.

Max.

単位

VCC(ON)

4−5

13.8

15.0

16.2

V

VCC(OFF)

4−5

7.6

8.5

9.2

V

4−5

―

1.7

3.0

mA

1−5

40

47

55

V

備考

電源起動動作動作開始電源電圧
動作停止電源電圧(1)動作時回路電流ICC(ON)

最低起動電圧VST(ON)

起動電流

ICC(ST)

VCC = 13.5 V

4−5

−4.5

−2.5

−1.2

mA

起動電流供給しきい
電圧

VCC(BIAS)

ICC=−500µA

4−5

8.0

9.6

10.5

V

VCC = 12 V

通常動作
平均発振周波数fOSC(AVG)

1−5

58

65

72

kHz

発振周波数変動幅

Δf

1−5

―

5.4

―

kHz

6−5

−240

−180

−120

µA

IFB(MIN)

6−5

−21

−13

−5

µA

VFB(FDS)

6−5

1.68

2.15

2.51

V

VFB(FDE)

6−5

1.42

1.77

2.11

V

fOSC(MIN)

1−5

23

30

37

kHz

VFB(OFF)

6–5

1.02

1.12

1.22

V

7−5

5.34

5.51

5.68

V

7−5

5.23

5.39

5.55

V

7−5

1.02

1.11

1.2

V

7−5

0.76

0.85

0.94

V

最大フィードバック
電流最小フィードバック
電流

IFB(MAX)

VCC = 12 V

軽負荷動作
周波数低減開始
FB/OLP 端子電圧
周波数低減停止FB/OLP 端子電圧
最低発振周波数
スタンバイ動作
発振停止 FB 電圧
AC 入力検出動作
AC 入力過電圧保護
VBR(HVP)（HVP）しきい電圧(2)AC 入力過電圧保護
VBR(HVPR)（HVP）解除しきい電圧
ブラウンインVBR(IN)
しきい電圧
ブラウンアウトVBR(OUT)
しきい電圧
保護動作
最大オンデューティ幅

DMAX

1−5

70

75

80

%

リーディング･エッジ･
ブランキング時間

tBW

―

―

330

―

ns

過電流補正値

DPC

―

―

17.3

―

mV/μs

(1)
(2)

VCC(OFF) < VCC(BIAS) の関係が成り立つ
VBR(HVP) > VBR(HVPR)STR3W400MXD-DSJ Rev.1.1
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4

STR3W400MXD シリーズ
項目記 号

過電流補正制限デューティ
ゼロオンデューティ時
OCP しきい電圧
36%デューティ時
OCP しきい電圧
LEB（tBW）時OCP しきい電圧

測定条件

端子

Min.

Typ.

Max.

単位

DDPC

―

―

36

―

%

VOCP(L)

3−5

0.735

0.795

0.855

V

VOCP(H)

3−5

0.843

0.888

0.933

V

VOCP(LEB)

3−5

―

1.69

―

V

OLP しきい電圧

VFB(OLP)

VCC = 32 V

6−5

6.8

7.3

7.8

V

OLP 動作後回路電流

ICC(OLP)

VCC = 12 V

4−5

―

260

―

µA

OLP 遅延時間

tOLP

―

55

75

90

ms

FB/OLP 端子
クランプ電圧VFB(CLAMP)

6−5

10.5

11.8

13.5

V

OVP しきい電圧

VCC(OVP)

4−5

27.0

29.1

31.2

V

熱保護動作温度

TJ(TSD)

―

127

145

―

°C

熱保護動作温度
ヒステリシスTJ(TSD)HYS

―

―

80

―

°C

備考

パワーMOSFET 部
ドレイン・ソース間電圧

VDSS

IDS = 300 µA

1−3

700

―

―

V

ドレイン漏れ電流

IDSS

VDS = VDSS

1−3

―

―

300

μA

―

―

2.8

―

―

1.4

―

―

1.0

―

―

250

―

―

TBD

―

―

3.4

―

―

TBD

オン抵抗

RDS(ON)

スイッチング・
タイム

tf

1−3

1−3

STR3W422MXDΩ

STR3W424MXD
STR3W426MXD

ns

熱抵抗
ジャンクション−フレーム間(3)
(3)

θJ-F

―

STR3W422MXD°C/W

STR3W424MXD
STR3W426MXD

パワーMOSFET 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）は捺印面中央部の温度で規

定

3.

機械的特性
項目

条件

Min.

Typ.

Max.

単位

質量

—

2.3

—

g

締付けトルク

0.588

—

0.785

N∙m

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STR3W400MXD シリーズ
4.

代表特性

4.1

ディレーティング曲線
100
EAS温度ディレーティング係数 (%)

ASO温度ディレーティング係数 (%)

100

80

60

40

20

0
0

25

50

75

100

80
60
40
20
0
25

125

ASO 温度ディレーティング係数曲線

75

100

125

150

ジャンクション温度 TJ (°C)

内部フレーム温度 TF (°C)
図 4-1

50

図 4-2

アバランシェエネルギ耐量ディレーレィン
グ曲線

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STR3W400MXD シリーズ
4.2

パワーMOSFET ASO 曲線

IC を使用する際は、図 4-1 より温度ディレーティング係数を求め、ASO 曲線のディレーティングを行います。破線は、オン抵抗による制限曲線です。
特記がない場合の条件は TA = 25 °C、シングルパルスです。

• STR3W422MXD• STR3W424MXD

TBD

100

0.1ms

ドレイン電流 ID（A）

10

1ms

1

0.1

0.01
1

10

100

1,000

ドレイン・ソース間電圧（V）• STR3W426MXD

TBD

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7

STR3W400MXD シリーズ
4.3

TA-PD1 曲線• STR3W422MXD• STR3W424MXD

TBD

25PD1 = 20.1 W

許容損失 PD1 （W）

20
無限大放熱器付き
15105PD1 = 1.3 W

放熱器なし

0
0

25

50

75

100

125

150

周囲温度 TA （℃）• STR3W426MXD

TBD

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8

STR3W400MXD シリーズ
過渡熱抵抗曲線

4.4• STR3W422MXD

過渡熱抵抗 θJ-C （℃/W）

10

1

0.1

0.01
1µ

10µ

100µ

1m

10m

100m

時間 t （s）• STR3W424MXD

過渡熱抵抗 θJ-C （℃/W）

10

1

0.1

0.01
1µ

10µ

100µ

1m

10m

100m

時間 t （s）• STR3W426MXD

過渡熱抵抗 θJ-C （℃/W）

10

1

0.1

0.01
1µ

10µ

100µ

1m

10m

100m

時間 t （s）

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STR3W400MXD シリーズ
5.

ブロックダイアグラム
VCC
4

D/ST
1

Startup
UVLO

BR
7

REG

VREG

OVP

TSD

Brown in/out,
HVP

DRV

PWM OSC

S Q
R

OCP

VCC

Drain peak current
compensation

OLP
Feedback
control

FB/OLP
6

S/OCP
3

LEB

GND
5

Slope
compensation

6.

各端子機能
端子番号

端子名

機能

1

D/ST

パワーMOSFET ドレイン／起動電流入力

2―（抜きピン）

1

D/ST

3

S/OCP

4

VCC

3

S/OCP

5
6

GND
FB/OLP

パワーMOSFET ソース／電流モード制御信号入力／過電流検出信号入力

4

VCC

制御回路電源入力／過電圧保護信号入力

7

BR

5

GND

グランド

6

FB/OLP

定電圧制御信号入力／過負荷保護信号入力

7

BR(LF2012)AC 電圧検出端子

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10

STR3W400MXD シリーズ
7.

応用回路例

放熱効果を上げるため、D/ST 端子（1 番ピン）のパターンは極力広くします。
D/ST 端子のサージ電圧が大きくなる電源仕様の場合は、P 巻線間に CRD クランプスナバ回路や、D/ST 端子と S/OCP 端子間に C または RC ダンパースナバ回路を追加します。
CRDクランプスナバ

BR1

T1

VAC
C1

L51

D51

VOUT(+)

R1

C6

PC1
P

R55

C51
D1

S

D2

STR3W400MXD
S/OCP
VCC
GND
FB/OLP
BR

RA

D/ST

C2

1

3 4 5 6 7

RB

C53

U51

R2

R56
VOUT(-)

D

C4

C3
ROCP

R52

C52 R53

U1

C5

R54
R51

RC

PC1

CY

C（RC）
ダンパースナバ

図 7-1

応用回路例

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STR3W400MXD シリーズ
8.

外形図

● TO-220F-6L（LF2012）
10.0 ±0.2

4.2 ±0.2

ゲートバリ

2.6 ±0.1（根元寸法）

23.6±0.5（13.5）

Φ3.2 ±0.2

19.5±0.5

16.9 ±0.3

7.9 ±0.2

4 ±0.20.5

2.8 ±0.2+0.2

6-0.65 -0.1

（0.6）

6-0.74 ±0.15

6.7±0.5

2.8(R0.8)

R-end(R0.7)+0.2

0.45 -0.1

6xP1.27±0.15=7.62±0.15（根元寸法）

5.08±0.5（先端寸法）

0.5

0.5

平面状態図

1

2

3

4

5

6

0.5

0.5

側面状態図

7

備考：
- 単位：mm- “Gate burr”部は高さ 0.3mm (max.)のゲートバリ発生箇所を示す- 端子部 Pb フリー（RoHS 対応）- はんだ付けをする場合は、以下の条件内で、できるだけ短時間で作業してください。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。
フロー：260 ± 5 °C、10 ± 1 s（2 回）
はんだごて：380 ± 10 °C、3.5 ± 0.5 s（1 回）

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12

STR3W400MXD シリーズ
9.

捺印仕様

STR3W
400MXD

製品名

2

YMDDXX
1

3

7

ロット番号
Y = 西暦下一桁（0～9）
M = 月（1～9、O、N、D）
DD =日（01～31）
XX = 管理番号

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13

STR3W400MXD シリーズ
10. 動作説明
特記のない場合の特性数値は Typ.値を表記します。
電流値の極性は、IC を基準として、シンクを“+”、
ソースを“−”と規定します。

10.1 起動動作
VCC 端子周辺回路を図 10-1 に示します。

1
D/ST
4

D2

R2

回路電流 ICC

C2
GND

P

VD

D

5

図 10-1 VCC 端子周辺回路
本 IC は起動回路を内蔵し､起動回路は D/ST 端子に接続しています。D/ST 端子の電圧が最低起動電圧
VST(ON) = 47 V になると起動回路が動作します。
IC 内部で定電流化した起動電流 ICC(ST) = −2.5 mA
は、VCC 端子に接続した電解コンデンサ C2 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。
制御回路が動作すると、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。
電源起動後、起動回路は自動的に IC 内部で遮断するため、起動回路による電力消費はなくなります。
補助巻線 D の巻数は、電源仕様の入出力変動範囲内
で、VCC 端子電圧が次式(1)の範囲になるように、調整します。補助巻線電圧の目安は 18 V 程度です。
VCC(BIAS) (max. ) < VCC < VCC(OVP) (min. )⇒10.5 (V) < VCC < 27.0 (V)(1)

IC の起動時間は、C2 のコンデンサ容量で決まり、起動時間の概算値は次式(2)で算出します。

起動

VCC

ここで、
tSTART：IC の起動時間 (s)VCC(INT) ：VCC 端子の初期電圧 (V)

停止

U1

(2)

|ICC(ST) |VCC 端子電圧と回路電流 ICC の関係を図 10-2 に示します。制御回路動作後、VCC 端子電圧が動作停止
しきい値 VCC(OFF) = 8.5 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。

VAC
C1

VCC(ON) − VCC(INT)

10.2 低入力時動作禁止回路（UVLO）

T1

BR1

t START = C2 ×

VCC（OFF）

VCC（ON）

VCC
端子電圧

図 10-2 VCC 端子電圧と回路電流 ICC

10.3 バイアスアシスト機能
バイアスアシスト機能は、起動不良を抑制する機能です。
FB 端子電圧が発振停止 FB 電圧 VFB(OFF)以下のと
きに、VCC 端子電圧が起動電流供給しきい電圧
VCC(BIAS) = 9.6 V まで低下するとバイアスアシスト機
能が動作します。
バイアスアシスト機能が動作すると、起動回路か
ら起動電流 ICC(ST)を供給し、VCC 端子電圧は VCC(BIAS)
でほぼ一定になります。これにより VCC 端子電圧がVCC(OFF)まで低下しないようにします。
バイアスアシスト機能により起動不良を抑制できるため、VCC 端子に接続するコンデンサ C2 の容量を小さくできます。これにより、IC の起動時間と過電圧保護機能(OVP)の応答時間の短縮が可能です。
電源起動時、バイアスアシスト機能は以下のように動作します。起動不良が起きないよう、最終的に実機で動作を確認し、定数を調整します。
電源起動時の VCC 端子電圧波形例を図 10-3 に示します。起動時は、VCC 端子電圧が VCC(ON) = 15.0 V

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STR3W400MXD シリーズに達すると、IC が動作開始して IC の回路電流が増加するため、VCC 端子電圧が低下します。それと同時に補助巻線電圧 VD は出力電圧の立ち上がり電圧に比例して上昇します。これら電圧のバランスが
VCC 端子電圧を作ります。
起動時、VCC 端子電圧が低下して VCC(OFF) = 8.5 Vに達すると、制御回路が停止して起動不良になります。起動時の出力負荷が軽負荷の場合、フィードバッ
ク制御の応答遅れにより、出力電圧が設定電圧以上になることがあります。このとき、フィードバック制御により FB 端子電圧が低下して VFB(OFF)以下にな
ると、IC が発振を停止し、VCC 端子電圧が低下します。この状態で VCC 端子電圧が VCC(BIAS)に低下すると、バイアスアシスト機能が動作し、起動不良を抑
制します。
起動成功

VCC端子電圧
IC動作開始設定電圧

VCC(ON)VCC(BIAS)

VCC端子
電圧

ICの起動 電源の起動
定常状態
tSTART

VCC(ON)VCC(OFF)
時間

D/ST端子電流, ID

ソフトスタート動作期間
約8.75 ms（内部固定）
OCPで制限tLIM < tOLP (min.)

時間
FB/OLP端子
電圧
VFB(OLP)

出力電圧の立ち上がりによる上昇

時間

バイアスアシスト期間
VCC(OFF)

図 10-4 起動時の動作波形
起動不良時
時間

図 10-3 起動時の VCC 端子電圧

10.4 ソフトスタート機能
図 10-4 に起動時の動作波形を示します。本 IC は、
電源起動時にソフトスタート機能が動作します。ソフトスタート動作期間は、IC 内部で約 8.75 ms に設定しており、この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。これにより、パワーMOSFET
および 2 次側整流ダイオードの、電圧・電流ストレスを低減します。
ソフトスタート動作期間は、リーディング・エッ
ジ・ブランキング機能（10.6 項参照）が無効になる
ため、tBW = 330 ns 以下のオン時間となる場合があります。また、ソフトスタート動作期間が終わり、出力電圧が設定電圧になるまでの期間は、D/ST 端子電流 ID を過電流保護機能（OCP）で制限します。この期間を tLIM とします。本 IC は、tLIM が OLP 遅延時間tOLP 以上になると、過負荷保護動作（OLP）で出力電力を制限します。そのため、起動時における tLIM は、
tOLP = 55 ms (min.)未満になるように、出力の電解コン
デンサの容量や、トランスの D 巻線の巻数比を調整します。

10.5 定電圧制御回路動作
出力電圧の定電圧制御は、過渡応答および安定性に優れた電流モード制御（ピーク電流モード制御）を使用しています。本 IC は､電流検出抵抗 ROCP の両端電圧（VROCP ）と目標電圧（VSC ）を内部の FB コン
パレータで比較し、VROCP のピーク値が VSC に近づ
くように制御します。VSC は、FB/OLP 端子の電圧をFeedback Control 回路 （5.ブロックダイアグラムの項参照）に入力し、スロープ補正を加えて作ります（図 10-5、図 10-6 参照）。
● 軽負荷の場合負荷が軽くなると、出力電圧の上昇に伴い 2 次側
エラーアンプのフィードバック電流が増加します。
この電流がフォトカプラを介して流れる IFB を
FB/OLP 端子から引き抜くことにより、FB/OLP 端
子電圧は低下します。これにより、目標電圧 VSCが下がるため、VROCP のピーク値が低下するように制御を行います。その結果、ドレイン電流のピー
ク値が減少し、出力電圧の上昇を抑えます。
● 重負荷の場合負荷が重くなると、軽負荷時の逆の動作になり、FB コンパレータの目標電圧 VSC が高くなるため、ドレイン電流のピーク値が増加し出力電圧の低下を抑えます。

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ピーク電流モード制御の PWM 方式が連続モードで動作すると、ドレイン電流波形が台形波状になります。このモードは、制御量（目標電圧 VSC）で決まるドレインピーク電流値が一定でも、オン期間がドレイン電流の初期値により変化するため、図 10-7 のようにサブハーモニック発振が生じます。サブハー
モニック発振とは、オン期間がスイッチング周期の整数倍で変動する動作です。これを防ぐため、
FB/OLP 端子電圧信号にダウンスロープ補正信号（オンデューティが広くなるほどドレインピーク電流値を下げる信号）を加えて目標電圧 VSC を作り、サブハーモニック発振を抑える制御を行います。な
お、フィードバック制御が外れる電源過渡状態（電源起動時、負荷短絡時など）では、サブハーモニッ
ク発振が発生する場合がありますが、動作上の問題はありません。
U1
S/OCP
3

FB/OLP

GND
5

6
PC1

ROCP

VROCP

C3

IFB

図 10-5 FB/OLP 端子周辺回路
スロープ補正を加えた目標電圧
-

VSC

+

VROCP

FBコンパレータ

FBコンパレータによる目標電圧（スロープ補正がない場合）

tON1

tON2

t

t

t

図 10-7 サブハーモニック発振時のドレイン電流
波形例

10.6 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しゅんなサージ電流により、FB コン
パレータや過電流保護回路が応答し、パワー
MOSFET がオフする可能性があります。
この現象を防ぐため、パワーMOSFET がターンオンした瞬間から、リーディング・エッジ・ブラン
キング時間 tBW = 330 ns を設けています。この期間
は、過電流の検出電圧が VOCP(LEB) = 1.69 V になり、
ターンオン時のドレイン電流サージに応答しないよ
うにしています（10.10 過電流保護機能の項参照）。

10.7 ランダムスイッチング機能
ROCPの両端電圧

ドレイン電流ID

本 IC は、PWM 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。

図 10-6 定常時の ID と FB コンパレータ動作

10.8 動作モード
本 IC は、負荷に応じてグリーンモード、バースト発振動作に自動的に切り替わる機能を搭載しています（図 10-8 参照）。これによりスイッチング損失を低減し、軽負荷時の効率を改善します。
負荷が軽くなると FB/OLP 端子電圧が低下します。
FB/OLP 端子電圧が周波数低減開始 FB/OLP 端子電圧 VFB(FDS) = 2.15 V 以下になるとグリーンモードに移行 し 、 周 波 数 低 減 停 止 FB/OLP 端 子 電 圧
VFB(FDE) = 1.77 V になるまで周波数を低減させます。
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このときの最低発振周波数は fOSC(MIN) = 30 kHz です。
さらに FB/OLP 端子電圧が低下し、FB/OLP 端子電圧がスタンバイ動作点に達すると、バースト発振動作に移行します。図 10-9 のように、バースト発振動
作時は発振期間と発振停止期間があります。発振期
間は fOSC(MIN)でスイッチング動作をします。

発振周波数
fOSC
fOSC(AVG)
通常動作
fOSC(MIN)
バースト
発振動作

グリーン
モード

11.1 外付け部品”の項参照）。

10.9 ステップドライブ制御
図 10-10 にフライバック方式の回路図を示します。
パワーMOSFET のターンオン時、2 次側の整流ダイ
オード D51 の両端にはサージ電圧が発生します。そのため D51 はこのサージ電圧を考慮した耐圧を選定する必要があります。本 IC は、負荷条件に応じてパワーMOSFET のゲートドライブを内部で最適に制御し（ステップドライブ制御）、ターンオン時の D51のサージ電圧を低減します（図 10-11 参照）。これ
により、D51 の耐圧は従来よりも低く設定できるため、D51 の低コスト化と D51 の低 VF 化による回路効率の向上が実現できます。

出力電力PO

図 10-8 負荷と発振周波数の関係

VD51

BR1

VAC

T1
D51

ID

発振期間
発振停止期間

S1
C51

ID

1
U1 D/STfOSC(MIN)で動作

P1

C1

時間

S/OCP
3
ROCP

図 10-9 スタンバイ動作波形
一般的に、軽負荷時の効率を改善するため、バー
スト間隔は、数 kHz 以下にします。この低周波数動作により、トランスから音鳴りが生じる場合があります。本 IC は、バースト発振動作時のドレイン電流
ピークを低く抑え、トランスの音鳴りを抑制します。
一般的に、IC には応答遅れがあり、ドレイン電流 IDの傾きは、電源入力電圧が高いほど急しゅんになります。このため、電源入力電圧が高い方がオートス
タンバイ動作時の ID のピークは高くなります。すな
わち、電源入力電圧が高くなるとバースト発振周波数が下がるため、注意が必要です。
バースト発振動作に切り替わる過渡期間に、VCC
端子電圧が起動電流供給しきい値 VCC(BIAS) = 9.6 V に低下すると、バイアスアシスト機能が動作し、起動
電流 ICC(ST) を VCC 端子へ供給します。これにより
VCC 端子電圧の低下を抑え、安定したスタンバイ動
作が行えます。なお、定常動作時（バースト発振動
作時を含む）にバイアスアシスト機能が動作すると、消費電力が増加するため、VCC 端子電圧は常に
VCC(BIAS) より高くする必要があり、トランスの補助
巻線と 2 次巻線の巻数比や VCC 端子に接続する R2を小さくするなどの調整が必要です（R2 の詳細は

図 10-10 フライバック方式

ID
Time

Time

サージ電圧を低減

VD51
Time
ステップドライブ制御をしていない場合Time
ステップドライブ制御をしている場合

図 10-11 ID、VD51 波形

10.10 AC 入力電圧検出機能
AC 入力電圧検出機能には、電源入力電圧が高い場合に働く“AC 入力過電圧保護機能（HVP）”と、
電源入力電圧が低い場合に働く“ブラウンイン・ブ
ラウンアウト機能”があります。この機能により、STR3W400MXD-DSJ Rev.1.1
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過入力電流や過熱を防止します。
AC 入力電圧検出機能は、BR 端子で AC 入力電圧を検出し、BR 端子電圧に応じて発振をオン／オフします。10.10.1 項に HVP、10.10.2 項にブラウンイン・
ブラウンアウト機能について説明します（BR 端子の電圧波形は図 10-12 を参照）。
また、AC 入力検出機能には、10.10.3 項のように
DC ライン側で検出する方法と、10.10.4 項のようにAC ライン側で検出する方法があります。
BR端子電圧VBR(HVP)VBR(HVPR)

VBR(IN)VBR(OUT)

ドレイン電流ID

ま た、バース ト発振動作 時に BR 端 子電圧 がVBR(OUT) 以下になった場合は、発振期間の合計がtOLP = 75 ms 以上になるとスイッチング動作を停止します。

10.10.3 DC ライン側で検出する方法
図 10-13 に DC ライン接続の BR 端子の周辺回路を示します。
C1 両端には商用周期の 1/2 のリップルがあります。
RC と C4 の時定数を入力商用周期の 1/2 倍に対し短く設定することで、C1 両端の交流リップルの各ピー
ク値を検出するようにします。
負荷が変動し、リップルのボトム部分だけが
VBR(OUT)を下回っても、リップルの周期は tOLP より短いためスイッチング動作は停止しません。
このように DC ラインで検出する方法は負荷の影響を受けにくい検出ができます。

75ms

BR1

図 10-12BR 端子電圧とスイッチング電流波形

VAC
RA
VDC

10.10.1 AC 入力過電圧保護機能（HVP）
定常動作状態から AC 入力電圧が上昇し、BR 端子
電圧が HVP しきい電圧 VBR(HVP) = 5.51 V 以上になると、スイッチング動作を停止します。HVP 解除しき
い電圧は VBR(HVPR) = 5.39 V で、ヒステリシスを持っているため、BR 端子の微小変動に応答せず、安定した HVP 動作を保持します。
AC 入力電圧が低下し、BR 端子電圧が VBR(HVPR) 以
下になると、スイッチング動作を再開します。
ただし、バースト発振動作時のスイッチング動作
停止期間は本機能が無効になります。

10.10.2 ブラウンイン・ブラウンアウト機
能
定常動作状態から AC 入力電圧が低下し、BR 端子
電圧がブラウンアウトしきい電圧 VBR(OUT) = 0.85 V以下になると、IC が動作状態（VCC(OFF) ≤ VCC 端子
電圧の状態）でも、その状態が OLP 遅延時間 tOLP = 75
ms 継続すると、スイッチング動作を停止します。
AC 入力電圧が上昇し、IC が動作状態、かつ BR 端
子電圧がブラウンインしきい電圧 VBR(IN) = 1.11 V 以
上になると、スイッチング動作を開始します。
ただし、バースト発振動作時のスイッチング動作
停止期間は本機能が無効になります。

U1

C1
RB

RC

7

BR
C4

GND
5

図 10-13 DC ライン接続
回路定数：● RA、RB
数 MΩ。高圧を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● RC
数 100 kΩ● C4
470 pF～2200 pF。高周波ノイズ除去用
HVP およびブラウンイン・ブラウンアウト機能が動作するときの C1 両端電圧の参考値は、入力部の抵抗成分や整流器の順方向電圧の影響がないとすると、次式で算出できます。

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RA + RBVDC(OP) = VBR(TH) × (1 +
)
RC

(3)

ここで、
VDC(OP) ：HVP およびブラウンイン・ブラウンア
ウト機能が動作するときの C1 両端電圧
VBR(TH) ：BR 端子のしきい電圧(表 10-1 参照)
表 10-1 BR 端子のしきい電圧
項目

VBR(TH)値(Typ.)VBR(HVP)

5.51 VVBR(HVPR)

5.39 V

ブラウンインしきい電圧

VBR(IN)

1.11 V

ブラウンアウトしきい電圧

VBR(OUT)

0.85 V

AC 入力過電圧保護（HVP）しきい電圧
AC 入力過電圧保護（HVP）解除しきい電圧

VDC(OP)は、次式で AC 入力電圧の実効値に換算できます。
VAC(OP)RMS =1√2+ VDC(OP)(4)

RA、RB、RC、C4 は最終的に実機で動作を確認し、定数を調整します。

10.10.4 AC ライン側で検出する方法● RA、RB
数 MΩ。 高圧を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● RC
数 100 kΩ
● C4
0.22 μF～1 μF。AC 入力電圧の平均化および高周波
ノイズ除去用HVP およびブラウンイン・ブラウンアウト機能が動作するときの電源入力電圧（実行値）の参考値は、入力部の抵抗成分の影響がないとすると、次式で算出できます。
VAC(OP)RMS =𝜋√2+ VBR(TH) × (1 +RA + RB
)
RC

(5)

ここで、
VAC(OP)RMS ：HVP およびブラウンイン・ブラウン
アウト機能が動作するときの電源入力電圧の実効値
VBR(TH)：BR 端子のしきい電圧(表 10-1 参照)
RA、RB、RC、C4 は最終的に実機で動作を確認し、定数を調整します。

10.11 過電流保護機能（OCP）

図 10-14 に AC ライン接続の BR 端子の周辺回路を示します。AC ラインを BR 端子で検出するため、商用周期に対し RC と C4 の時定数を長く設定します。 10.11.1 過電流保護動作
このため、BR 端子の検出応答速度は DC ラインで検過電流保護機能(OCP：Overcurrent Protection)は、パ
出する方法に比べ遅くなります。
ワーMOSFETのドレインピーク電流値が、OCP しき
AC ラインを検出するので、C1 の充放電時間や負い電圧に達すると、パワーMOSFET
をターンオフし荷の影響を受けにくい検出ができます。
て電力を制限します（パルス・バイ・パルス方式）。
リーディング・エッジ・ブランキング時間中の OCP
BR1
しきい電圧は、通常のしきい電圧より高い
VAC
VOCP(LEB)= 1.69 V に設定されています。しきい電圧をRA高くすることで、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。この過電流保護
U1
RB
VDC
C1
は、出力巻線の短絡時や、2 次側整流ダイオードの耐7
BR GND
圧異常時などの保護として動作します。
5
RC
C4
ターンオン時に S/OCP 端子に生じるサージ電圧の幅は、図 10-15 のように tBW 以下にする必要があります。サージ電圧を抑えるため、電流検出抵抗 ROCP
図 10-14 AC ライン接続のパターンレイアウトは注意が必要です。11.2 パ
ターン設計の項を参照し、レイアウトを設計します。
また、図 10-16 のようにダンパースナバ回路があ
回路定数

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は、VOCP(H) = 0.888 V 一定になります。
補正後のOCPしきい電圧 VOCP'る場合、サージ電圧を抑えるため、コンデンサの容量を小さくします。
tBW
約1.7V
VOCP’

ターンオン時のサージ電圧幅

1.0

VOCP(H)

VOCP(L)

DDPC=36% DMAX=75%
0.5

図 10-15 S/OCP 端子電圧波形
C（CR）
ダンパースナバ

0

50

100

オンデューティ (%)

図 10-17 オンデューティと補正後の VOCP

T1
D51

C1

C51

1
D/ST

U1
S/OCP
3

VOCP ′ = VOCP(L) + DPC × ONTime= VOCP(L) + DPC ×
C（CR）
ダンパースナバ

ROCP

図 10-16 ダンパースナバ

10.11.2 過電流保護入力補正機能
一般的な PWM 制御 IC は、制御系を含めた回路に伝達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しゅんなほど、実際に流れるドレイン電流のピークは高くなり、検出電
圧は OCP しきい電圧よりも高くなります。このように、OCP 動作時のドレイン電流のピークは、入力電圧の変化に対してバラツキが生じる傾向があります。
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、電源入力電圧に応じて、
図 10-17 のように、OCP のしきい電圧を補正する機能です。入力電圧が低い（オンデューティが広い）
ときは、OCP しきい電圧が高くなるように制御し、入力電圧が高い（オンデューティが狭い）ときとのドレイン電流ピークの差を小さくします。
補正量はオンデューティに依存し、オンデュー
ティに対する補正後の OCP しきい電圧 VOCP' は次式(6)になります。ただし、オンデューティが 36 %以上

Duty
fOSC(AVG)

(6)

ここで、
VOCP(L) ：ゼロオンデューティ時 OCP しきい電圧
DPC：過電流補正値
ONTime ：パワーMOSFET のオン時間
Duty：パワーMOSFET のオンデューティ
fOSC(AVG) ：平均発振周波数

10.12 過負荷保護機能（OLP）
図 10-18 に FB/OLP 端子の周辺回路、図 10-19 に過負荷保護機能（OLP：Overload Protection）動作時の波形を示します。

U1
GND

FB/OLP

VCC

6

4

5

PC1
C5

D2 R2
C4
D

図 10-18 FB/OLP 端子周辺回路

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発振停止期間発振停止期間tOLP

tOLP

VCC端子電圧VCC(ON)VCC(OFF)SKPVCC(OFF)
FB/OLP端子電圧tOLP

VFB(OLP)

ドレイン電流, ID

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、OVP 動作
時は、UVLO による間欠発振動作を繰り返します。
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 端子電圧が出力電圧に比例するため、
出力電圧検出回路オープン時などの 2 次側の過電圧を検出できます。この場合、過電圧保護動作時の 2次側出力電圧 VOUT(OVP)は、次式(7)で概略計算できます。

図 10-19 OLP 動作波形
VOUT(OVP) =過負荷状態（過電流動作によりドレインピーク電流値を制限している状態）になると、出力電圧が低下し、2 次側のフォトカプラに流れる電流がゼロになります。そのため、フィードバック電流 IFB は
FB/OLP 端子に接続している C5 を充電し、FB/OLP
端子電圧が上昇します。FB/OLP 端子電圧が、OLP し
きい電圧 VFB(OLP) = 7.3 V を超えている状態を OLP 遅
延時間 tOLP = 75 ms 継続すると、過負荷保護機能（OLP）が動作してスイッチング動作を停止します。
OLP 動作時は、VCC 端子電圧による間欠発振動作を行い、パワーMOSFET や 2 次側整流ダイオードなどの部品ストレスを低減します。
OLP 動作後、IC のスイッチング動作が停止すると
VCC 端子電圧が低下します。OLP 動作時はバイアス
ア シ ス ト 機 能 が 無 効 に な り 、 VCC 端 子 電 圧 が
VCC(OFF)SKP（約 9 V）になると、起動電流により VCC
端子電圧を上昇させます。
VCC 端子電圧が VCC(ON)に達すると、制御回路が動作します。動作回路電流により VCC 端子電圧は低下
し、VCC(OFF) = 8.5 V に達すると制御回路は動作を停止します。
このように、UVLO 動作（10.2 項参照）時に VCC(OFF)をスキップすることで、発振停止期間を長くし、間欠発振動作時のパワーMOSFET の温度上昇を抑制します。
過負荷の要因を取り除くと、通常の動作に自動復帰します。

10.13 過電圧保護機能（OVP）
図 10-20 に 過 電 圧 保 護 機 能 (OVP ： Overvoltage
Protection)動作波形を示します。
VCC 端子と GND 端子間に、OVP しきい電圧
VCC(OVP) = 29.1 V 以上の電圧を印加すると、OVP が動作し、スイッチング動作を停止します。OVP 動作
時は、バイアスアシスト機能が無効になり、VCC 端VOUT(NORMAL)VCC(NORMAL)
× 29.1 (V)

(7)

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
VCC端子電圧VCC(OVP)
VCC(ON)VCC(OFF)

ドレイン電流ID

図 10-20 OVP 動作波形

10.14 過熱保護機能（TSD）
図 10-21 に自動復帰タイプの過熱保護機能（TSD：
Thermal Shutdown）の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) = 145 °C 以上に達すると、TSD が動作します。
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 VCC(BIAS)まで低下すると、バイアスアシスト機能が動作し、VCC
端子電圧を VCC(OFF)以上に保持します。
TSD には温度ヒステリシスがあり、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

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STR3W400MXD シリーズと 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

11.1.1

入力、出力の平滑用電解コンデン
サ

電解コンデンサは、リップル電流・電圧・温度上昇に対し、適宜設計マージンを設けます。
また、リップル電圧を低減するため、スイッチング
電源設計に適した、低 ESR タイプを推奨します。

Tj(TSD)
Tj(TSD)−Tj(TSD)HYS

11.1.2
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 10-21

図 11-1 に示す ROCP は、電流検出用抵抗です。高周波スイッチング電流が流れるので、内部インダク
タンスが小さく、かつ許容損失を満足するものを使用します。

11.1.3

TSD 動作波形（自動復帰タイプ）

11. 設計上の注意点
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
BR1

T1

VAC

S/OCP 端子周辺回路

VCC 端子周辺回路

一般的な電源仕様の場合、図 11-1 に示す C2 の容量は 10 μF～47 μF 程度を接続します（C2 は起動時間に影響するので、“10.1 起動動作”を参照）。
また、実際の電源回路は、図 11-2 のように 2 次側
出力電流 IOUT により VCC 端子電圧が増加し、過電圧保護動作（OVP）になる場合があります。これは、パワーMOSFET がターンオフした瞬間に発生するサージ電圧が補助巻線にも誘起し、C2 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、整流用ダイオード D2 と直列に、抵抗 R2（数 Ω～
数十 Ω）の追加が有効です。ただし、出力電流に対する VCC 端子電圧の変化は、使用するトランスの構造により異なるため、実際に使用するトランスに合わせて R2 の最適値を調整する必要があります。

R1

C1

C6

P

VCC端子電圧

R2がない場合

D1

STR3W424MX
U1

D2

RA

R2

D/ST

S/OCP
VCC
GND
FB/OLPBR

R2がある場合1

3 4 5 6 7

C2

RB

D

出力電流IOUT

図 11-2 R2 による出力電流 IOUT－VCC 端子電圧
C4

C3

C5

RC

ROCP
PC1
C（RC）ダンパースナバ

図 11-1 IC 周辺回路

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11.1.4FB/OLP 端子周辺回路

11.1.7

図 11-1 に示す C3 は、高周波ノイズ除去、位相補
償用で、FB/OLP 端子と GND 端子近くに接続します。
C3 の容量は 2200 pF～0.01 μF 程度が目安です。C3
は最終的に実機で動作を確認し、定数を調整します。

11.1.5スナバ回路

VDS サージ電圧が大きくなる電源仕様の場合は以下のような回路を追加します(図 11-1)。
● P 巻線間に CRD クランプスナバ回路を追加● D/ST 端子と S/OCP 端子間に C、または CR ダン
パースナバ回路を追加（ダンパースナバ回路を追加する場合は、D/ST 端子と S/OCP 端子の直近に接続）

11.1.6

2 次側エラーアンプ周辺回路

一般的なシャントレギュレータ（U51）を使用した
2 次側エラーアンプ周辺回路を図 11-3 に示します。
C52、R53 は位相補償用のコンデンサと抵抗です。
C52 の容量および抵抗 R53 の抵抗値は、それぞれ
0.047 μF～0.47 μF、4.7 kΩ～470 kΩ 程度が目安です。
C52、R53 は、最終的に実機で動作を確認し、定数の調整を行います。
L51
T1

VOUT
(+)

D51

PC1

R55

C51
S

R54
R51

R52

C53

トランス

トランスは、銅損・鉄損による温度上昇に対し、適宜設計マージンを設けます。スイッチング電流は高周波成分を含むため、表皮効果が影響する場合があります。
このためトランスに使用する巻線の線径は、動作電流の実効値を考慮し、電流密度が 4～6 A/mm2 を目安に選定します。表皮効果の影響などで、さらに温度対策が必要な場合は、巻線表面積を増加させるため、以下の内容を検討します。
● 巻線の本数を増やす● リッツ線を使用する● 線径を太くする
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 2 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、2 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 11-4 に示します。

C52 R53
U51

R56
(-)

図 11-3 2 次側シャントレギュレータ（U51）の周
辺回路● 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。

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STR3W400MXD シリーズ

BobbinMargin tapeP1 S1 P2 S2 D
Margin tape

巻線構造例①

BobbinMargin tapeP1 S1 D S2 S1 P2Margin tape

巻線構造例②

図 11-4 巻線構造例

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 11-5 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 C1 の距離が離れている場合は、高周波電流ループのインピー
ダンスを下げるため、トランスもしくは IC の近くに、電解コンデンサやフィルムコンデンサ（0.1μF 程度）を追加します。
(2) 制御系 GND パターン
制御系 GND パターンに主回路の大電流が流れると、IC の動作に影響を与える可能性があります。
制御系の GND は専用パターンにし、ROCP のできるだけ近くに配線します（図 11-5 の A 点）。
(3) VCC 端子周り
このパターンは、IC の電源供給用パターンのため、極力電流ループを小さく配線します。
IC と電解コンデンサ C2 の距離が離れている場
合は、VCC 端子と GND 端子の近くにフィルムコンデンサ C（f 0.1μF～1.0μF 程度）などを追加します。
(4) 電流検出用抵抗 ROCP 周り
ROCP は、S/OCP 端子の近くに配置します。主回路系と制御系のグランドは ROCP 近傍で接続します（図 11-5 の A 点）。
(5) IC の周辺部品
IC に接続する制御系の部品は IC の近くに配置し、最短で各端子に接続します。
(6) 2 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 2 次側主回路パターンです。このパターンは極力太く、
電流ループを小さく配線します。
このパターンのインピーダンスを下げると、パワーMOSFET がターンオフする際に発生するサージ電圧を減らすことができます。これにより、
パワーMOSFET の耐圧マージンを増やし、クラン
プスナバ回路のストレスや損失を低減できます。
(7) 温度に関する注意事項
パワーMOSFET のオン抵抗 RDS(ON) は、正の温度係数のため、熱設計に注意が必要です。IC の下のパターンや、D/ST 端子のパターンは、放熱板として機能するため、極力広く設計します。

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(1) 主回路パターン
太く、ループを小さく配線(6) 2次側主回路パターン
太く、ループを小さく配線

D51

T1

RA

C1

R1

C5

P

RB

C51
D1

S

U1

D/ST
2
S/OCP
VCC
GND
FB/OLPBR

D2

C2(5) FB/OLP端子の周辺部
品はICの近くに配置し、最短で端子に接続

C5
RC

ROCP

C3

A

(4) ROCPは、S/OCP端子の近くに配置。

D

3 4 5 6 71(7) D/ST端子
放熱のためパターンを広くする

R2

PC1

C4

(5) ICの周辺部品はICの近くに配置し、最短で端子に接続(2) 制御系GND
専用パターンで、ROCPの近くに一点で配線

CY

図 11-5 電源 IC 周辺回路の接続例

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DSGN-CJZ-16003

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