臨界モード PFC 内蔵 LLC 電流共振電源用コントロール IC

データシートSSC4S913
概要

パッケージ

SSC4S913 は、臨界モードの PFC 制御と、LLCタイプの電流共振制御を内蔵しており、小型で高効率、かつ低ノイズな電源を提供します。LLC 部には、ハイサイドとローサイドのドライブ回路を内蔵しています。PFC 部と LLC 部の起動動作やス
タンバイ動作などは高度に連携しており、それぞれの回路に個別の設定は必要ありません。
SSC4S913 は、小型 SSOP24 パッケージに、電流共振外れ検出機能など豊富な保護機能を集約し、安全性に優れた高品質な電源を容易に設計できます。
また、DC 入力対応起動回路や軽負荷時効率改善などの機能を充実させています。

SSOP24

原寸大ではありません。

特長● Pb フリー（RoHS 対応）● PFC 制御 IC と LLC 電流共振制御 IC を集約● LLC 部ソフトスタート機能● X コンデンサ放電機能（放電抵抗不要、DC 入力時は無効）● 臨界モード PFC 制御● PFC 部最高発振周波数制限機能● LLC 部電流共振外れ検出機能● スタンバイ機能（PFC 部と LLC 部連動）
● 保護機能- 入力電圧保護（低電圧、過電圧）- PFC 部 FB_PFC 端子低電圧保護（FB_PFC_UVP）- PFC 部出力過電圧保護（FB_PFC 端子、OVP 端子）- PFC 部過電流保護（PFC_OCP）- LLC 部ハイサイドドライバ低入力電圧保護（VB_UVLO）- LLC 部過電流保護（LLC_OCP）- LLC 部過負荷保護（LLC_OLP）- VCC 端子過電圧保護（VCC_OVP）- 過熱保護（TSD）

以下のような大電力電源● AV 機器（モニタ、LCD テレビなど）● OA 機器（サーバー、多機能プリンタなど）● 産業機器● 通信機器

D1

L1

応用回路例

アプリケーション

C1

BR1

C2

VAC
D2

R1

D51

C5

R29

R14

R30

R15

R31

R9

VGH

ST

2

(NC)

VS

23

VB

22

C52 R53

U51

R27

R57

PS
ON/OFFR55
R58 C53
VOUT-

C21
D52

R3

R21
VSEN

6

VCC

R32

7

OVP

8

AGND

C23

SSC4S913

5

C7
R7

Q3

R22

C6

R6

R26

R54
R56

24

D9

R51

Q2

R25

U1
1

R59

Q51

R28

R13

Q52

R12

R8
R5

VOUT+

DL

PC1

C8

C4

D5

C51

DP

R4

R52

Q1

PC2

T2

T1

C3

R60

R2

D3

D4

PP

D7
VGL

19

D8 R23
LGND

18

REG

17

R24

C18

C20

D6
C9
C10

R10

9

VG

RC

16

10

CS

FB_LLC

15

11

ZCD

MC

14

C19

R33

C11 R1112COMP

FB_PFC

13

PC2

R18

R19 C17
PC1

C12
R20
R16

C22
R17 C13 DZ1 C14 C15C16

SSC4S913-DSJ Rev.1.2
サンケン電気株式会社
2024.08.08
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1

SSC4S913
目次
概要 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
目次 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2
1. 絶対最大定格 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 4
2. 電気的特性 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
3. 機械的特性 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
4. 応用回路例 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
5. ブロックダイアグラム ---------------------------------------------------------------------------------- 9
6. 各端子機能 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 10
7. 外形図 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
8. 捺印仕様 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
9. 動作説明 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
9.1. 動作概要 -------------------------------------------------------------------------------------------- 12
9.2. 端子説明 -------------------------------------------------------------------------------------------- 12
9.2.1. VSEN 端子 ------------------------------------------------------------------------------------ 12
9.2.2. VCC 端子 ------------------------------------------------------------------------------------- 12
9.2.3. AGND、LGND 端子 ----------------------------------------------------------------------- 12
9.2.4. VG 端子 --------------------------------------------------------------------------------------- 12
9.2.5. CS 端子 ---------------------------------------------------------------------------------------- 13
9.2.6. ZCD 端子 ------------------------------------------------------------------------------------- 13
9.2.7. COMP 端子----------------------------------------------------------------------------------- 13
9.2.8. FB_PFC 端子--------------------------------------------------------------------------------- 13
9.2.9. OVP 端子 ------------------------------------------------------------------------------------- 14
9.2.10. MC 端子 --------------------------------------------------------------------------------------- 14
9.2.11. FB_LLC 端子 -------------------------------------------------------------------------------- 14
9.2.12. RC 端子 --------------------------------------------------------------------------------------- 14
9.2.13. REG 端子 ------------------------------------------------------------------------------------- 14
9.2.14. VGL 端子、VGH 端子 --------------------------------------------------------------------- 14
9.2.15. VB 端子、VS 端子 -------------------------------------------------------------------------- 15
9.2.16. ST 端子 ---------------------------------------------------------------------------------------- 15
9.3. 起動、停止動作 ----------------------------------------------------------------------------------- 16
9.4. バイアスアシスト機能 -------------------------------------------------------------------------- 17
9.5. X コンデンサ放電機能--------------------------------------------------------------------------- 17
9.5.1. AC 入力モード ------------------------------------------------------------------------------ 17
9.5.2. DC 入力モード ------------------------------------------------------------------------------ 18
9.6. 入力電圧保護機能 -------------------------------------------------------------------------------- 18
9.6.1. 入力過電圧保護機能 ----------------------------------------------------------------------- 19
9.6.2. 入力低電圧保護機能 ----------------------------------------------------------------------- 19
9.7. VCC 端子過電圧保護機能 ---------------------------------------------------------------------- 19
9.8. PFC 部出力定電圧制御と臨界モード制御 -------------------------------------------------- 20
9.8.1. PFC 部出力定電圧制御とオン時間制御 ----------------------------------------------- 20
9.8.2. 臨界モードとオフ時間制御 -------------------------------------------------------------- 20
9.9. PFC 部最高発振周波数制限機能 -------------------------------------------------------------- 22
9.10. PFC 部最大オン時間 ----------------------------------------------------------------------------- 22
9.11. PFC 部過電流保護機能 -------------------------------------------------------------------------- 22
9.11.1. PFC 部過電流保護機能 1 ------------------------------------------------------------------ 22
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SSC4S913
9.11.2. PFC 部過電流保護機能 2 ------------------------------------------------------------------ 22
9.12. PFC 部出力過電圧保護機能 -------------------------------------------------------------------- 22
9.13. FB_PFC 端子低入力電圧保護機能 ------------------------------------------------------------ 23
9.14. リスタート回路 ----------------------------------------------------------------------------------- 23
9.15. LLC 部定電圧制御-------------------------------------------------------------------------------- 23
9.16. スタンバイ機能 ----------------------------------------------------------------------------------- 24
9.16.1. 外部信号による切り換え ----------------------------------------------------------------- 24
9.16.2. スタンバイ動作 ----------------------------------------------------------------------------- 24
9.17. LLC 部デッドタイム自動調整機能 ----------------------------------------------------------- 24
9.18. LLC 部電流共振外れ検出機能----------------------------------------------------------------- 25
9.19. LLC 部リセット検出機能----------------------------------------------------------------------- 26
9.20. LLC 部ハイサイドドライバ低入力電圧保護機能 ----------------------------------------- 28
9.21. LLC 部過電流保護機能、LLC 部過負荷保護機能 ---------------------------------------- 28
9.21.1. LLC 部過電流保護機能 1 ----------------------------------------------------------------- 28
9.21.2. LLC 部過電流保護機能 2 ----------------------------------------------------------------- 28
9.21.3. LLC 部過負荷保護機能-------------------------------------------------------------------- 28
9.22. 過熱保護機能 -------------------------------------------------------------------------------------- 28
10. 設計上の注意点 ----------------------------------------------------------------------------------------- 29
10.1. PFC 部インダクタの設計 ----------------------------------------------------------------------- 29
10.1.1. ブースト巻線 PP ----------------------------------------------------------------------------- 29
10.1.2. 補助巻線 DP ---------------------------------------------------------------------------------- 29
10.2. 外付け部品 ----------------------------------------------------------------------------------------- 30
10.2.1. 共振トランス -------------------------------------------------------------------------------- 30
10.2.2. PFC 部のインダクタ ----------------------------------------------------------------------- 30
10.2.3. パワーMOSFET ----------------------------------------------------------------------------- 30
10.2.4. PFC ブーストダイオード（D4） ------------------------------------------------------- 30
10.2.5. 出力コンデンサ（C4、C51） ------------------------------------------------------------ 30
10.2.6. 電流共振用コンデンサ（C19） --------------------------------------------------------- 30
10.3. パターンレイアウト ----------------------------------------------------------------------------- 30
注意書き ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 32

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1.

絶対最大定格

電流値の極性は、IC を基準として、流入（シンク）を“+”、流出（ソース）を“−”と規定します。特記がない場合の条件は、TA = 25 °C です。本 IC のサージ耐量（ヒューマンボディモデル）の保証値は 2000 V です。
ただし、1、22、23、24 番端子の保証値は 1000 V です。
項目

記号

条件

端子

定格

単位

ST 端子電圧VST

1–8−0.3～600

V

VSEN 端子シンク電流

IVSEN

5–8

1

mA

VCC 端子電圧

VCC

6–8−0.3～35V

OVP 端子電圧

VOVP

7–8

−0.3～5.5

V

VG 端子電圧VG

9–8−0.3 ~ VREG + 0.3

V

VG 端子ソース電流

IVG(SRC)

9–8

−500

mA

VG 端子シンク電流

IVG(SNK)

9–8

1000

mA

CS 端子電圧（DC）

VCS(DC)

10 – 8−0.3～5.5

V

CS 端子電圧（パルス）

VCS(PULSE)

10 – 8−2.0～5.5

V

パルス幅 ≤1 μs

ZCD 端子電圧

VZCD

11 – 8−10～10V

ZCD 端子電流

IZCD

11 – 8−10～10mA

COMP 端子電圧

VCOMP

12 – 8−0.3～5.5

V

COMP 端子電流

ICOMP

12 – 8−100～100μA

FB_PFC 端子電圧

VFB_PFC

13 – 8−0.3～5.5V

MC 端子電圧

VMC

14 – 8−0.3～30V

MC 端子ソース電流

IMC(SRC)

14 – 8−500μA

FB_LLC 端子電圧

VFB_LLC

15 – 8−0.3～5.5

V

RC 端子電圧VRC

16 – 8−5.5～5.5

V

REG 端子ソース電流

IREG

17 – 8−20mA

LGND 端子電圧

VLGND

18 – 8−0.3～0.3

V

VGL 端子電圧

VGL

19 – 18−0.3～VREG + 0.3

V

VS 端子電圧VS

23 – 18−1.0～600

V

VGH 端子電圧

VGH

24 – 18

VS − 0.3～VB + 0.3

V

VB–VS 端子間電圧

VB–VS

22 – 23−0.3～30

V

—

0.542

W

許容損失

PD

動作周囲温度TOP—−40～85

°C

保存温度

TSTG

—

−40～150°C

ジャンクション温度

TJ

—

150

°C

TA = 85 °C

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SSC4S9132.

電気的特性
電流値の極性は、IC を基準として、流入（シンク）を“+”、流出（ソース）を“−”と規定します。
特記がない場合の条件は、TA = 25 °C、VCC = 19 V です。
Min.
Typ.
Max.
項目
記号
条件
端子

単位

起動動作
VCC(ON)

6–8

15.8

17.0

18.2

V

VCC(OFF)

6–8

7.8

8.7

9.8

V

VCC(BIAS)

6–8

9.0

9.8

10.6

V

VCC(P.OFF)

6–8

7.8

8.7

9.8

V

起動電流

ICC

6–8

−25.0

−11.0

−5.0

mA

動作時回路電流ICC(ON)

6–8

—

—

6

mA

非動作時回路電流

ICC(OFF)

6–8

—

1.0

3.0

mA

保護動作時回路電流

ICC(P)

6–8

—

1.6

2.5

mA

LLC 部動作開始電圧

VLLC(ON)

13 – 8

1.760

1.875

1.940

V

LLC 部動作停止電圧

VLLC(OFF)

13 – 8

1.250

1.350

1.410

V

VSEN 端子低電圧保護しきい電圧

VSEN(ON)

5–8

0.873

0.900

0.927

V

VSEN 端子低電圧保護解除電圧 1

VSEN(OFF)1

5–8

0.716

0.750

0.784

V

VSEN 端子低電圧保護解除電圧 2

VSEN(OFF)2

5–8

—

0.600

—

V

VSEN 端子遅延時間

tDLY(VSEN)

5–8

46

52

58

ms

VSEN 端子過電圧保護しきい電圧

VSEN(HVP)

5–8

4.00

4.20

4.40

V

VSEN 端子クランプ電圧

VSEN(CLAMP)

5–8

10

—

—

V

VSEN 端子 AC 検出しきい電圧 1

VSEN(AC)1

5–8

—

2.025

—

V

VSEN 端子 AC 検出しきい電圧 2

VSEN(AC)2

5–8

—

1.800

—

V

IFB_PFC

13 – 8

—

0.40

1.00

µA

動作開始電源電圧
動作停止電源電圧(1)

起動電流供給しきい電圧
保護解除しきい電圧

(1)

(1)

AC 入力電圧保護機能

PFC 部周波数制御
FB_PFC 端子シンク電流
FB_PFC 端子フィードバック基準
電圧
VREF ラインレギュレーション

VREF_PFC

13 – 8

2.475

2.500

2.525

V

VREF_PFC(LR)

13 – 8

−8

1

12

mV

VREF 電圧変動範囲(2)VREF_RANGE

13 – 8

—

±0.5

—

mV/°C

COMP 端子ソース電流

ICOMP(SRC)

12 – 8

−22.0

−11.0

−1.0

µA

COMP 端子シンク電流

ICOMP(SNK)

1.0

11.0

22.0

µA

60

100

140

µA/V

VCOMP(ZD)

12 – 8
12 – 813 – 8
12 – 8

0.50

0.65

0.90

V

リスタート時間

tRS

9–8

140

220

300

µs

リスタート時オン時間

tON(RS)

9–8

0.50

1.70

2.90

µs

tMAX_PFC

9–8

16.5

18.3

20.1

µs

fMAX_PFC

9–8

—

300

400

kHz

誤差増幅器コンダクタンス
ゼロデューティ COMP 端子電圧PFC 部最大オン時間
PFC 部最高発振周波数

(1)
(2)

(2)

TJ = −40 °C～
150 °Cgm

VCC(OFF) = VCC(P.OFF) < VCC(BIAS)
設計保証

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項目

記号

条件

端子

Min.

Typ.

Max.

単位

VG 端子ソース電流

IVG(SRC)

VG = 8 V

9–8

—

−100

—

mA

VG 端子シンク電流

IVG(SNK)

VG = 0.75 V

9–8

—

200

—

mA

PFC 部ドライブ出力

PFC 部ゼロ電流検出（ZCD）
ZCD 端子しきい電圧（ハイ）VZCD(H)

11 – 8

1.25

1.40

1.55

V

ZCD 端子しきい電圧（ロー）VZCD(L)

11 – 8

0.60

0.70

0.80

V

ゼロ電流検出遅延時間

tDLY(ZCD)

11 – 8

—

70

160

ns

ZCD 端子クランプ電圧

VZCD(CL)

11 – 8

6.5

7.7

9.0

V

PFC 部過電流保護しきい電圧 1

VCS(OCP1)

10 – 8

0.49

0.50

0.51

V

PFC 部過電流保護しきい電圧 2

VCS(OCP2)

10 – 8

1.35

1.50

1.65

V

PFC 部過電流保護遅延時間

tDLY(OCP)

10 – 8

90

300

340

ns

10 – 8

−40

−20

−10

µA

1.030 ×1.060 × 1.090 ×

PFC 部保護機能

CS 端子ソース電流
ICS
FB_PFC 端子 PFC 部出力過電圧
VOVP_PFC1
保護しきい電圧
FB_PFC 端子 PFC 部出力過電圧
VOVP_PFC1(HYS)
保護ヒステリシス(3)OVP 端子 PFC 部出力過電圧保護
VOVP_PFC2
しきい電圧
FB_PFC 端子低電圧保護しきい電圧
VUVP_PFCFB_PFC 端子低電圧保護
VUVP_PFC(HYS)
ヒステリシス
LLC 部ソフトスタート
ソフトスタート時最高発振周波数
ソフトスタート期間

13 – 8 V
REF_PFC VREF_PFC VREF_PFC

V

13 – 8

20

45

80

mV

7–8

2.63

2.70

2.77

V

13 – 8

200

300

400

mV

13 – 8

70

110

150

mV

500

600

700

kHz

—

28

—

ms

24 – 23
19 – 18
24 – 23
19 – 18

fSS(MAX)
tss

スタンバイ動作MC 端子スタンバイ移行電圧

VMC(ON)

外部入力信号

14 – 8

0.20

0.55

0.90

V

MC 端子スタンバイ解除電圧

VMC(OFF)

外部入力信号

14 – 8

0.30

0.80

1.20

V

VRC = 1 V

14 – 8

−150

−105

−55

µA

40.5

45.0

49.5

kHz

230

300

380

kHz

0.04

0.24

0.40

µs

1.20

1.65

2.20

µs

MC 端子電流IMC

LLC 部発振器
LLC 部最低発振周波数

fMIN_LLC

LLC 部最高発振周波数

fMAX_LLC

最小デッドタイムtd(MIN)

最大デッドタイムtd(MAX)(3)

24 – 23
19 – 18
24 – 23
19 – 18
24 – 23
19 – 18
24 – 23
19 – 18

設計保証

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項目

記号

条件

端子

Min.

Typ.

Max.

単位

LLC 部フィードバック制御
FB_LLC 端子発振開始しきい電圧

VFB_LLC(ON)

15 – 8

0.15

0.30

0.45

V

FB_LLC 端子発振停止しきい電圧

VFB_LLC(OFF)15 – 8

0.05

0.20

0.35

V

FB_LLC 端子最大ソース電流

IFB_LLC(MAX)VFB_LLC = 0 V

15 – 8

−300

−195

−100

µA

FB_LLC 端子リセット電流

IFB_LLC(R)VFB_LLC = 3 V

15 – 8

4

10

14

mA

tRST(MAX)

24 – 23
19 – 18

—

5

—

µs

VREG

17 – 8

9.2

10.0

10.8

V

ハイサイドドライバ動作開始電圧

VBUV(ON)

22 – 23

5.7

6.8

7.9

V

ハイサイドドライバ動作停止電圧

VBUV(OFF)

22 – 23

5.5

6.4

7.3

V

24 – 23
19 – 18

—

−540

—

mA

24 – 23
19 – 18

—

800

—

mA

24 – 23
19 – 18

−200

—

−20

mA

24 – 23
19 – 18

46

—

300

mA

0.02

0.10

0.18

V

−0.18

−0.10

−0.02

V

0.20

0.30

0.40

V

−0.40

−0.30

−0.20

V

1.75

1.87

1.97

V

−1.97

−1.87

−1.75

V

2.58

2.76

2.94

V

−2.94

−2.76

−2.58

V

LLC 部リセット検出
最大リセット時間
LLC 部ドライバ電源
LLC 部ドライバ電源電圧
LLC 部ハイサイドドライバ

LLC 部ドライブ回路
出力ソース電流 1

IGL(SRC)1
IGH(SRC)1

出力シンク電流 1

IGL(SNK)1
IGH(SNK)1

出力ソース電流 2

IGL(SRC)2
IGH(SRC)2

出力シンク電流 2

IGL(SNK)2
IGH(SNK)2

VB = 15 V
VGL = 0 V
VGH = 0 V
VB = 15 V
VGL = 15 V
VGH = 15 V
VB = 10 V
VGL = 7.5 V
VGH = 8.5 V
VB = 10 V
VGL = 1.5 V
VGH = 1.5 V

LLC 部電流共振検出、過電流保護機能（OCP）
電流共振外れ検出電圧 1VRC1

16 – 8電流共振外れ検出電圧 2VRC216 – 8RC 端子 OCP1 しきい電圧

VRC_OCP1

16 – 8RC 端子 OCP2 しきい電圧

VRC_OCP2

16 – 8tDLY(OLP)

16 – 8

80

100

120

ms

6–8

30.0

32.0

34.0

V

17 – 8

11.5

12.4

13.5

V

LLC 部過負荷保護機能（LLC_OLP）
LLC 部 OLP 遅延時間

VCC 端子過電圧保護機能（VCC_OVP）
VCC 端子 OVP しきい電圧

VCC(OVP)

REG 端子過電圧保護機能（REG_OVP）
REG 端子 OVP しきい電圧

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SSC4S913
項目

記号

条件

端子

Min.

Typ.

Max.

単位

TJ(TSD)

—

140

—

—

°C

θJ-A

—

—

—

120

°C/W

Min.

Typ.

Max.

単位

—

0.15

—

g

過熱保護機能（TSD）
熱保護動作温度
熱特性
ジャンクション–エア間熱抵抗

3.

機械的特性
項目

条件

質量

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SSC4S913
応用回路例

4.

D1

L1
C1

BR1

C2

VAC
D2

R1

T2

D51

C51

DL

C5

R13

R29

R14

R30

R15

R31

R9

1

ST

VGH

24

2

(NC)

VS

23

VB

22

D9

R56
C52 R53
U51

R27

R57

PS
ON/OFFR55
R58 C53
VOUT-

C21
D52

R3

R21
VSEN

6

VCC

R32

7

OVP

8
9

D7

SSC4S913

5

C7
R7

Q3

R22

C6

R6

R26

R54

Q2

R25

U1

R51

Q51

R28

Q52

R12
R8
R5

VOUT+
R59

R52

C8

C4

D5

PC1

Q1

DP

R4

PC2

T1

C3

R60

R2

D3

D4

PP

VGL

19

LGND

18

AGND

REG

17

VG

RC

16

10

CS

FB_LLC

15

11

ZCD

MC

14

12

COMP

FB_PFC

13

C23

D8 R23

R24

C18

C20

D6
C9
C10

R10

C19

R33

C11 R11PC2

R18

R19 C17
PC1

C12
R20
R16

C22
R17 C13 DZ1 C14 C15

図 4-1

5.

C16

応用回路例

ブロックダイアグラム
REG
17

COMP FB_PFC
12
13

VCC
6

Reg.

Error
Amp.

FB_PFC Pin PFC_OVP/
UVP

PFC
OSC

VCC

ST, ENUVLO, OVPReg.

Startup,
X-Capacitor Discharge

22 VB

UVLO/OVPVG 9High-side
UVLO

CS 10

PFC OCPZCD 11ZCD Detector

OVP 7

OVP Pin
PFC_OVPFB_LLC 15

1 ST

FB_LLC
Control

PFC Control

24 VGHHS Level
EN Shift

23 VSStandby

2 NC

RV Detector

LLC OSCRC DetectorReg.
LLC OCP

LLC Control

EN

19 VGL
RC 16

MC 14

LS

LLC Current
Detector

18 LGND

StandbyControl

TSD

VSEN
Detector

OLP

5
VSEN

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8
AGND

9

SSC4S913
各端子機能

6.

上面図
1

ST

VGH

24

2

(NC)

VS

23

VB

22

5

VSEN

6

VCC

VGL

19

7

OVP

LGND

18

8

AGND

REG

17

9

VG

RC

16

10

CS

FB_LLC

15

11

ZCD

MC

14

12

COMP

FB_PFC

13

端子番号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

端子名
ST
(NC)
—
—
VSEN
VCC
OVP
AGND
VG
CS
ZCD
COMP

13

FB_PFC

14
15
16
17
18
19
20
21

MC
FB_LLC
RC
REG
LGND
VGL
—
—

22

VB

23
24

VS
VGH

機能
起動電流入力、X コンデンサ放電電流入力
未接続（抜きピン）（抜きピン）
入力電圧保護信号入力
制御部電源入力、VCC 端子過電圧保護信号入力
OVP 端子 PFC 部過電圧保護信号入力
グランド
PFC 部ゲートドライブ出力
PFC 部過電流保護信号入力
PFC 部ゼロ電流検出信号入力
PFC 位相補償調整
PFC 部フィードバック信号入力、
FB_PFC 端子 PFC 部過電圧保護信号入力、
FB_PFC 端子低入力電圧保護信号入力
スタンバイ信号入力
LLC 部定電圧制御信号入力
共振電流検出信号入力、LLC 部過電流保護検出信号入力
ドライバ用 REG 出力端子
LLC 部パワーグランド
LLC 部ローサイドゲートドライブ出力（抜きピン）（抜きピン）
LLC 部ハイサイドゲートドライブ電源入力、LLC 部ハイサイドドライバ低入力電圧保護信号入力
LLC 部ハイサイドドライバ・フローティンググランド
LLC 部ハイサイドのゲートドライブ出力

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SSC4S913
7.

外形図● SSOP24

2.40±0.10

+0.05
-0.03

0～8°
0.60

6.00±0.20

0.20

3.9±0.10

1.90 (min.)

+0.20
-0.15

9.90±0.10

1.45±0.10

1.75 (max.)
0.80±0.10

0.25

+0.10
-0.05

0.15±0.10

備考：● 単位：mm● 樹脂バリを含みません。
● Pb フリー（RoHS 対応）

8.

捺印仕様
24

SSC4S913
SKYMD
XXXXXXX
1

製品名
ロット番号
Y = 西暦下一桁 (0～9)

M = 月(1～9、O、N、D)
D =日 (1～3)
1 : 1～10

2 : 11～20
3 : 21～31
管理番号

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SSC4S9139.

動作説明

特記のない場合の特性値は Typ.値を表記します。
電流値の極性は、IC を基準として、流入（シンク）を“+”、流出（ソース）を“−”と規定します。また、
2 項の電気的特性項目の記号と、4 項の応用回路例の部品記号を使用しています。
なお、AGND 端子と LGND 端子は基板上で接続し、この電位を GND と表記します。

D1

L1
C1

C2

VIN(AC)
R1

BR1
1
ST

R2
D2
C3

5

VSEN

U1

AGND
C6

9.1.

R3

8

動作概要

本 IC は、臨界モードの PFC 制御と、LLC タイプの電流共振制御を内蔵しています。
本 IC の PFC 制御は、臨界モードです。FB_PFC
端子で PFC 回路の出力電圧を検出し、出力が一定になるように VG 端子のオン時間を制御します。また、臨界モードのゼロ電流は補助巻線 DP の電圧を
ZCD 端子に入力して検出します。
LLC 部は、ハーフブリッジ回路を駆動するためのハイサイドドライバとローサイドドライバを内蔵しています。2 次側の出力電圧を、フォトカプラを介して FB_LLC 端子で検出し、出力が一定になる
ように VGH、VGL 端子の発振周波数を制御します（9.15 項）。また、電流共振外れ検出機能（9.18 項）を搭載しており、最小発振周波数の設定は不要です。
VGH、VGL 間のデッドタイムは IC 内部で自動的に調整されるため、電源仕様ごとのデッドタイムの調整は不要です（9.17 項）。本 IC は、X コンデンサ
放電機能（9.5 項）を搭載しています。X コンデン
サ放電機能により、入力フィルタ部の X コンデン
サ放電抵抗を削除できます。
PFC 部と LLC 部には、それぞれ過電流保護や過電圧保護機能などの豊富な保護機能を搭載していま
す。

図 9-1

VSEN 端子周辺回路

9.2.2. VCC 端子
VCC 端子は IC の制御回路電源入力端子です。
VCC 端子電圧が VCC(ON) = 17.0 V 以上になると IC は動作を開始し、VCC(OFF) = 8.7 V 以下になると IC は動作を停止します。この動作を VCC 端子低入力電圧保護機能（VCC_UVLO ：VCC Pin Undervoltage
Lockout）と呼びます。また、VCC 端子には過電圧保護機能（VCC_OVP）が搭載されています。VCC
端子の電源を LLC 部のトランスの補助巻線から供給する場合、VCC 端子電圧が 2 次側の出力電圧に比例するため、2 次側の過電圧を検出することができます。
起動動作と補助巻線の設定については 9.3 項を、
VCC_OVP の詳細は、9.5.2 項を参照してください。
電源リップルなどによる IC の誤動作を防止するため、コンデンサ C7（0.1 μF～1.0 μF）を VCC 端子と AGND 端子間にできるだけ短いパターンで接続します。

9.2.3. AGND、LGND 端子
9.2.

端子説明

9.2.1. VSEN 端子
VSEN 端子には、図 9-1 のように入力電圧 VIN(AC)を検出抵抗で分圧した電圧信号を入力します。この
信号は、入力電圧保護機能に使用します。入力電圧保護機能の詳細と VSEN 端子の周辺定数の設定方
法は 9.5.2 項を参照してください。

AGND 端子は IC の制御グランド端子、LGND 端
子は LLC 部の外付けパワーMOSFET の駆動電流が流れるパワー グランド 端 子です。 AGND 端子とLGND 端子は基板上で最短で接続してください。
制御グランドの電位が変動すると IC の誤動作の原因となるため、制御グランドは、パワー系の電流の影響を受けないように十分に配慮して配線します。
パターンレイアウトの注意点は、10.3 項を参照してください。

9.2.4. VG 端子
VG 端子は、PFC 部のパワーMOSFET（Q1）を駆動するためのドライブ出力です。ターンオフ時のSSC4S913-DSJ Rev.1.2
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SSC4S913
ゲート立ち下がりスピードを速くするには、図 9-2のようにダイオード D6 を接続します。D6、R6、R7 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など）、EMI ノイズを実際の動作で確認し、調整します。R8 は、パワー
MOSFET の誤動作防止用で、10 kΩ～100 kΩ 程度を接続します。R8 は、パワーMOSFET のゲートとソースの近くに接続します。
D4

PP
C3

U1

VG

DP

T1
D6

R10
9

R7

R8
R9

R28

R13

R29

R14

R30

R15

R31

R16

R32

C4
R5

8
C10 C9PFC 部のゼロ電流検出用端子です。図 9-2 のように、ゼロ電流検出信号は、PFC のトランスの補助巻
線 DP から電流制限抵抗 R10 を介して ZCD 端子に入力します。C10 はボトムオンタイミングの調整用コンデンサです。
ZCD 端子の周辺部品の定数は、ZCD 端子の最大定格以内になるように設定してください。R10、C10 の設定方法は、9.8.2 項を参照してください。

9.2.7. COMP 端子

C5

7
OVP
FB_PFC 13
AGND

R12
Q1

R6

ZCD 11
CS 10

VOUT(PFC)

9.2.6. ZCD 端子

C22 C23

COMP 端子の電圧を用いて VG 端子のオン時間を制御し、PFC 部の定電圧制御をします。COMP 端
子には、図 9-3 のように、抵抗とコンデンサを接続します。C11 と R11 は位相補償用、C12 は出力リッ
プルの平均化用です。PFC 部の定電圧制御の詳細とCOMP 端子の定数設定は、9.8.1 項を参照してください。

図 9-2 PFC 部回路
U1
129.2.5. CS 端子
PFC 部の電流検出端子です。図 9-2 のように、PFC 部のスイッチング電流を R5 で検出し、CS 端子に入力します。CS 端子には CR フィルタ（R9、C9）を接続します。
● PFC_OCP 検出：R5
パワーMOSFET（Q1）に流れる電流を抵抗 R5 で検出し、過電流保護機能（PFC_OCP）に使用します。電流検出抵抗 R5 は、高周波の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。
PFC_OCP の詳細は、9.11 項を参照してください。
● CR フィルタ：R9、C9
CR フィルタは、パワーMOSFET のターンオン時のドレイン電流サージで、IC の動作が不安定になることを防止します。R9 の抵抗値は、PFC 部の過電流検出の精度に影響するため、47 Ω 程度を推奨します。C9 は、CR フィルタのカットオフ周波数が0.5 MHz～3.0 MHz 程度になるように設定します。
R9 が 47 Ω の場合、C9 は 1 nF～6.8 nF になります。最終的に実機で動作を確認して、定数を調整してください。

COMP

R11
AGND

C12

8
C11

図 9-3

COMP 端子周辺回路

9.2.8. FB_PFC 端子
FB_PFC 端子には PFC 出力の定電圧制御用のフィードバック信号を入力します。また、PFC 出力の過電圧保護機能（9.12 項参照）と低電圧保護機能（9.13 項参照）が搭載されています。
FB_PFC 端子には、図 9-2 のように PFC 部の出力
電圧 VOUT(PFC)を検出抵抗で分圧した電圧信号を入力します。VOUT(PFC)は、検出抵抗 R12～R16 で決まり、次式で求められます。
R REF1
VOUT(PFC) = (+ 1 ) × VREF_PFC
R REF2(1)

ここで、
VREF_PFC ：FB_PFC 端子フィードバック基準電圧（2.500 V）
RREF1：R12～R15 の合成抵抗値
RREF2：R16 の抵抗値（33 kΩ 程度）

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RREF1 は、高い DC 電圧が印加される高抵抗のため、電食を考慮した抵抗を選択したり、RREF1 を複数の直列抵抗で構成し、個々の抵抗に印加される電圧を下げたりするなどの配慮をします。
また、必要に応じて、スイッチングノイズ低減用のコンデンサ C22（1 nF 程度）を FB_PFC 端子とAGND 間にできるだけ短い配線で接続します。

C4
D9 R26
VGH
U1
VS

Q2

24
R25
23

R27

D8 R23
VGL

T1

D51

R51
R52

C18

R22

VOUT+

C51

Q3

19

R54

R24
RC
FB_LLC

C19

16
15

D52

U51

R20

R53
C52

R19 C17

C16

R18

PC1

R55

VOUT-

9.2.9. OVP 端子
OVP 端子は、FB_PFC 端子の出力電圧検出ラインに異常が発生した場合に、PFC 部の出力過電圧を検出するための端子です。
OVP 端子には、図 9-2 のように PFC 部の出力電圧 VOUT(PFC)を検出抵抗で分圧した電圧信号を入力しま す 。 OVP 端 子 の 過 電 圧 保 護 の し き い 電 圧 は
VOVP_PFC2 = 2.70 V です。R28～R32 の値を設定する
際は、IC の起動時に OVP 端子による過電圧保護が動作しないように注意してください。R28～R31 は、
高い DC 電圧が印加される高抵抗のため、電食を考慮した抵抗を選択したり、複数の直列抵抗で構成し、個々の抵抗に印加される電圧を下げたりするなどの配慮をします。
また、必要に応じて、スイッチングノイズ低減用のコンデンサ C23（1 nF 程度）を OVP 端子とAGND 間にできるだけ短い配線で接続します。

C14 C15

PC1

図 9-4

LLC 部回路

9.2.12. RC 端子
RC 端子は、図 9-4 のように C17 と R20 を接続し、電流共振外れや LLC 部の過電流を検出します。R19と C16 は、高周波ノイズ除去用のフィルタです。
電流共振外れ検出機能は 9.18 項を、LLC 部の過電流保護機能と RC 端子の周辺回路の設定は 9.21 項を参照してください。

9.2.13. REG 端子
VB 端子に電源を供給するためのレギュレータ出
力端子です。REG 端子と AGND 端子間にコンデン
サ C20 を接続します。C20 は、1.0 μF 程度です。

9.2.10. MC 端子
MC 端子はスタンバイ動作のオン／オフ端子です。
オン／オフ回路を MC 端子に接続します。
スタンバイ機能と MC 端子の設定方法の詳細は
9.16 項を参照してください。

9.2.11. FB_LLC 端子
FB_LLC 端子は、LLC 部の定電圧制御に使用する端子で、図 9-4 のようにフォトカプラ PC1 とコン
デンサ C14、C15、R18 を接続します。FB_LLC 端
子は、ハイサイドとローサイドのパワーMOSFET（Q2、Q3）のオン時間を制御します（デューティ50%）。LLC 部定電圧制御の詳細と FB_LLC 端子の周辺回路の設定方法は 9.15 項を参照してください。

9.2.14. VGL 端子、VGH 端子
VGL 端 子 と VGH 端 子 は 、 LLC 部 の パ ワ ー
MOSFET を駆 動す るた め のドラ イブ 出力で す。
VGL 端子はローサイド、VGH 端子はハイサイドを駆動します。
以下、Q2 の周辺回路を例に説明します。Q3 の周辺回路も同様です。ターンオフ時のゲート立ち下がりスピードを速くするためには、図 9-4 のようにダイオード D9 を接続します。R25、R26、D9 は、パワーMOSFET の損失、ゲート波形（配線パターン
によるリンギングなど）、EMI ノイズを、実際の動作で確認して調整します。R27 は、パワーMOSFETの誤動作防止用で、10 kΩ～100 kΩ 程度です。R27
はパワーMOSFET のゲートとソースの近くに接続します。なお、ゲート抵抗を調整する際は、パワー
MOSFET のゲート波形を確認し、図 9-5 のようにデッドタイムが確保できているか確認する必要があります。

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SSC4S913
高速ダイオードを使用します。電源入力電圧の上限
仕様が AC265V の場合は、VRM = 600 V の高速整流ダイオードを推奨します。

High-sideGate
Vth (min.)Low-side デッドタイム
Gate

デッドタイムVth (min.)

図 9-5

デッドタイムの確認

9.2.15. VB 端子、VS 端子
VB 端子は、ハイサイド・フローティング電源の入 力 端 子 で 、 VS 端 子 は 、 ハ イ サ イ ド ・ フ ロ ー
ティング電源のグランド端子です。VB 端子と VS端子間には、ハイサイドドライバ低電圧保護機能（VB_UVLO）が搭載されています（9.20 項参照）。
図 9-6 にハイサイドのパワーMOSFET（Q2）を駆動するためのブートストラップ回路を示します。ハイ
サイドのパワーMOSFET がオフ、ローサイドのパ
ワーMOSFET（Q3）がオンのとき、VS 端子電圧はグランドとほぼ同電位になり、REG 端子は C21 を充 電 し ま す 。 VB 端 子 と VS 端 子 間 の 電 圧 が
VBUV(ON) = 6.8 V 以上になると、内部のハイサイドド
ライバ回路が動作を開始し、VBUV(OFF) = 6.4 V 以下になると動作を停止します。この動作を VB 端子低電 圧 保 護 機 能 （ VB_UVLO ： VB Pin Undervoltage
Lockout）と呼びます。この VB_UVLO により、
C21 がショートした場合の保護が可能です。ブート
ストラップ回路の部品の設定は以下のとおりです。

VGH
VS

24

● C20、C21、R21
C20 と C21 の容量、R21 の抵抗値は、Q2 のゲー
トチャージ電荷量 Qg と、最低発振周波数で動作しているときの VB 端子と VS 端子間（VB–VS 端子間）の電圧ディップ量で決まります。高圧差動プローブを使用して VB–VS 端子間の電圧を測定し、VB–VS
端子間の電圧が VBUV(ON) = 6.8 V より高くなるように調整します。C20 と C21 には、低 ESR で漏れ電流の少ないフィルムコンデンサかセラミックコン
デンサを使用します。C20 の目安は 1.0 μF です。
C21 と R21 は、時定数が 500 ns 以下になるように
設 定 し ま す 。 C21 は 0.047 μF ～ 0.1 μF 、 R21 は
2.2 Ω～10 Ω 程度です。

9.2.16. ST 端子
ST 端子は、起動電流の入力端子です。また、電源遮断時の X コンデンサ放電電流の入力端子です。
起動時の動作は 9.3 項、X コンデンサ放電機能は9.5 項を参照してください。
ST 端子には、抵抗 R1（10 kΩ 程度）を接続します。R1 には、高い電圧が印加されるため、電食を考慮した抵抗を選択したり、R1 を複数の直列抵抗で構成し、個々の抵抗に印加される電圧を下げたりするなどの配慮が必要です。

Q2

T1

23
C21

VB 22

C18
R21

U1
REG

17

D7

19

VGL
AGND

8

C19
C20

Q3
ブートストラップ回路

図 9-6

ブートストラップ回路● D7
D7 は、リカバリー時間が短く、逆電流の少ない

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SSC4S913
9.3.

起動、停止動作

図 9-7 に ST 端子と VCC 端子の周辺回路を示します。図 9-8 に起動時の動作波形を示します。
本 IC は起動回路を内蔵しており、起動回路は ST
端子に接続されています。電源を投入し、ST 端子
電圧が上昇すると、IC 内部で定電流化した起動電
流 ICC = −11.0 mA で、VCC 端子に接続した電解コンデンサ C8 を充電します。VCC 端子電圧がVCC(ON) = 17.0 V まで上昇すると、VG 端子が発振を開始し、PFC 部の制御が始まります。VG 端子のオン時間は、COMP 端子電圧の上昇に従って増加します。
PFC 部の出力電圧 VPFC(OUT)が上昇し、FB_PFC 端子の電圧が VLLC(ON) = 1.875 V 以上になると、起動回路を停止させると同時に、 LLC 部はソフトス
タート動作で VGH 端子と VGL 端子の発振を開始します。図 9-9 のようにソフトスタート期間中はVGH、VGL 端子の発振周波数が徐々に低下し、同時に 2 次側の出力電力が増加します。出力電力が増加するにつれて、LLC 部はフィードバック信号による周波数制御に移行します。ソフトスタート時の最高発振周波数は、fSS(MAX) = 600 kHz、ソフトス
タート期間は tss =28 ms です。この LLC 部のソフト
スタート機能により、部品のストレスを低減し、LLC 部の共振外れを抑制します。
LLC 部が発振を開始すると、VCC 端子への印加
電圧は、図 9-7 の補助巻線電圧 VDL 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。
PFC 部 が 動 作 を 開 始 す る ま で の 時 間 tSTART（図 9-8 参照）は C8 のコンデンサ容量で決まり、起動時間 tSTART の概算値は式(2)で算出します。C8の容量は 47 μF 以上に設定してください。
t START = C8 ×

VCC(ON) − VCC(INT)ICC − ICC(OFF)VCC(BIAS) (max. ) < VCC < VCC(OVP) (min. )⇒ 10.6 V < VCC < 30.0 V

電源を停止すると、PFC 部の出力電圧 VPFC(OUT)が低下します。VPFC(OUT) の低下に伴い、FB_PFC 端子の電圧も低下します。本 IC は、FB_PFC 端子の電圧が VLLC(OFF) = 1.350 V 未満になると VGH 端子とVGL 端子が発振を停止し、VCC 端子電圧が低下します。このときバイアスアシスト機能（9.4 項参照）
は 無 効 に な っ て お り 、 VCC 端 子 電 圧 が
VCC(OFF) = 8.7 V 以下になると、VG 端子の発振を含むすべての IC の動作を停止します。
D1

BR1

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(3)の範囲になるように、調整します。補助巻線電圧の目安は 17 V 程度
です。

T1

D4

D2

U1

VOUT(PFC)
R12

Q1

C3

C4

R13

1
ST
5
VSEN

R1

13
FB_PFC
VCC 6

R2

R14

C6

R15
T1
C22

R4

C7
R3

AGND 8

図 9-7

R16

C8

D5

DL

VDL

ST 端子、VCC 端子周辺回路

VCC端子電圧VCC(ON)VCC(OFF)(2)

ここで、
tSTART ：IC の起動時間 (s)VCC(INT)：VCC 端子の初期電圧 (V)ICC：起動電流（−11.0 mA）
ICC(OFF)：非動作時回路電流（1.0 mA）(3)

tSTART

0

ISTで充電t

PFC部出力電圧
VPFC(OUT)
0t

2次側出力電圧VOUT
0t

VG端子電圧0t

VGH/VGL
端子電圧
0

図 9-8

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起動時の動作波形16

SSC4S913
VGH/VGL端子
発振周波数

OCP動作
期間

フィードバック信号による
周波数制御

PRDIS =VAC(RMS) 2
R DIS

(4)

ここで、VAC(RMS)は AC 入力電圧の実効値です。
0

LLC部1次側巻
線電流

ソフトスタート
期間

時間

OCP制限
0

図 9-9

9.4.

時間

LLC 部ソフトスタート動作

バイアスアシスト機能

バイアスアシスト機能は、VCC 端子電圧の低下を抑制する機能です。定常動作時に VCC 端子電圧
が VCC(BIAS) = 9.8 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 = −11.0 mA を供給し、VCC 端子電圧の低下を抑制します。

9.5.

X コンデンサ放電機能

一般的にスイッチング電源の入力部には、図 9-10のようにラインフィルタを挿入します。

VAC

例として、RDIS の合成抵抗が 1 MΩ、AC 入力電圧が 265 V の場合、PRDIS は約 70 mW です。
本 IC は、入力電圧が AC か DC を判定し、入力電圧が AC の場合は X コンデンサ放電機能を有効に（AC 入力モード）、入力電圧が DC の場合は無効（DC 入力モード）にします。
IC は、VSEN 端子に入力される信号の立ち上がり エ ッ ジ が 、 判 別 期 間 中 に IC 内 部 の 基 準 電 圧（0.65 V）を何回超えるかをカウントし（内部 AC
判定信号）、入力電圧が AC か DC かを判定します。
判別期間とは、IC の起動時に VCC 端子電圧がVCC(BIAS)から VCC(ON)に上昇している間の期間です。
判別期間は、VCC 端子に接続するコンデンサ C8 の容量に依存します。判別期間に全波整流信号が 3 回以上入るように（すなわち AC 入力が 50 Hz の場合
は判別期間 30 ms 以上）、C8 の容量を設定してください。

9.5.1. AC 入力モード
図 9-11 のように、判定期間における内部 AC 判
定信号が 2 カウント以上の場合、入力電圧が AC であると判断します。VCC 端子電圧が VCC(ON)以上になると、X コンデンサ放電機能が有効になります（AC 入力モード）。
判別期間

RDIS
CX
Line Filter

AC入力モード

VCC端子
電圧
VCC(ON)VCC(BIAS)

図 9-10

入力部ラインフィルタ標準回路

AC入力遮断 Xコンデンサ

VSEN端子
電圧

安全規格 IEC 62368-1 より、CX の容量が 0.3 μF 以
上の場合、ラインフィルタに使用する X コンデン
サ CX の両端電圧は、AC 入力電圧遮断後 2 秒以内に 60 V 以下にならなければなりません。そのため、一般的に CX と並列に放電用の抵抗 RDIS を挿入します。AC 入力電圧が印加されている間は、RDIS は常に電力を消費します。本 IC が搭載している X コン
デンサ放電機能を使用すると、RDIS を削除し、回路効率を向上することができます。RDIS の損失 PRDISを式(4)に示します。

放電

0.65 VtDLY(VSEN)

内部AC
判定信号

2カウント以上

図 9-11

入力電圧が AC の場合

図 9-12 に ST 端子の周辺回路、図 9-13 に X コン
デンサ放電機能の動作波形を示します。
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起動時、電源入力電圧が加わり、VSEN 端子電圧がオンしきい電圧 VSEN(ON) = 0.900 V 以上に上昇すると、IC は動作を開始します。次の半波整流電圧からは図 9-13 のように、VSEN 端子電圧のしきい値、VSEN(OFF)1 = 0.750 V または VSEN(AC)1 = 2.025 V のどち
らかで AC 入力電圧を検出します。これにより、本IC の X コンデンサ放電機能は、ユニバーサル仕様のような広い入力範囲に対応できます。
AC 入力電圧が遮断すると、VSEN 端子電圧はほぼ一定になり、VSEN(OFF)1 と VSEN(AC)1 のしきい値を検出しなくなります。しきい値を検出しない期間が VSEN 端
子遅延時間 tDLY(VSEN) = 52 ms 継続すると、X コン
デンサを定電流で放電します。放電時の ST 端子電流 IST は、約 15 mA です。AC 入力電圧を安定して検 出 す る た め 、 VSEN 端 子 電 圧 が VSEN(OFF)1 、
VSEN(AC)1 になると、内部のしきい電圧はそれぞれ自動的に VSEN(OFF)2 = 0.600 V、VSEN(AC)2 = 1.800 V になります。

ます（DC 入力モード）。DC 入力モードの場合、電源が遮断して、入力電圧が低下すると PFC 回路と LLC 回路共に入力低電圧保護機能（9.6.2 項参照）
で停止します。
判別期間

DC入力モード

VCC端子
電圧
VCC(ON)VCC(BIAS)

VSEN端子
電圧

tDLY(VSEN)
VSEN(OFF)1

0.65 V

内部AC
判定信号

入力低電圧保護機能で停止

2カウント未満

D1

L1
C1

C2

VIN(AC)

R2
5
D2

C3

C6

図 9-12

入力電圧が DC の場合

R1
1
ST

U1

VSEN

AGND
8

R3

ST 端子、VSEN 端子周辺回路
Xコンデンサ放電

ST端子
電圧

VSEN端子電圧
VSEN(AC)1

図 9-14

IST

BR1

AC入力電圧遮断 tDLY(VSEN)

9.6.

入力電圧保護機能

入力電圧保護機能には、電源入力電圧が高い場合に働く“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“入力低電圧保護機能（UVP）”があります。これらの機能により、過電流や過電圧による部品の過熱や破壊を抑制します。
AC 入力電圧保護機能は、VSEN 端子で入力電圧を検出し、VSEN 端子電圧に応じて PFC 部（VG 端子）
および、LLC 部（VGH 端子、VGL 端子）のスイッ
チング動作をオン／オフします。9.6.1 項では HVPについて、9.6.2 項では UVP について説明します。
VSEN 端子の周辺回路を図 9-15、入力電圧保護機能の動作波形を図 9-16 に示します。

t

D1

L1
C1

C2

VIN(AC)

BR1

R1

VSEN(OFF)1

R2

t

5
D2

図 9-13

1
ST

C3

U1

VSEN

X コンデンサ放電機能動作波形
C6

R3

AGND
8

9.5.2. DC 入力モード
図 9-14 のように、判定期間における内部 AC 判
定信号が 2 カウント未満だった場合、入力電圧がDC であると判断します。VCC 端子電圧が VCC(ON)以上になると、X コンデンサ放電機能が無効になり

図 9-15SSC4S913-DSJ Rev.1.2
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VSEN 端子周辺回路18

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9.6.1. 入力過電圧保護機能

VSEN端子電圧
VSEN(HVP)VSEN(ON)
VSEN(OFF)1tDLY(VSEN)

t

VG端子
電圧

t

VGL/VGH
端子電圧t

図 9-16

図 9-15 のように、入力電圧 VIN(AC)を検出抵抗で分圧した電圧信号を VSEN 端子に入力し、入力電圧を検出します。定常動作状態から入力電圧が上昇
し、VSEN 端子電圧が VSEN 端子 HVP しきい電圧
VSEN(HVP) = 4.20 V 以上になると、入力過電圧保護機
能（HVP）が動作し、LLC 部のスイッチング動作を停止します。スイッチング動作が停止すると
VCC 端子電圧が低下し、VCC 端子電圧が VCC(P.OFF)
以下になると、HVP を解除し、IC が再度起動します。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、HVP 動作時は VCC_UVLO による間欠発振動作を繰り返します。
入力電圧が低下し、VSEN 端子電圧が VSEN(HVP)以下になると、定常動作に復帰します。

入力電圧保護機能動作波形

9.6.2. 入力低電圧保護機能
HVP および UVP が動作するときの AC 入力電圧の実効値の参考値は、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。
VAC(OP) =1√2

× VSEN(TH) × (1 +

R2
)
R3

(5)

ここで、
VAC(OP)：HVP および UVP が動作するときの AC 入
力電圧の実効値
VSEN(TH)：VSEN 端子のしきい電圧（表 9-1 参照）

定常動作状態から入力電圧が低下し、VSEN 端子
電 圧 が VSEN 端 子 し き い 電 圧 （ オ フ ）VSEN(OFF)1 = 0.750 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 VSEN 端子遅延時間 tDLY(VSEN) = 52 ms 継続すると、LLC 部のスイッチング動作を停止します。スイッ
チング動作が停止すると、VCC 端子電圧が低下し、VCC 端子電圧が VCC(OFF)以下になると IC は動作を停止します。入力電圧が上昇し、VCC 端子電圧がVCC(ON)以上、かつ VSEN 端子電圧が VSEN 端子しきい電圧（オン）VSEN(ON) = 0.900 V 以上になると、定常動作に復帰します。

表 9-1 VSEN 端子のしきい電圧
項目
VSEN 端子過電圧保護
しきい電圧
VSEN 端子低電圧保護
解除電圧 1
VSEN 端子低電圧保護
しきい電圧

記号

値（Typ.）

VSEN(HVP)

4.20 VVSEN(OFF)1

0.750 VVSEN(ON)

0.900 VR2 は、高い電圧が印加される高抵抗のため、電食を考慮した抵抗を選択したり、R2 を複数の直列抵抗で構成し、個々の抵抗に印加される電圧を下げたりするなどの配慮が必要です。
R2 の目安は 10 MΩ 程度です。図 9-15 の C6 はノイズ除去用のコンデンサで、1 nF～10 nF が目安です。R2、R3、C6 は、最終的に実働動作を確認して決定します。

9.7.

VCC 端子過電圧保護機能

VCC 端子と GND 端子間に、VCC 端子 OVP しき
い値 VCC(OVP) = 32.0 V 以上の電圧を印加すると、VCC 端子の過電圧保護機能（VCC_OVP：VCC Pin
Overvoltage Protection）が動作し、LLC 部（VGH 端子、VGL 端子）のスイッチング動作を停止します。
VCC_OVP が動作すると、回路電流は ICC(P) = 1.6
mA まで低下し、バイアスアシスト機能が無効になります。その後、VCC 端子電圧が低下し、VCC 端
子電圧が VCC(P.OFF)以下になると、VCC_OVP は解除されます。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 、 VCC_OVP 動 作 時 は
VCC_UVLO による間欠発振動作を繰り返します。
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SSC4S913-DSJ Rev.1.2
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電圧を検出できます。この場合、VCC_OVP が動作するときの 2 次側出力電圧 VOUT(OVP)は、次式(6)で概略計算できます。
VOUT(OVP) =VOUT(NRM)
× 32.0 (V)VCC(NRM)

VOUT

U1
COMP
12

VCOMP

C12

(6)
Error Amp.

PWM Comp.

ここで、VOUT(NRM)：定常動作時の 2 次側出力電圧
VCC(NRM)：定常動作時の VCC 端子電圧9.8.

PFC 部出力定電圧制御と臨界モード
制御

本 IC は臨界モード制御を採用しており、パワー
MOSFET（Q1）がオフの期間に T1 のブースト巻線
PP に流れる電流がゼロであることを検出して、次のターンオンを開始します。ゼロ電流は、T1 の補助
巻線 DP と ZCD 端子で検出します。また、FB_PFC
端子で、出力電圧 VOUT(PFC)を検出し、負荷に応じてQ1 のオン時間を制御し、VOUT(PFC) が一定になるよ
うに制御します。

R12

R11

R13

C11

R14
R15

FB_PFC
IFB

13
R16

VREF
VOSC

図 9-17

FB_PFC 端子、COMP 端子の周辺回路と内部ブロック図

√2×VACRMS
VAC(t)ILPEAK

IL(t)√2×IACRMS

IAC(t)

tON tOFF

9.8.1. PFC 部出力定電圧制御とオン時間制御
図 9-17 に FB_PFC 端子と COMP 端子の周辺回路と内部ブロック図を示します。
VG 端子のオン時間は次のように制御します。まず FB_PFC 端子に接続されている内部の誤差増幅器（Error Amp.）で FB_PFC 端子の入力電圧とフィー
ドバック基準電圧 VREF_PFC = 2.500 V を比較します。
この誤差増幅器の出力電圧は、COMP 端子に接続される C11 と R11 で平均化および位相補償されます。
さらに、COMP 端子電圧 VCOMP とランプ波形 VOSCを比較して VG 端子のオン時間を決めます。C11 を
20 Hz 以下の低周波数に応答するようにすることで、商用周期内のオン時間はほぼ一定になります（図 9-18）。
オン時間は負荷に応じて変動します。C11 と R11で、負荷変動の際の応答速度を調整できます。C11は 1 μF 程度、R11 は 68 kΩ 程度です。C11 が大きすぎるとダイナミック変動時などの応答が遅れ、出力電圧の低下など、不安定動作の原因になるため、最終的に実機で動作を確認し、設定値を調整する必要があります。C12 は出力リップルの平均化用で 1μF 程度です。小さすぎると出力リップルの影響を受け不安定動作になる可能性があります。

VCOMP
VOSC
VG端子電圧ILPEAK(t)VAC(t)

IL(AVG.)(t)

図 9-18動作波形

9.8.2. 臨界モードとオフ時間制御
オフ時間は、T1 のブースト巻線 PP に流れる電流がゼロになるタイミングを検出して決めます。補助巻線 DP に R10 と C10 を接続し、これらで検出した信号を ZCD 端子に入力して、ゼロ電流を検出します。トランス T1 の巻線 PP と巻線 DP は図 9-19 に示
す極性です。
VG 端子の電圧が“L”なり、Q1 がターンオフすると、補助巻線 DP の正の電圧が ZCD 端子に印加されます（図 9-20）。Q1 がターンオフした後、ZCD 端子の電圧が VZCD(H) = 1.40 V を超えている間は、VG
端 子 電 圧 を “L” に 維 持 し ま す 。 ZCD 端 子 電 圧 が
VZCD(L) = 0.70 V 以下になると、IC は L1 に流れる電流がゼロであると判断し、遅延時間 tDLY(ZCD) = 70 ns
後に VG 端子電圧を“H”にして、Q1 をターンオンします。Q1 がターンオフした後、ブースト巻線 PP に

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流れる電流がゼロになると、Q1 のドレイン–ソース間の電圧 VDS の波形は、PP のインダクタンス LP、
Q1 の出力容量 COSS、およびこれら周辺の寄生容量で決まる周波数で自由振動します。VDS のボトムポ
イントは、この自由振動の半周期で、次式で算出できます。
t HFP ≈ π√LP × CV (s)臨界モードの昇圧方式のオフデューティ DOFF は、ある時点における商用入力電圧を VAC(t)とすると、次式の関係があり、入力電圧に比例します。
VAC (t)VOUT(PFC)(8)以上のように、ZCD 端子電圧でゼロ電流を検知
し、Q1 のターンオンタイミングを制御します。これにより Q1 のオフ時間が決まり、図 9-18 のようにインダクタンス電流 IL のピーク電流 ILPEAK は正弦波状になります。入力部のローパスフィルタでリップ
ル電流を平滑すると、入力電流は商用正弦波入力電圧に相似な波形になり、高力率が実現できます。な
お、インダクタンスを算出する際は、最低動作周波数を可聴周波数（20 kHz）より高い値に設定する必要があります。
D4

PP

DP
R10

U1

VG

VOUT(PFC)

T1

C3

R12

D6

R7

R13
Q1

R6

9

L
巻線PP電圧VP
補助巻線DP電圧
VD

H

H

L

C5

C4
R14

L

0

0

(7)

ここで、
tHFP
：自由振動の半周期 (s)LP：ブースト巻線 PP のインダクタンス (H)CV： パ ワ ー MOSFET 出 力 容 量 COSS と 、
これら周辺の寄生容量の合成容量 (F)DOFF (t) =VG端子電圧

ターンオンポイント

ZCD端子電圧VZCD(H)VZCD(L)0

ターンオン遅延時間

ドレイン ソース間
電圧VDS
ドレイン電流ID
インダクタ電流IL

図 9-20臨界モードの動作とボトムオン動作

電流制限用抵抗 R10 の値は ZCD 端子の入出力電流が、絶対最大定格を超えないように設定します。
ZCD 端子に流れる電流は 3 mA 以下を推奨します。
なお、R10 の値は式(9)、式(10)の両方を満足する値を選定します。
1) ZCD 端子の流出電流による制限（パワーMOSFET オン時）

R10 >

N
√2 × VACRMS(MAX) × ND
P

3 × 10−3 (A)

(9)

(Ω)

ここで、
VACRMS(MAX)：商用入力電圧の上限の実効値 (V)NP：ブースト巻線 PP の巻数 (turns)
ND：補助巻線 DP の巻数 (turns)

R8

ZCD 11CS 10
FB_PFC 13

R15

R9

C10

C9

C22

AGND 8

図 9-19R5R162) ZCD 端子流入電流制限(パワーMOSFET オフ時)
ND
NP
(Ω)
R1 >
3 × 10−3 (A)VOUT ×(10)

PFC 部回路
ここで、VOUT：出力電圧 (V)NP：ブースト巻線 PP の巻数 (turns)
ND：補助巻線 DP の巻数 (turns)

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また、図 9-21 のように、R10 と C10 でボトム
オンのタイミングを調整します。
ZCD 端子の周辺部品の定数は、最終的に、実際の動作で EMI ノイズを確認して調整してください。
tDLY
VDSボトムポイント
自由発振

適切な遅延時間

遅延時間が短い
R10かC10を大きくする

図 9-219.9.

遅延時間が長い
R10かC10を小さくする

VDS ターンオンタイミング

9.11.1. PFC 部過電流保護機能 1
R5 の両端電圧 VRCS が VCS(OC1) = 0.50 V 以上になると、パルス・バイ・パルスで VG 端子の出力をオフにします。これにより、Q1 のドレイン電流の増加を抑制します。

9.11.2. PFC 部過電流保護機能 2
PFC 部過電流保護機能 2（PFC_OCP2）は、ブー
ストダイオード D4 が短絡するなど、瞬間的に Q1に大電流が流れた際に動作します。瞬間的な大電流により CS 端子電圧が VCS(OC2) = 1.50 V 以上になると PFC_OCP2 が動作し、VG 端子の出力をラッチ状
態で“L”にします。PFC 部の出力電圧が低下し、
FB_PFC 端子電圧が VLLC(OFF)以下になると、LLC 部の動作も停止します。ラッチ動作の解除は VCC 端
子電圧を VCC(OFF)以下にすることで行います。

臨界モードの PFC の場合、商用正弦波入力電圧の 1 周期でパワーMOSFET（Q1）の発振周波数が変化します。発振周波数は、正弦波の波高部が最も低く、ボトム付近ほど高くなります。また、負荷が低下すると全体的に周波数が上昇します。
スイッチング損失を抑制するため、本 IC は最高
発振周波数制限機能を搭載し、発振周波数を
fMAX = 300 kHz で制限します。

DP

VG

9.11. PFC 部過電流保護機能
図 9-22 に CS 端子の周辺回路を示します。本 IC
は 、 PFC 部 過 電 流 検 出 機 能 （ PFC_OCP ： PFC
Overcurrent Protection）を搭載しています。過電流を検出するため、パワーMOSFET（Q1）がオンしているときのインダクタ電流 IL(ON)を電流検出抵抗R5 で検出し、R5 の両端電圧 VRCS を CS 端子に入力します。CS 端子には R9、C9 の CR フィルタを接続します。
本 IC は 2 段階の過電流保護があります。

D6

8

R7

R13
Q1

R6

9

C5

C4
R14

R8

ZCD 11CS 10
FB_PFC 13
AGND

VOUT(PFC)

R12

R10

U1

D4

T1

C3

R15

R9

C10

C9

図 9-229.10. PFC 部最大オン時間
本 IC は、過渡状態時のトランスの音なりを抑制するため、PFC 部のパワーMOSFET（Q1）の最大
オン時間を tMAX_PFC = 18.3 µs に制限します。

IL(ON)PP

PFC 部最高発振周波数制限機能

C22

VRCS

R5

R16

CS 端子周辺回路

9.12. PFC 部出力過電圧保護機能
PFC 部の出力過電圧は、FB_PFC 端子または OVP
端子で保護できます。FB_PFC 端子は自動復帰タイプ、OVP 端子はラッチタイプの過電圧保護機能です。そのため、通常は FB_PFC 端子で過電圧保護を行ってください。何らかの異常が発生し FB_PFC 端子で過電圧保護ができない場合に、OVP 端子の過電圧保護を使用するようにします。
● FB_PFC 端子 PFC 部出力過電圧保護機能
FB_PFC 端子電圧が VOVP_PFC1（VREF_PFC = 2.500 Vの 1.060 倍）に達すると、FB_PFC 端子による PFC
部 出 力 過 電 圧 保 護 機 能 （ PFC_OVP ： PFC Output
Overvoltage Protection）が動作し、瞬時に VG 端子
出力を“L”にし、PFC 部のスイッチング動作を停止します。これにより、出力電圧の上昇を防止します。
その後、FB_PFC 端子電圧が VOVP_PFC − VOVP_PFC(HYS)まで低下すると、VG 端子はスイッチング動作を再SSC4S913-DSJ Rev.1.2
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開します。
● OVP 端子 PFC 部出力過電圧保護機能
OVP 端子電圧が VOVP_PFC2 = 2.70 V 以上になると、
OVP 端子による過電圧保護機能が動作し、瞬時にVG 端子出力を“L”にして、ラッチ状態で PFC 部のスイッチング動作を停止します。保護機能を解除するためには、AC 入力電圧を遮断し、VCC 端子電圧
を VCC(P.OFF)以下にする必要があります。

9.13. FB_PFC 端子低入力電圧保護機能
FB_PFC 端子低入力電圧保護機能（FB_PFC_UVP：FB_PFC Pin Undervoltage Protection）は、フィードバックループの異常で、FB_PFC 端子電圧が低下した場合に動作します。フィードバックループの異常には、R12～R15 のオープン、R16 のショート、
FB_PFC 端 子 の オ ー プ ン な ど が あ り ま す 。
FB_PFC_UVP は、フィードバックループの異常でFB_PFC 端子電圧が VUVP_PFC = 300 mV 以下になると、瞬時に VG 端子出力を“L”にし、PFC 部のスイッ
チング動作を停止します。これにより、VOUT(PFC)の異常な上昇を防止します。異常要因を取り除き、
FB_PFC 端子電圧が VUVP_PFC + VUVP(HYS)_PFC まで上昇
すると、VG 端子はスイッチング動作を再開します。

の動作になり、VFB_LLC が上昇するため、オン時間が増加して、周波数が低くなります。このように発振周波数を制御して、出力電圧を一定にします（制御はインダクタンス領域）。
重負荷時、VFB_LLC の上昇に伴い VRC のピーク値
が VRC_OCP1 = 1.87 V 以上になると、LLC 部過電流保護機能（LLC_OCP）が動作し、パルス・バイ・パ
ルスで電流を制限します。LLC_OCP の詳細は、9.21 項を参照してください。
C15 は 1 nF～10 nF 程度です。C15 の値は最大出力電力に影響するため注意が必要です。
2 次側エラーアンプ回路部の定数は、フォトカプ
ラ PC1 のコレクタ電流が FB_LLC 端子の最大ソース電流の絶対値 195 µA より多く流せるように設定します。特に、フォトカプラの電流伝達率 CTR は
経年変化を考慮した設計が必要です。R18 と C14 は位相補償用の抵抗とコンデンサです。R18 は 2.2 kΩ、
C14 は 0.1 μF 程度です。最終的に実機で動作を確認
して、定数を調整してください。
C3
D9 R26
Q2
VGH
U1
VS

24
R25
23

R27

D7 R23
VGL

T1

19

本 IC は自励発振で動作します。VG 端子のオフ
時間は、ZCD 端子でゼロ電流信号を検出して決定しています。ただし、VG 端子のオフ時間がリス
タート時間 tRS = 220 µs 以上継続すると、リスター
ト回路が動作し、VG 端子をターンオンします。このときの VG 端子のオン時間は tON(RS) = 1.70 µs です。
起動時や軽負荷時は、発振と停止を繰り返す間欠発
振動作になります。間欠発振動作時は、スイッチン
グ動作を安定させるためにリスタート回路が動作します。

FB_LLC

R51
R52

R54

R24

LGND 18
RC

VOUT+

C51

C18

R22

9.14. リスタート回路

D51

Q3

C19

16
15

C16

PC1

R53
C52

R19 C17
R20

R18

D52

U51

R55

VOUTC14 C15

図 9-23

PC1

FB_LLC 端子、RC 端子周辺回路

9.15. LLC 部定電圧制御
図 9-23 に FB_LLC 端子と RC 端子の周辺回路を示します。
FB_LLC 端子には、コンデンサ C15 とフォトカプ
ラ PC1 を接続します。フォトカプラは、負荷に応じて FB_LLC 端子からフィードバック電流を引き
抜き、FB_LLC 端子電圧 VFB_LLC を調整します。
軽負荷時は FB_LLC 端子からの引き抜き電流が増加し、VFB_LLC が低下すると、オン時間が減少して、動作周波数が高くなります。重負荷時はこの逆

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9.16. スタンバイ機能
本 IC は、軽負荷時の効率を改善するため、スタンバイ機能を搭載しています。外部信号により、スタンバイ動作に切り換えることができます。LLC
部と PFC 部のスタンバイ動作は連動しています。
詳細は、9.16.2 項を参照してください。

9.16.1. 外部信号による切り換え
外部信号でスタンバイ動作と定常動作を切り換える場合は、図 9-24 のように MC 端子にオン／オフ
回路を接続します。

U1

1次側

REG

17

VOUT (+)

R59
R60

R33

0

FB_LLC端子
電圧

0

LLC部
1次側巻線電流

スタンバイ
信号

Q52

PC2

スタンバイ動作

1.50 VVFB_LLC(ON)MC
14MC端子電圧VMC(OFF)VMC(ON)

2次側PC2能）。これにより、トランスの音鳴りを抑制できます。LLC 部のバースト発振周期は IC 内部で設定されています。LLC 部がバースト発振動作に切り換
わると、IC は FB_PFC 端子電圧の値に基づいて、PFC 部の出力電圧を制御します。FB_PFC 端子の電圧が基準電圧 VREF_PFC の約 90%になると、PFC 部（VG 端子）の発振を停止します。さらに FB_PFC
端子の電圧が低下し、VREF_PFC の約 89%になると、VG 端子の発振を再開します。このように、PFC 部
は FB_PFC 端子の電圧を検出してバースト発振動作をします。

バースト発振動作

0

VOUT(PFC)

発振停止期間C20
R17 C13 DZ1

図 9-24

C53

R58

VOUT (-)

スタンバイ信号入力回路

0

FB_PFC端子
電圧90% VREF_PFC

89% VREF_PFC
0

2 次側のスタンバイ信号入力端子を“L”にすると、フォトカプラ PC2 がオフします。これにより、MC
端子電圧が VMC(ON) = 0.20 V (min.)以下になると、ス
タンバイ動作に移行します。
スタンバイ信号入力端子を“H”にして、MC 端子の電圧が VMC(OFF) = 1.20 V (max.)より高くなるか、
FB_LLC 端子の電圧が 1.50 V (typ.)（内部基準電圧）より高くなると、スタンバイ動作から定常動作に復帰します。

9.16.2. スタンバイ動作
図 9-25 にスタンバイ動作時の波形を示します。
MC 端子の電圧が低下して、MC 端子スタンバイ移
行電圧 VMC(ON) = 0.55 V 以下になると、スタンバイ
動作に移行します。スタンバイ動作中は、スイッ
チング損失を低減するために、PFC 部、LLC 部ともにバースト発振動作を行います。
LLC 部は、バースト動作時に FB_LLC 端子の電圧変化を検出し、ドレイン電流の急峻な変化を抑制するように、VGH 端子と VGL 端子のスイッチング
周波数を制御します（ソフトオン／ソフトオフ機

VG端子電圧

バースト発振動作

t

図 9-25

スタンバイ動作波形

本 IC は、バースト発振動作時の発振停止期間にも LLC 部の保護機能が動作します。
電流共振外れや過電流が発生している状態でバー
スト発振が停止し、発振停止期間が 80 ms (min.)以上経過すると、リスタート回路（9.14 項参照）が動作します。スタンバイ動作中にリスタート回路が動作する場合は、電流共振外れや、スイッチングノイ
ズにより過電流保護機能が動作していないかなどの確認をしてください。

9.17. LLC 部デッドタイム自動調整機能
デッドタイムは、LLC 部のハイサイドとローサ
イドのパワーMOSFET（Q2、Q3）が両方ともオフ

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する期間です。デッドタイム期間が電圧共振期間より短い場合は、図 9-26 のように電圧共振期間の途中でパワーMOSFET がターンオン、ターンオフします。この場合、パワーMOSFET はハードスイッ
チング動作になり、スイッチング損失は増大します。
デッドタイム自動調整機能は、ハードスイッチング
動作にならないように、IC 内部で電圧共振期間を検出して、Q2 と Q3 の ZVS（Zero Voltage Switching）
動作を自動的に制御する機能です。電圧共振期間は電源仕様（入力電圧、出力電力など）によって変化しますが、本機能により電源仕様ごとのデッドタイ
ムの調整が不要になります。
VGL

Q(H) ドレイン電流
ID(H)ボディーダイオードに流れる期間：600 ns程度

図 9-28

ZCS 確認箇所

9.18. LLC 部電流共振外れ検出機能

VGH

デッドタイムQ3ドレイン電圧
VDS(L)

ハードスイッチング
により損失増大

電圧共振期間

図 9-26電圧共振期間ZVS 不具合波形

図 9-27 のように、本 IC は、ローサイドパワー
MOSFET のドレイン–ソース間電圧 VDS(L) 波形の立
ち上がりと立ち下がり時の dv/dt を VS 端子で検出して、この期間をデッドタイム期間に設定します。
これにより、ハイサイドとローサイドパワー
MOSFET の ZVS 動作を自動的に制御します。なお、デッドタイム自動調整機能は td(MIN) = 0.24 µs ～td(MAX) = 1.65 µs の間で動作します。
Q2
U1

Current Switching）動作をしているか（図 9-28 のドレイン電流がボディーダイオードに流れている期間
が 600 ns 程度確保されているか）、実働で確認する必要があります。

VGH

24

電流共振電源は、図 9-29 のインダクタンス領域で動作させます。キャパシタンス領域では電流共振
外れ動作になります。この共振外れを防止するため、一般的に電源仕様ごとに最小発振周波数を f0 より高く設定する必要があります。本 IC は、電流共振外れ検出機能を搭載しており、常に f0 より高い周波数を維持するように動作します。そのため最小発振周
波数の設定が不要で、設計の自由度が向上します。
また、共振周波数 f0 付近まで使用できるので、ト
ランスの利用効率が向上します。
本 IC は、共振電流を RC 端子で検出して、電流共振外れを判定します。電流共振外れの状態を
100 ms 継続すると、LLC 部のスイッチング動作を停止します。LLC_OLP 動作期間は、VCC_UVLO
による間欠発振動作を繰り返します（9.21 項参照）。
電流共振外れの検出電圧は、図 9-31、図 9-32 のよ
うに、負荷に応じて VRC1 = ±0.10 V か VRC2 = ±0.30
V に切り換わります。電流共振外れ検出機能は以下のように動作します。以下では、ハイサイドパワー
MOSFET を Q(H)、ローサイドパワーMOSFET を Q(L)
とします。

T2
インダクタンス領域

VS 23
VGL

Main

22

VDS(L)
C18
Q3

LGND

18

C19

インピーダンス

キャパシタンス領域

RV
Detector

動作領域

f0
共振周波数

ローサイド VDS(L) On

dv Offdt
dt

On

ハードスイッチング

ソフトスイッチング

デッドタイム期間

図 9-27VS 端子とデッドタイム期間

電流共振外れ

ここで、入力電圧上限で負荷下限の条件と、入力電圧下限で負荷上限の条件において、ZCS（Zero

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図 9-29 共振電源の動作領域

25

SSC4S913● ハイサイドパワーMOSFET がオンしている期間
図 9-30 にインダクタンス領域の RC 端子の波形、
図 9-31、図 9-32 にキャパシタンス領域の RC 端子の波形を示します。インダクタンス領域で動作している場合、Q(H)のオン期間に RC 端子電圧がプラス側の検出電圧を下方向に横切ることはありません（図 9-30 参照）。これに対し、キャパシタンス領域の場合は、プラス側の検出電圧を下方向に横切る
ポイントがあります。これを検出して電流共振外れと 判 断 し 、 Q(H) を オ フ 、 Q(L) を オ ン に し ま す（図 9-31、図 9-32 参照）。
● ローサイドパワーMOSFET がオンしている期間
Q(H)の動作とは逆に、キャパシタンス領域の場合
は、Q(L) のオン期間にマイナス側の検出電圧を上方向に横切るポイントがあります。これを検出して電流共振外れと判断し、Q(L) をオフ、Q(H) をオンにします。以上のように、電流共振外れをパルス・バ
イ・パルス方式で検出し、LLC 部の動作周波数を
電流共振外れ周波数と同期させることで、電流共振
外れの発生を抑制します。
VDS(H)

OFF

ON
RC端子
電圧

+VRC2

+VRC1

0

図 9-30C17 、 R20 は 、 RC 端 子 電 圧 の 絶 対 値 が|VRC2| = 0.30 V より高く、かつ絶対最大定格の±5.5 V以内になるように調整します。このとき、9.21 項のLLC 部過電流保護機能の調整に加え、電流共振外れが生じやすい、起動、電源入力電圧オフ、出力短絡、ダイナミック負荷急変などの動作の確認が必要です。

9.19. LLC 部リセット検出機能
電源起動時など、LLC 部の出力のフィードバッ
ク制御が開始していない場合は、共振動作に使う循
環電流の平衡状態が乱れることがあります。LLC
部のパワーMOSFET のオン期間中に循環電流がリセットできず、マイナス電流が流れた状態でパワー
MOSFET が切り換わると、ハードスイッチングになり、パワーMOSFET のストレスが増加します。
ここで循環電流とは、共振動作を行うために 1 次側だけに流れる電流です。リセット検出機能はこの
ハードスイッチングを防止します。
図 9-34 に、正常共振動作とリセット不具合発生
時のハイサイド側の動作とドレイン電流波形例を示します。リセット検出機能は、ハードスイッチングを 防 止 す る た め に 、 RC 端 子 電 圧 の 絶 対 値 が|VRC1| = 0.10 V 以上になるまで、オン期間を延長します。なお、オン期間が最大リセット時間tRST(MAX) = 5 μs より長くなった場合は、その時点でオン期間を終了し、ターンオフします（図 9-33 参照）。

インダクタンス領域の RC 端子の波形

VDS(H)

OFF

0

ON

VGH端子
電圧 LowHigh

VGL端子 High
電圧Low

共振外れ検出

RC端子
電圧 +VRC2
+VRC1
0

ID(H)

リセット不具合波形
マイナス電流状態でオン0

図 9-31

VRC1

ハイサイド側電流共振外れ検出（軽負荷時）
オン期間延長VDS(H)
0
RC端子
電圧 +VRC2+VRC1
0

図 9-32OFF

通常のオン期間tRST(MAX) = 5 μs

ON
共振外れ検出

図 9-33

ハイサイドオン期間のリセット検出機能動作例

ハイサイド側電流共振外れ検出（重負荷時）

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正常共振動作波形

リセット不具合波形

B

A

ID(H)

ID(H)

C

F

0
循環電流
Point A
VDS(H) = 0 V

Point D
VDS(H) = 0 V

Q(H)

Q(H)

Off

Lr

Q(L)

ID(H)

Off

Lp

Cv

Off

Lr

Q(L)

ID(H)

Off

Ci
Point EVDS(H) = 0 V

Q(H)

Q(H)

On

Lr

Q(L)

ID(H)

Q(L)
Off

Ci

Point F

Q(H)

Q(H)

Lr

Off

Lp

Q(L)

Lp

ID(H)
Cv

Ci
ボディーダイオードのリカバリー電流
ID(H)

Off

Lr

Lp

Q(L)
Cv

Ci
VDS(L) = 0 V でターンオン ⇒ ソフトスイッチング
図 9-34

Lr

On

Lp

Cv

Point C

Off

Lp

Cv

Ci
Point B
VDS(H) = 0 V

Off

E

D

On

Cv

Ci
VDS(L) >> 0 V でターンオン ⇒ ハードスイッチング

正常共振動作とリセット不具合のハイサイド側の動作とドレイン電流波形例

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9.20. LLC 部ハイサイドドライバ低入力電
圧保護機能

過電流検出と電流共振外れ検出双方で R20、C17 を調整します。

VB 端子と VS 端子間には、ハイサイドドライバ
低 入 力 電 圧 保 護 機 能 （ VB_UVLO ： VB Pin
Undervoltage Lockout）が搭載されています。VB–
VS 端子間の電圧が VBUV(ON) = 6.8 V 以上になると、内部のハイサイドドライバ回路が動作を開始し、VBUV(OFF) = 6.4 V 以下になると動作を停止します。
この VB_UVLO により、ブートストラップ回路用コンデンサ C21 がショートした場合の保護が可能です。

● R19、C16高周波ノイズ除去用です。R19 は 100 Ω～470 Ω、
C16 は 0.1 nF～1 nF 程度です。

9.21. LLC 部過電流保護機能、LLC 部過負
荷保護機能
LLC 部 過 電 流 保 護 機 能 （ LLC_OCP ： LLC
Overcurrent Protection）は、パワーMOSFET のピー
クドレイン電流をパルス・バイ・パルス方式で検出して、出力電力を制限します。図 9-35 の分流コン
デンサ C17 は、電流共振コンデンサ C19 に比べ小さく設定できます。これにより、1 次巻線から分流される検出電流は小さくなり、検出抵抗 R20 の損失を低減できるため、R20 には小形の抵抗が使用できます。共振電源は、入出力条件などから正確な共振電流の大きさを求める簡便な方法がありません。
そのため、R20 や C17 は、実機の動作状態で調整する必要があります。

過電流保護動作は、以下の 2 段階があります。

9.21.1. LLC 部過電流保護機能 1
LLC 部のパワーMOSFET に流れる電流が増加し、RC 端子電圧の絶対値が|VRC_OCP1| = 1.87 V より高くなると、LLC 部過電流保護機能 1（LLC_OCP1）が動作し、スイッチング周波数を上昇させて出力電力を抑えます。

9.21.2. LLC 部過電流保護機能 2
出力短絡時など、LLC 部のパワーMOSFET に急
激な過大電流が流れた場合の保護として動作します。
RC 端子電圧の絶対値が|VRC_OCP2| = 2.76 V より高くなると、LLC 部過電流保護機能 2（LLC_OCP2）が動作し、即座にパワーMOSFET のオン／オフを反転します。これと同時にスイッチング周波数を急速に上昇させて出力電力を抑えます。出力電力を抑え、RC 端子電圧が|VRC_OCP2| 以下になると、LLC_OCP1の動作になります。

C3
D9 R26

9.21.3. LLC 部過負荷保護機能

Q2
VGH
U1
VS

24
R25
23

R27

D7 R23
VGL

T1

R51
R52

C18

R54

R24

LGND 18

FB_LLC

VOUT+

C51

Q3

19
R22

RC

D51

C19

16
15

C16

PC1

R53
C52

R19 C17
R20

R18

D52

U51

R55

VOUTC14 C15PC1

図 9-35RC 端子周辺回路

R20、C17、R19、C16 の調整方法、定数の目安は以下のとおりです。
● R20、C17
R20 は 100 Ω 前後、C17 は 0.1 nF～0.33 nF 程度（C19 の 1%程度）です。R20 の検出電圧は、9.18項の電流共振外れの検出にも使用します。そのため、

LLC_OCP1 の 状 態 が LLC 部 OLP 遅 延 時 間
tDLY(OLP) = 100 ms 継続すると、LLC 部過負荷保護機
能（LLC_OLP：LLC Overload Protection）が動作します。LLC_OLP が動作すると LLC 部（VGH 端子、VGL 端子）のスイッチング動作を停止します。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。VCC 端子電圧が VCC(P.OFF)以下になると、保護を解除し、IC が再度起動します。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、
LLC_OLP 動作時は、VCC_UVLO による間欠発振
動作を繰り返します。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。

9.22. 過熱保護機能
IC の制御回路部の温度が、TJ(TSD) = 140 °C (min.)に 達 す る と 、 過 熱 保 護 機 能 （ TSD ： Thermal
Shutdown）が動作し、PFC 部（VGP 端子）と LLC

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部（VGH 端子、VGL 端子）のスイッチング動作を停止します。保護機能を解除するためには、AC 入
力電圧を遮断し、VCC 端子電圧を VCC(P.OFF)以下にする必要があります。

10. 設計上の注意点
10.1. PFC 部インダクタの設計
インダクタ T1 は、ブースト巻線 PP と補助巻線
DP で構成します。巻線 PP は昇圧、巻線 DP はオフタ
イミングの検出を行います。
以下に、巻線 PP と巻線 DP の計算方法を示します。
以下に示す計算式は近似式です。計算したインダク
タンス値で実機の動作を確認すると、ピーク電流や周波数などの値が、計算時の設定値と異なる場合があります。そのため、最終的に電源の仕様に合わせてインダクタンス値の調整が必要です。また、インダクタは、銅損・鉄損による温度上昇や磁気飽和に対し、適宜マージンを設けます。

10.1.1. ブースト巻線 PP
CRM モードのインダクタの LP 値は、以下のように求めます。
1) 出力電圧 VOUT(PFC)の設定
昇圧コンバータの出力電圧 VOUT(PFC)は、次式に示
すように商用入力電圧上限における波高値より高く設定します。
VOUT(PFC) ≥ √2 × VACRMS(MAX) × VDIF (V)

(11)

ここで、
VACRMS(MAX)：商用入力電圧の上限値 (V)VDIF：昇圧電圧（10 V 程度） (V)2) 動作周波数 fSW(SET)の設定
商用入力電圧の波高値部分における最低動作周波
数 fSW(SET)を決めます。
動作周波数は、商用入力電圧の波高値部分が最も低く、入力電圧が低くなるにしたがい高くなります。波高値部分の動作周波数 fSW(SET) は、可聴周波数（20 kHz）より高く設定します。
3) インダクタンス値 LP の算出
次式の VACRMS に商用入力電圧の上限と下限を代入し、LP を求め、値の小さい方を用います。

LP =η × VACRMS 2 × (VOUT − √2 × VACRMS )(H)
2 × POUT(PFC) × fSW(SET) × VOUT(PFC)

(12)

ここで、
VACRMS：商用入力電圧の上限／下限の実効値 (V)POUT(PFC)：出力電力 (W)fSW(SET)：商用入力電圧の波高値部分における最低動作周波数(kHz)η：PFC の効率（η はパワーMOSFET のオン抵抗
RDS(ON)と整流ダイオードの順方向降下電圧 VF に依存し、通常 0.90～0.97 の範囲です。）
4) インダクタピーク電流 ILP の算出
商用入力電圧下限値の波高値部分のピーク電流
ILP は、次式で求めます。
ILP =2√2 × POUT(PFC)(A)
η × VACRMS(MIN)

(13)

ここで、
POUT(PFC)：出力電力(W)
VACRMS(MIN)：商用入力電圧下限の実効値(V)η：PFC の効率（通常 0.90～0.97 の範囲）
5) 最大オン時間 tMAX_PFC
式(12)と式(13)より、商用入力電圧下限値の波
高値部分の最大オン時間 tON(MAX)_OP は次式で計算できます。
t ON(MAX)_OP =L P × IP
√2 × VACRMS(MIN)

(s)

(14)

ここで、
LP：インダクタンス値（式(12)より算出）
VACRMS(MIN)：商用入力電圧下限の実効値 (V)
最大オン時間は、IC 内部で tMAX_PFC = 18.3 µs に固定されています。tON(MAX)_OP が tMAX_PFC よりも小さくなるように、インダクタンス値を設定してください。

10.1.2. 補助巻線 DP
ブ ー ス ト 巻 線 PP と 補 助 巻 線 DP の 極 性 は 、
図 10-1 に示すとおりです。巻線 PP と巻線 DP の巻数比は、式(15)のように、パワーMOSFET がターンオフ後、ZCD 端子電圧が VZCD(H) = 1.40 V に対して十分高くなるように設定します。
VZCD(H)ND>
NP VOUT(PFC) − √2 × VACRMS(MAX)SSC4S913-DSJ Rev.1.2
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(15)

29

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ここで
NP：ブースト巻線 PP の巻数 (turns)
ND：補助巻線 DP の巻数 (turns)
VOUT：出力電圧 (V)10.2.5. 出力コンデンサ（C4、C51）

T1

VOUT(PFC)

PP

出力の平滑用の電解コンデンサは、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 タイプを使用してください。

D4

DP

U1

Q1
VG

C3

R10
11

ZCD

C10

図 10-110.2.6. 電流共振用コンデンサ（C19）

9

AGND
8

R5

C19 には、大きな共振電流が流れます。C19 は、損失が少ない大電流用のポリプロピレンフィルム
コンデンサなどを使用します。また、C19 には高周波数の電流が流れるため、コンデンサの周波数特性を考慮する必要があります。

ZCD 端子周辺回路

10.3. パターンレイアウト
10.2. 外付け部品
10.2.1. 共振トランス
共振電源は、トランスのリーケージインダクタン
スを用いるため、トランスの巻線は線経の細いリッツ線を束にしたものを使用し、渦電流、表皮効果の影響を小さくします。

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、図 10-2 に示す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、グランドライン
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。

10.2.2. PFC 部のインダクタ
インダクタは、銅損・鉄損による温度上昇や磁気飽和に対し、適宜マージンを設けます。

10.2.3. パワーMOSFET
パワーMOSFET の耐圧 VDSS は、PFC 部の出力電圧 VOUT(PFC)に対して十分にマージンがあるものを選定します。また、放熱器のサイズは、パワー
MOSFET のスイッチング損失とオン抵抗による損失を考慮して選定します。

10.2.4. PFC ブーストダイオード（D4）
PFC 回路のブーストダイオード D4 のピーク逆電
圧 VRSM は、PFC 部の出力電圧 VOUT(PFC)に対して十分にマージンがあるものを選定します。また、ノイズや損失を低減するため、逆回復時間 trr の短い高速ダイオードを推奨します。放熱器のサイズは、順
方向降下電圧 VF による損失と、リカバリー電流による損失を考慮して選定します。

図 10-2高周波電流ループ

図 10-3 に IC 周辺回路の接続例を示します。以下に示す内容も配慮してパターンを設計する必要があります。
1) 主回路パターン
PFC 回路、LLC 回路のスイッチング電流が流れる主回路パターンは、極力太く、電流ループを小さ
く配線します。
LGND 端子は LLC 回路の主回路のグランドです。
制御系のグランドと分けて PFC 回路の出力コン
デンサ C4 の根元に 1 点で接続します。また、LLC
回路のパワーMOSFET の駆動回路用に、LGND 端子の根元と、VCC 端子のコンデンサのグランド側

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を個別の配線で接続してください。

距離が離れている場合は、VCC 端子と AGND 端子の近くにフィルムコンデンサ C7（0.1 μF～1.0 μF 程度）などを追加します。

2) 制御系グランドパターン
AGND 端子と LGND 端子は基板上で最短で接続します。
制御系のグランドパターンに主回路の大電流が流れると、制御グランドの電位が変動し、IC の誤動作の原因になります。グランドパターンは、できるだけ太く、短く配線してください。
IC の制御系のグランドは、主回路パターンの配線と分けて、AGND 端子のできるだけ近くに 1 点で配線します。
また、グランドの配線（制御系のグランド、
AGND 端子、VCC 端子のコンデンサのグランド側）
は、それぞれ個別の配線で、PFC 回路の出力コン
デンサ C4 の根元に 1 点で接続します。

4) VB 端子周り
VCC 端子と VB 端子間に接続するブートスト
ラップ回路の部品（D7、R21）は、IC のできるだ
け近くに配置し、極力電流ループを小さく配線しま
す。VB 端子と VS 端子間のコンデンサ C21 も、短く配線してください。
5) IC の制御信号系部品
IC の制御信号系部品は、IC の近くに配置し、できるだけ短いパターンで IC の端子に接続します。
6) 2 次側整流平滑回路
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。

3) VCC 端子周り
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 C7 の

1) 太く短く配線

3) ループは極力小さく

D3

D1

D2

T1

R2

2) 基板上で最短で接続

6) 太く短く配線

R1

D4
T2
Q1

BR1

R4
C5

R8

C4

R9

D52

R5
C2

L1

R28

1 ST

R29

2

C6

5 VSENOVP

8 AGND

R32
C9
C10
R12

6 VCC
7

R7 D6

R10

R26

R27

C11 R11

D8

LGND 18

Q3
C18

R23

R14

REG 17

9 VG

RC 16

10 CS

FB_LLC 15

11 ZCDMC 14

12 COMPR22

D7
VGL 19C19

R33

FB_PFC 13

PC2

R13
R14

D9

C21
R21

C23

R6

VS 23

R3
C7

VAC

C51

Q2

VGH 24VB 22

R312) 専用パターンでC4の
根元に接続

R25

U1

R30

C1

D51

D5

C8

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C3

C12

R18
R19

C17

R15
R16

R20

C22

R17 C13 DZ1 C14 C15 PC1 C16C205) ICの近くに配置、
最短で接続

図 10-3

IC 周辺回路の接続例

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