© Semiconductor Components Industries, LLC, 2015
December, 2015 − Rev. 1
1 Publication Order Number:
DN06066JP/D
DN06066/D
低消費電力、オフ‐ライン、
定電圧電源
Table 1. DEVICE DETAILS
Device Application Input Voltage Output Power Topology I/O Isolation
NCP1014 Smart Meters, Electric Meters
85 to 265 Vac Up to 10 W Off-Line Buck Non-Isolated
Characteristic Output Specification
Output Voltage 10 to 28 Vdc Depending on Selected Z1 Zener Value Ripple Dependent on L2 Inductance and C6 ESR, Typically 1% Max
Nominal Current 50 to 325 mA Typical
Max Current 350 mA Maximum
Min Current Zero
PFC (Yes/No) No, (POUT < 25 W)
Minimum Efficiency 75% (Dependent on VOUT and IOUT Combination)
Inrush Limiting/Fuse Inrush Resistor (R1)
Operating Temp. Range 0 to +60°C (Dependent on U1 Heatsinking)
Cooling Method/Supply Orientation Convection
Signal Level Control None
回路の説明
このデザイン・ノートでは、
AC
ライン電源からの 絶縁が不要な白物家電、電気メータ、産業用機器、または照明アプリケーション向けの簡易な低電力
(10 W
以下)
、定電圧電源について説明します。出力電圧は
Z1
に適切なツェナ・ダイオードを使用するこ とによって、10
〜約28 V
に設定できます。出力電圧 の検知は、D7
、C8
、Z1
、Q2
、および関連抵抗で構 成されるレベル・シフト(
「ブートストラップ」)
回 路を利用して達成されます。出力負端子が入力バル ク・コンデンサのマイナスと共通でなければならな いアプリケーションでは、出力の直接電圧検知は不 可能です。これはコントローラのグランド・ノード がピーク入力DC
電圧とコモン・ライン間で切り替わ るためです。フィードバック経路でオプトカプラな しで電圧を検知するために、レベル・シフト「ブー トストラップ」回路は、U1
のMOSFET
がオフ状態に あるときにC8
の出力電圧のサンプルを(D7
を通じて)
格納するサンプル＆ホールド回路網として働きま す。オン時間中は、U1
のグランド基準がチョークL2
の入力電圧レベルまでシフトアップされ、センス・ダイオード
D7
が逆バイアスされます。C8
の電圧がZ1
のブレークダウン・レベルおよびQ2
でのB-E
降下を超えると、
U1
のフィードバック端子(
ピン2)
がプル ダウンされて安定化が行われます。この種のレベル・シフト電圧検知は、タップ付きインダクタ・タイ プのバックとは互換性がないことに注意してくださ い。
L2
に添加磁化成分があるため、真の負荷電流は最 大約350 mA
に制限して、U1
での過電流制限を回避し てください。L2
に約2.5 mH
以下のインダクタンスを 使用すると、有効な使用出力電流が減少するので、チョークの磁化電流を少なくするために、
2.5 mH
の 最小インダクタンス値が推奨されます。市販のチョ ークは、最高の効率を達成するために、定格出力電流が
0.5 A
でなければなりません。電流と出力電圧またはそのいずれかを低くするには、最大インダクタ ンス値について何らかの妥協を図ることができ ます。ただし、出力コンデンサ
C6
のESR
が高い場合 は、これらの値が低いと出力リップルにも影響が及 ぶことがあります。出力電力は熱的にも制限されます。そのため、
電力レベルが
5 W
以上の場合は、U1 (SOT−223
パッケ ージ)
のグランド・タブを十分広い面積のPC
ボード・クラッドに半田付けして、内部過熱回路が起動し ないようにします。
DESIGN NOTE
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DN06066/D
www.onsemi.jp 2 主な特長
•
導通型EMI
減衰のための入力フィルタ(Pi
ネットワーク)
•
最小部品点数、かつフィードバック用オプトカプ ラなしで定電圧出力を安定化•
簡易な回路構成を実現する700 V MOSFET
を内蔵する
NCP1014
モノリシック電流モード・コントロ•
ーラ簡単に異なる出力電圧に設定可能な回路•
内蔵短絡および過熱保護 回路図Notes: 1.VOUT set by Z1 (VOUT = VZ +1V) 2.L1 is Coilcraft MSS1260−105KL or similar. 3.Thick lines indicate recommended ground plane area. 4.U1 should be heatsunk via ground tab to copper clad area. 5.Crossed schematic lines are not connected.
4
1 2 3
U1 MMBT2222Q2 Z1 MMSZ24T1
D6 D7 MURA160
MURA160
Figure 1. Circuit Schematic
AC Input 85−265 Vac F1 0.5 A
R1 5.1 W, 2 W D1−D4 MRA4007 × 4 L1 1 mH, 0.6 A C2 10 mH, 400 Vdc × 2
C3
C1 4.7 nF “x”
C4 22 mF 25 V NCP1014 100 kHz (SOT−223)
L2 2.5 mH, 0.5 A C9 1 nFR7 1 kW
R6 100 W R5 100 kWC8 4.7 mF 35 V
R4 10 kW
Output 25 V, 325 mA
+ −
C7 0.1 mF 50 V C6 330 mF 35 V
+
+ ++ +
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www.onsemi.jp 3 出力チョーク設計
L2
は､断面積(Ae)
が0.2
平方センチメートルのEF−16 (E16/8/5)
フェライト・コアのボビン(
または類似のフ ェライト・コアおよびボビン)
に#28
磁気ワイヤを200
回巻き、コアにギャップを設けて巻線の両端で測定したとき
2.5 mH
のインダクタンスが得られるようにして製作できます。もう一つの効率が悪い方法は、
2
個の市販品Coilcraft RFB1010−122L
インダクタを直 列に接続して使用することです。参考資料
[1] ON Semiconductor Design Note DN06037/D: Low Power, Off-Line Buck, CVCC Power Supply [2] Data Sheet NCP1014/D
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