アプリケーションノート｜MV1002SC｜LED照明用1chドライバIC・擬似共振動作対応

CAT.No.1A0202-3 LEDドライバ用 制御 IC MV1002SC アプリケーションノート Ver. 2.2

MV1002SC 使用上の注意 このたびは、弊社製品をご使用いただき誠にありがとうございます｡ 当 IC をご使用の際は、お客様の安全を確保するため下記の警告ならびに注意を必ず守ってご使用下さい｡ 警 告 ! 誤った取り扱いをしたときに死亡や重大な人身事故および大きな物的損害に結びつく危険性のあるもの。 注 意 ! 誤った取り扱いをしたときに軽傷に結びつく恐れ、または軽微な物損事故に結びつく恐れのあるもの。 警 当 ICは、一般電子機器（事務機器・通信機器・計測機器・家電製品等）に使用されることを意図しております。誤動作や事 故が直接人体や生命を脅かす恐れのある医療器、航空宇宙機、列車、輸送機器（車載、船舶等）、原子力等の制御機器 告 ! には使用しないで下さい｡一般電子機器以外にご使用になる場合は弊社までご相談下さい｡ 修理や改造は、重大な事故につながりますので、絶対にやめて下さい｡ ! 《感電、破壊、火災、誤動作等の危険があります｡》 ! 異常時は出力端子に過大電圧が発生したり、電圧低下となる場合があります｡ 異常時の、負荷の誤動作や破壊等を想定 した保護対策（過電圧保護、過電流保護等の保護対策）を最終機器に組み込んで下さい。 注 入力端子、出力端子の極性を確認し誤接続の無いことを確認してから通電して下さい。 意 ! 《保護素子が切れたり、発煙・発火の原因になります｡》 ! 決められた入力電圧を必ず守っていただくとともに、入力ラインに必ず保護素子を挿入して下さい｡ 《異常時には発煙・発火の危険があります｡》 ! 使用中に故障または、異常が発生した時は、すぐに入力を遮断して電源を停止させて下さい｡また、直ちに弊社にご相談 下さい｡ ●本資料に記載されている内容は、製品改良などのためお断りなしに変更することがありますのでご了承下さい｡ ●御使用頂く際には、仕様書の取り交わしをして頂けます様お願いします。 ●ここに記載されたすべての資料は正確かつ信頼し得るものでありますが、これらの資料の使用によって起因する損害または特許権その他権 利の侵害に関しては、当社は一切その責任を負いません｡ ●本資料によって第三者または当社の特許権その他権利の実施に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。 ●本資料の一部または全部を当社に無断で転載または複製することを堅くお断りいたします｡ ! 当社は、品質と信頼性の向上に絶えず努めていますが、半導体製品はある確率で故障が発生したり、誤動作する場合があります。必要に応 じ、安全性を考慮した冗長設計、延焼防止設計、誤動作防止設計等の手段により結果として人身事故、火災事故、社会的な損害等が防止できる ようご検討下さい。 ! 本資料に記載されている当社半導体製品は、特別に高い品質・信頼性が要求され、その故障や誤動作が直接人命を脅かしたり、人体に危 害を及ぼす恐れのある機器あるいはシステムに用いられることを目的として設計、製造されたものではありません。下記の特別用途、特定用途 の機器、装置にご使用の場合には必ず当社へご連絡の上、確認を得て下さい。 特別用途 輸送機器（車載、船舶等）、基幹用通信機器、交通信号機器、防災/防犯機器、各種安全機器、医療機器 等 特定用途 原子力制御システム、航空機器、航空宇宙機器、海底中継器、生命維持のための装置 等 ! なお、IC製品に関しては、特別用途・特定用途に限らず、連続運転を前提として長期製品寿命を期待される機器、装置にご使用される場合 に関しては当社へお問い合わせ下さい。 当社は IC 製品を安全に使っていただくために回路支援をしております。弊社担当営業または商品企画にお問い 合わせ下さい。 CAT.No.1A0202-3 1

MV1002SC 目 次 1. 概要 ··············································································································································· 4 1.1 特長 ·········································································································································· 4 1.2 ブロック図 ··································································································································· 4 1.3 端子配置図 ································································································································· 5 1.4 端子機能一覧 ······························································································································ 5 2. 基本動作の説明 ································································································································ 6 2.1 起動シーケンス ···························································································································· 7 3. 部品選定の手順と設計方法 ················································································································· 8 3.1 基本回路構成について ··················································································································· 8 3.2 部品選定について ························································································································· 9 3.2.1 MOSFET の選定 ················································································································· 9-10 3.2.2 回生ダイオードの選定 ·············································································································· 10 3.2.3 電流検出抵抗の選定 ··············································································································· 10 3.2.4 インダクタの選定 ····················································································································· 11 3.2.5 ゲート駆動回路の選定 ·············································································································· 11 3.2.6 Svin,Svout 端子の抵抗の選定 ··································································································· 12 3.2.7 CS 端子フィルタの選定 ············································································································ 12 3.2.8 Vcc 端子平滑用コンデンサの選定 ······························································································· 13 3.2.9 REF 端子のコンデンサの選定 ···································································································· 13 3.2.10 Svin 端子のコンデンサの選定 ·································································································· 13 3.2.11 共振コンデンサの選定 ············································································································· 13 3.2.12 入力コンデンサ、出力コンデンサの選定 ······················································································· 13 3.2.13 Svout 端子のコンデンサの選定 ···························································································· 13-14 3.3 補助巻線使用タイプについて ··········································································································· 15 3.3.1 補助巻線使用タイプ回路構成 ····································································································· 15 3.3.2 補助巻線の選定 ····················································································································· 15 3.3.3 補助巻線整流用ダイオードの選定 ··························································································· 15-16 3.3.4 補助巻線を利用した LED オープン保護 ························································································· 16 4. パターン設計上の注意 ························································································································ 17 4.1 注意事項 ···································································································································· 17 4.2 基板パターン例 ···························································································································· 18 CAT.No.1A0202-3 2

MV1002SC 5. 調光特性について ····························································································································· 19 5.1 各モードの動作 ···························································································································· 20 5.1.1 [A]周波数変調領域 ················································································································ 20 5.1.2 [B]オフ時間変調領域 ·········································································································· 21-22 5.1.3 [C]最小調光領域 ··················································································································· 23 5.2 PWM 調光について ······················································································································· 24 5.2.1 100%調光と最小調光領域での PWM 調光 ····················································································· 24 5.2.2 リニア調光と PWM 調光の組み合わせ ·························································································· 25 5.3 調光回路 ··································································································································· 26 5.3.1 PWM 信号を平滑する調光回路例 ································································································ 26 6. アブノーマル時の動作について ············································································································· 27 6.1 LED オープン ······························································································································ 27 6.2 LED ショート ······························································································································· 27 6.3 異常発熱 ···································································································································· 28 6.4 CS 端子オープン ·························································································································· 28 6.5 CS-GND 端子ショート ··················································································································· 28 6.6 電流検出抵抗オープン ··················································································································· 28 6.7 電流検出抵抗ショート ····················································································································· 28 7. 標準回路例 ······································································································································ 29 7.1 電源仕様および回路図 ··················································································································· 29 7.2 電源特性 ···································································································································· 30 7.3 動作波形例 ····························································································································· 30-31 CAT.No.1A0202-3 3

MV1002SC 1.概要 1.1 特 長 MV1002SC は外部からの電源供給により、低圧ピンのみで構成を可能とした LED 照明用ドライバ IC です。 補助巻線なしで電流臨界モードによる擬似共振動作が可能なため、シンプルな電源構成で高効率・低ノイズを実現できます。 一般的な電流臨界モードは、調光率の低下とともにスイッチング周波数が上昇するため、スイッチング損失の増加や調光下限 値の制限といった欠点があります。MV1002SC では調光率が低下すると自動的に臨界動作から不連続動作に切り替わるため、 スイッチング周波数の上昇を抑制し、スイッチング損失の低減とフリッカのない滑らかな深調光を実現できます。 MV1002SC の主な特長は以下となります。 ■ 補助巻線なしでの擬似共振動作が可能 ■ 電流臨界モードによる擬似共振動作で、入力変動が小さく高効率・低ノイズ ■ オフ時間変調により深調光が可能（1%以下） ■ PWM 調光およびリニア調光が可能 ■ 補助巻線を利用した LED オープン保護が可能 ■ 過熱保護・UVLO・LED ショート保護機能内蔵 ■ 外部起動回路を利用し、低圧ピンのみで構成可能 1.2 ブロック図 N/C Vcc Svin Svout Ｚｅｒｏ Ｃｕｒｒｅｎｔ ON Vcc Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Trigger OVP UVLO Vreg=5V(typ） OVP S R Q Restart Bandgap TSD Timer GND - + Latch Signal UVLO Vcc STOP Signal Dimming - + Control Level Gate REF OFF Logic Ｓhift Drive Trigger + Gate - Vth_CS LEB CS CAT.No.1A0202-3 4

MV1002SC 1.3 端子配置図 Index Mark TOP VIEW Svout 1 (8) N/C Svin 2 7 REF Marking Area CS 3 6 Vcc GND 4 5 Gate Package : SOP8J 1.4 端子機能一覧 端子番号 記号 端子名 1 Svout ゼロ電流検出端子 2 Svin ゼロ電流基準端子 3 CS 電流検出端子 4 GND グランド端子 5 Gate 主スイッチ用 MOSFET 駆動端子 6 Vcc IC 電源端子 7 REF 調光端子 8 N/C N /C 端子 CAT.No.1A0202-3 5

MV1002SC 2.基本動作の説明 MV1002SC は臨界型降圧チョッパ方式の制御 IC であり、回路構成は図 1、MOSFET およびダイオードに流れる電流波形は それぞれ図 2 の Id,IFとなります。一般的な臨界型降圧チョッパ回路は IFがゼロになってから MOSFET がオンするため、ダイオ ードのリカバリ電流がほとんどなく、PWM 型回路に比べて低損失・低ノイズになります。その一方では、出力電流（LED 電流）の 変化にともない発振周波数が大きく変化し、調光特性・効率が悪化するのが欠点です。 MV1002SC は、電圧変換された Id を電流検出端子（CS 端子）で検出し、CS 基準電圧に達すると MOSFET をオフします（ピ ーク電流検出）。また、ダイオード電流 IF がゼロになり Svout 電圧が Svin 電圧を下回ったことを検出（ゼロ電流検出）し、 MOSFET をオンさせて臨界制御を行います。チョーク両端の電圧（図 2 の①と②）を抵抗分圧し Svin 端子・Svout 端子に入力す ることで、補助巻線なしで臨界動作を実現できます。さらに、オフ時間変調機能により、調光時の周波数上昇を抑制することがで き、深調光時にも安定した効率・調光特性を得ることができます。（P.19 5 項 【 調光特性について 】 参照） Vi　 Id Vo IF Io ② 8 2 1 N/C Svin Svout ① REF 7 REF Gate 5 MV1002SC CS Vcc GND 3 6 4 Vcc GND 図 1 臨界型降圧チョッパ回路 Ip Io Id IF 0 Vi Vo ②電圧 ①電圧 交点を検出 0 ICの検出遅れ + ゲートの遅延 図 2 臨界型降圧チョッパにおける MOSFET とダイオードの電流波形およびチョーク両端の電圧波形 CAT.No.1A0202-3 6

MV1002SC 2.1 起動シーケンス MV1002SC は、Vcc 端子に動作開始電圧（Vcc_start）以上の電圧を外部より供給することで、IC が動きだします。REF 端子 へ印加する信号は、安定動作のため極力 Vcc 電圧が Vcc_start 以上になっている状態で印加するようにしてください。 図 1 の回路構成にて Vcc→REF のシーケンスで起動した際の動作例を、図 3 に示します。 通常の起動動作は、Vcc 電圧が Vcc_start 以上になると発振を開始し、出力電圧が上昇することで Svin 電圧と Svout 電圧が 交差するためゼロ電流検出ができるようになります。（図 3(a) 起動動作 OK） 一方、ゲート抵抗値 R4 が大きい場合や LED と並列に接続するダミー抵抗値が小さい場合など出力コンデンサに充電しにくい 条件では、発振開始後も出力電圧が上昇せずにゼロ電流検出ができないことがあります。ゼロ電流検出ができなくなると通常の ピーク電流検出ではなく、強制的に最小オン時間と最大オフ時間で動作するリスタート動作となります。いつまでもゼロ電流検出 ができないとリスタート動作を継続するため、起動できなくなります。（図 3(b) 起動動作 NG） 実機にて起動時の Svin 電圧と Svout 電圧を測定し、ゼロ電流検出ができていることを必ず確認してください。 Vi Vi Vcc_start=7.2V Vcc_start=7.2V Vcc Vcc REF Vth_REF REF Vth_REF Vo Vo Svin Svout Svin Svout Svout Svout Svin Svin Gate Gate IL IL Io Io 図 3(a) 起動動作 OK 図 3(b) 起動動作 NG CAT.No.1A0202-3 7

MV1002SC 3.部品選定の手順と計算方法 計算はあくまでも概算であり、実際の回路では個々の部品の特性や IC の検出遅れなどの影響により誤差が発生します。実機 でご確認のうえ調整してください。 またオシロスコープにて波形検証する場合は、プローブの容量成分により波形や特性が変化しますので、注意してください。 Svin 端子、Svout 端子、CS 端子、MOSFET の D-S 間を測定する際は特に注意してください。 なお、本資料に記載する数値については、特に指定がない場合は TYP 値を使用しています。 3.1 基本回路構成について 基本回路構成を図 4、基本動作波形を図 5 に示します。 図 4 では、チョーク両端電圧の検出により補助巻線が不要となり、回路構成がシンプルになり低コストで構成できます。 LED+ Vin　 C2 D1 LED R6 R5 LED- L1 C1 R8 R7 IL VDS R5 D2 8 2 1 Q1 N/C Svin Svout 5 Cr Vcc 6 Vcc Gate R4 MV1002SC R3 3 CS REF 7 REF GND 4 C8 C4 C3 R2 R1 C9 C5 GND 図 4 基本回路構成 VDS (Q1のD-S電圧波形) Vi+VF Vi-Vo Vi-2Vo-VF(谷点の電圧)　 IL (Lの電流波形) L ton =  Ip (Vi −Vo) Ip L toff1=  Ip Io (Vo +VF ) （※）図はtoff2期間を強調しております 図 5 基本動作波形 CAT.No.1A0202-3 8

MV1002SC 3.2 部品選定について 仕様決定から調整までの設計手順例を以下に示します。本項の設計方法は、電気的な設計方法の一例です。 必要に応じて公的機関の定める安全基準や貴社内規に沿って設計してください。 仕様決定 基本設計 【3.2　部品選定について】 P.9～P.14 参照 【3.3　補助巻線使用タイプについて】 P.15～P.16 参照 電源作成 　動作チェック 100%調光時で、共振電圧の谷点で No 　・Svoutコンデンサの調整　…P.13-14 ターンオンしているか？ 　・共振コンデンサの調整　…P.13 yes オフ時間変調領域で No 　・CSフィルタの調整　…P.12 誤検出は起きていないか？ 　・ゲート抵抗の調整　…P.11 　・共振コンデンサの調整　…P.13 　・パターンの修正　…P.17 yes No 出力電流は 　・電流検出抵抗の調整　…P.10 許容内か？ yes 設計終了 ※設計終了後に部品定数を変更した際には、再度動作チェックを行ってください。 3.2.1 MOSFET(Q1)の選定 MOSFETには図 5のような電圧が印加されます。印加電圧の最大値は、ほぼ入力電圧の最大値と等しくなりますが、実際には パターンの L成分などによりスパイク電圧が発生することがありますので、実機でご確認のうえ耐圧に余裕のある部品を選定して ください。 電力の大きい照明器具ではオン抵抗の低い MOSFET が有利ですが、小電力の照明器具では Ciss や Coss などの容量成分 の小さい MOSFET を選定した方が高効率で、かつ良好な調光特性を得ることができます。 IC の消費電力は入力電圧と消費電流の積、消費電流はロジック電流とゲート駆動電流の和となりますので、できるだけゲート 容量の小さい MOSFET を選定してください。（表 1 MOSFET 推奨部品 参照） CAT.No.1A0202-3 9

MV1002SC 表 1 MOSFET 推奨部品 (2015 年 1 月現在) 製品名 耐圧(V) Id(A) Ron(typ) Ron(max) Qg(nC) Ciss(pF) Coss(pF) メーカー パッケージ P3B28HP2 280 3 1.7 2 3.6 120 25 新電元 FB P6B28HP2 6 0.66 0.85 5.7 240 43 新電元 FB P1R5B40HP2 400 1.5 4.2 5 3.9 120 20 新電元 FB P4B40HP2 4 1.54 1.9 6.5 245 33 新電元 FB P1B52HP2 525 1 6 7.2 4.3 125 20 新電元 FB P5B52HP2 5 1.4 1.7 10.5 400 45 新電元 FB P6B52HP2 6 1.1 1.35 15 520 58 新電元 FB P0R5B60HP2 600 0.5 8.3 10 4.3 120 18 新電元 FB 3.2.2 回生ダイオード(D1)の選定 MOSFET同様に入力電圧以上の耐圧が必要です。また、trr=100nsec以下を目安に高速スイッチングに適した FRD(ファストリ カバリダイオード）を選定してください。（表 2 回生ダイオード推奨部品 参照） 表 2 回生ダイオード推奨部品 (2015 年 1 月現在) 製品名 耐圧(V) Io(A) VF(V) Cj(pF) trr(ns) メーカー パッケージ D1FL20U 1.1 0.98 - 35 新電元 1F 200 D2FL20U 1.5 0.98 - 35 新電元 2F D1FL40U 1.5 1.2 11 25 新電元 1F 400 D2FL40 1.3 1.3 - 50 新電元 2F D1FK60 0.8 1.3 11 75 新電元 1F 600 D2FK60 1.5 1.3 16 75 新電元 2F 3.2.3 電流検出抵抗(R1,R2)の選定 CS 端子の電流検出しきい値 Vth_CS=0.495V、R1//R2=Rcs とします。図 5 において、toff2 が ton,toff1 に対して十分に小さ い場合、Id のピーク電流 Ip は出力電流 Io の 2 倍となるため、Rcs は 100%調光時出力電流 Io（max）を用いて次のように計算 することができます。 Vth_CS 0.495 Rcs = = Ip 2 Io(max) 現実としては、toff2 および検出の遅れにより実際の電流値は計算値と若干異なりますので、適切な抵抗値は実機にて調整して ください。 CAT.No.1A0202-3 10

MV1002SC 3.2.4 インダクタ（L1）の選定 入力電圧を Vi、出力電圧（LED 電圧)を Vo、スイッチング周波数を f、インダクタンスを L、回生ダイオード D1 の順方向電圧を VFとした場合、toff2 を無視するとインダクタンスは次のように計算できます。 (Vi −Vo) (Vo +V ) L = F 2 f  Io (Vi +VF ) スイッチング周波数は、入力電圧変動および調光によって変動します。 一般にインダクタには図 6(a)のような直流重畳特性があり、電流が増えるとインダクタンスが低下します。これにより、図 6(b)の 実線のような MOSFET の電流波形となるため、出力電流 Io は計算値より若干小さくなります。 また、インダクタには出力電流 Io の約 2 倍のピーク電流 Ip が流れるため、Ip におけるインダクタンス低下に注意して部品を選 定してください。 Ip L 電流を流すとインダクタンスが低下 IL 0A 図 6(a) インダクタの直流重畳特性 図 6(b) インダクタンス低下時の MOSFET 電流波形 3.2.5 ゲート駆動回路（R4,R9,D2）の選定 IC 内部でゲートの充電電流(IG_source)は約 40mA、放電電流(IG_sink)は約 425ｍA に制限されているため、R4=0Ωすなわ ち直結でも使用することができます。R4 を挿入することで遅延時間の調整、ノイズの低減、調光特性の改善などを行うことができ ます。ただし、挿入する R4 の抵抗値を大きくしすぎると、一度リスタート動作に入ると、いつまでもゼロ電流検出ができくなリスタ ート動作を継続してしまう可能性があります。 R4 の抵抗値を決める際には、REF 電圧=0V で起動させた場合においてもゼロ電 流検出ができていることを必ず確認してください。 また、R4 を挿入すると放電電流も制限されてしまいますが、良好な定電流特性を得るためには遅延時間を小さくする必要があ るため、放電用のダイオード D2が必要となります。放電電流は抵抗 R9 で調整できます。 なお上記充電電流、放電電流については Vcc=9V 時の値であり、Vcc の値によって充電電流、放電電流値は異なります。 CAT.No.1A0202-3 11

MV1002SC 3.2.6 Svin,Svout端子の抵抗(R5,R6,R7,R8)の選定 Svin,Svout 端子は、L1 の両端電圧の反転を検出してオンタイミングを決定（ゼロ電流検出）するためのコンパレータ入力です。 コンパレータの良好な特性を得るために、端子入力電圧は 3.5V以下としてください。Lの両端は高電圧なので、図 7の回路図の ように分圧抵抗(R5,R6,R7,R8)が必要となります。 なお、基本回路の構成上、分圧抵抗（R5～R8）と IC 内部抵抗（25kΩ）を介して LED リーク電流が流れます。IC 停止時および 最小調光時の出力電流を小さくしたい場合は、3.3 項記載の補助巻線使用タイプで設計してください。 Svin 端子、Svout 端子の電圧波形と内部回路図を図 7 に示します。 R5 V 最大入力時 R6 L1 3.5V以下 Svout MV1002SC Comp R7 Svin - 2 + 1 R8 Delay C9 C8 4 25kΩ 25kΩ t toff1 図 7 ゼロ電流検出動作波形と内部回路図 最大入力電圧のとき、Svout 端子の電圧が 3 V 程度となるように、下記式にて R7,R8 を選定してください。 25k  (Vi _ max+V ) R7+ R8 = F －25k 3 R5,R6 は R7,R8 より 5％小さい抵抗値を選定してください。（P.28 6.2 項 【 LED ショート 】参照） R5,R6,R7,R8 は±1％以下の高精度品をご使用ください。 なお、出力電圧 Vo が最大入力電圧 Vi に対して 10%以下となる仕様の場合は、ゼロ電流検出ができなくなる可能性がありま す。その場合は、P.15 3.3 項記載の補助巻線使用タイプで設計してください。 3.2.7 CS 端子フィルタ(R3,C4)の選定 R3 および C4 は、CS 端子へのノイズの侵入を防止するためのフィルタです。R3 を 0Ω～数 kΩ程度、C4 を 10pF～100pF で 調整することで、オフ時間変調領域でのターンオンノイズによるオフタイミングの誤検出を改善することができます。なお、フィルタ 定数を調整する際には、REF 電圧仕様範囲で REF 端子電圧 VREF を細かく刻み、実機にて誤検出の有無を確認してください。 （詳細については、P.21-22 5.1.2 項【 [B]オフ時間変調領域 】を参照してください） 一方でフィルタ定数を大きくしすぎると検出遅れが大きくなり、設定出力電流値および入力電圧による出力電流変動が大きくなり ます。必要に応じて電流検出抵抗（R1,R2）やインダクタを再選定してください。 CAT.No.1A0202-3 12

MV1002SC 3.2.8 Vcc端子平滑用コンデンサ(C3)の選定 C3は、Vcc端子の電源電圧を安定させるためのコンデンサです。Vcc端子電圧波形をご確認の上 0.1uF以上のコンデンサを 選定してください。極端に大きい容量を選定すると起動時間が長くなりますので、実機にて確認してください。 3.2.9 REF端子のコンデンサ(C5)の選定 C5は、ノイズによる誤動作を防止するためのコンデンサです。コンデンサ容量は、1000pF程度としてください。調光方法につい ては、P.19 5 項【 調光特性について 】を参照してください。 3.2.10 Svin 端子のコンデンサ(C9)の選定 C9 は、ノイズによる誤動作を防止するためのコンデンサです。コンデンサ容量は、1000pF 程度としてください。 3.2.11 共振コンデンサ(Cr)の選定 Crを追加することにより、共振期間の調整だけでなくターンオフノイズを低減する効果があります。ただし、ターンオンノイズが増 える場合があるので注意が必要です。また、Cr が大きいと調光特性および効率が悪化するため、通常は未実装を推奨しており、 追加する場合は必要最小限となるよう実機にて調整してください。 3.2.12 入力コンデンサ(C1)、出力コンデンサ(C2)の選定 入出力コンデンサは、リプル電流許容値、寿命、出力保持時間等を考慮して選定してください。コンデンサのリプル電流につい ては、以下の計算式で算出することができます。 入力コンデンサのリプル電流 出力コンデンサのリプル電流 1 D  Io Iripin = Ip D −  Iripout =  3 4  3 ここで、D はスイッチングデューティを表します。 D は入出力電圧の関係から、 D = Vo / Vi の関係式で求めることができます。 入力コンデンサには、全波整流や PFC など入力回路側のリプルが重畳されますので、それらを考慮して選定してください。 3.2.13 Svout端子のコンデンサ(C8)の選定 C8 は、図 7 における Delay を調整し、オンタイミングを調整するためのコンデンサです。C8 を用いたオンタイミングの調整につ いては、P.14 の【 擬似共振動作における共振期間についての補足説明 】を参照してください。 なお、C8 はノイズによる誤動作防止のコンデンサとしての役割もあります。コンデンサ容量は、10～100pF 程度を目安に、実機 にて調整してください。 CAT.No.1A0202-3 13

MV1002SC 擬似共振動作における共振期間についての補足説明 VDS toff2 Vi+VF ゲートチャージ特性例 Vi-Vo Vb t VGS 共振周期の1/4 Vth t Tdon Qg(Vth)/IG_source Qg（Vth）：ゲートしきい値に Tdon ：応答遅れ時間 達するまの蓄積電荷量 図 8 Delay 時間の調整 理想的には図 8 のように共振の谷で MOSFET がオンすることが望ましく、そのときの条件は以下の式で表すことができます。 1 Qg(Vth) 2 L (Cr +Coss+Cj) = Td on + 4 Ig Coss：MOSFET の出力容量 Cr：D-S 間コンデンサ容量 Cj：回生ダイオードの接合容量 このとき、Vb=Vi-2Vo-VF となるため、スイッチングロスが最も少なくなります。実際には必ずしも上記の条件とはなりませんが、 厳密に谷点でオンする必要はありません。極端にズレている場合は下記の方法で調整することができます。 （1）左辺が大きい場合 （2）右辺が大きい場合 VDS VDS t t ⇒オンタイミングを遅らせる ⇒共振周期を長くする ・C8 または R4 を大きくする ・Cr を追加（大きく）する CAT.No.1A0202-3 14

MV1002SC 3.3 補助巻線使用タイプについて 3.3.1 補助巻線使用タイプ回路構成 MV1002SC は図 9 のように補助巻線を使用する事で、LED オープン時などの出力過電圧保護および発振停止時の LED リー ク電流低減が可能になります。また、出力電圧 Vo が最大入力電圧 Vi に対して 10%以下となる仕様の場合に確実に動作させる ことができます。（P.12 3.2.6項 【 Svin,Svout 端子の抵抗の選定 】参照） 部品選定については、補助巻線および補助巻線整流用ダイオードの選定が必要となります。 LED+ Vin　 C2 D1 LED L1 LED- Nc Np R12 D3 C1 IL R10 R11 VDS R5 D2 8 2 1 Q1 N/C Svin Svout D4 5 Cr Vcc 6 Vcc Gate R4 MV1002SC R3 3 CS REF 7 REF GND 4 C8 C4 C3 R2 R1 C9 C5 GND 図 9 補助巻線使用タイプ回路構成 3.3.2 補助巻線(Nc)の選定 補助巻線電圧を整流し Vcc 端子に印加される電圧を Vc とすると、以下の式より Vc を求めることができます。調光や LED の VF バラツキによる Vo 変動を考慮して、Vc 電圧が 10V～16Vの範囲となるように巻数比を選定してください。 Nc Vc  Np：インダクタンス L1 の巻数[T] Np Vo Nc：補助巻線の巻数[T] 巻線の巻数比や結合状況によっては補助巻線にサージ電圧が発生し、設定した Vc 電圧よりも高くなる可能性があります。実機 にて、Vc 電圧が 10V～16V の範囲に収まっていることを確認してください。 3.3.3 補助巻線整流用ダイオード(D3)の選定 D3 には次の式で表される逆電圧 Vr が印加されます。耐圧に注意して選定してください。 Nc Vr = Vi Np 入力電圧が最大のときに D3 の逆電圧も最大となります。なお、D3 には FRD（ファストリカバリダイオード）をご使用ください。 （表 3 整流用ダイオード推奨部品 参照） CAT.No.1A0202-3 15

MV1002SC 表 3 整流用ダイオード推奨部品 (2015 年 1 月現在) 製品名 耐圧(V) Io(A) VF(V) Cj(pF) trr(ns) メーカー パッケージ M1FL20U 200 1.1 0.98 - 35 新電元 M1F M1FL40U 400 1.5 1.2 11 25 新電元 M1F D1FK60 600 0.8 1.3 11 75 新電元 1F また、D3 と直列に抵抗 R12を挿入することで、補助巻線のサージ電圧による Vcc 端子への影響を抑制し、Vc 電圧の上昇を低 減することができます。 R10,R11 については、R10=1MΩ、R11=220kΩを使用してください。 なお、補助巻線使用タイプでの Svin 端子,Svout 端子の波形は図 10 のようになります。 V L1 Svout 1.5V程度 Vccへ D3 Nc Np 0.3V程度 MV1002SC Svin Comp R10 0 t - 2 R11 + 1 C9 C8 4 内蔵ダイオードによりクランプ 25kΩ 25kΩ 図 10 補助巻線使用タイプでの Svin 端子,Svout 端子波形 3.3.4 補助巻線を利用した LED オープン保護 図 9 の構成でインダクタ L1 の補助巻線を利用することにより、LED オープン時などの出力過電圧を保護することができます。 Vcc 端子には過電圧を検出してラッチ停止する機能があり、Vcc 端子電圧が 20.7V(typ.)で動作を停止します。図 9 の極性に補 助巻線を巻いた場合、補助巻線電圧は出力電圧に比例するため、LED オープンにより発生する過電圧を間接的に検出し停止す ることができます。 ラッチ停止するときの出力電圧 Vovp は、次の式より求めることができます。 20.7 Vovp = Vo Vc なお、入力電圧 Vi と出力電圧 Vo の差が小さい場合は、Vcc 電圧が 20.7V に達しない場合があり、補助巻線による LED オー プン保護が働かない可能性ががあります。 CAT.No.1A0202-3 16

MV1002SC 4.パターン設計上の注意 4.1 注意事項 図 11 は、図 4 と同じ回路で、パターン設計を考慮して書き換えた配線図になります。パターン設計する際には、下記 4 点につ いて考慮してください。なお、項目１と項目２については、誤検出の要因になり得ますので、設計の際には特に配慮してください。 1. 網かけで示す部分はスイッチング電流が流れる主回路です。この部分の面積ができるだけ小さくなるように最優先で短く配 線してください。 2. 点線で囲んだ部分は制御回路です。制御回路は主回路のノイズや磁束の影響をできるだけ受けないように配慮してくださ い。制御回路のGNDはできるだけ一点で、入力コンデンサの－端子など主回路の安定した部分と接続してください。特に、 REF,Svin,Svout,CS 端子などに信号を入力する配線は、できるだけ高圧回路に近づけないように配慮してください。 3. インダクタ周辺には磁束が発生します。磁束の漏れ出しの小さい閉磁路型のインダクタを用い、インダクタの直下に信号線 を近づけないようにしてください。 4. Svin,Svout 端子の配線はできるだけ並行して配線してください。 LED+ Vin　 C1 D1 C2 LED Cr L1 R1 GND LED- Q1 R2 D2 R4 R9 REF Vcc 8 7 6 5 N/C REF Vcc Gate MV1002SC R7 R5 Svout Svin CS GND 1 2 3 4 R8 R6 R3 C5 C8 C9 C4 C3 図 11 パターン設計を考慮した回路配線図 CAT.No.1A0202-3 17

MV1002SC 4.2 基板パターン例 弊社サンプルボードによる参考パターンを下記に示します。サンプルボードは入力ヒューズおよび入力ラインフィルタが付加され たパターンにはなっておりませんので、実使用時には別途付加してください。 ＜表面＞ ＜裏面＞ 【 基板サイズ 縦 55mm×横 65mm 】 上記パターンは例であり、実動作を保証するものではありません。必ず実機動作確認を行った上でご使用ください。 CAT.No.1A0202-3 18

MV1002SC 5.調光特性について MV1002SC の代表的な調光特性は、図 12に示すような特性になります。 REF端子電圧 VREFに応じて電流検出しきい値を変化させるため、VREFで出力電流を調整することができます。REF端子に直 流電圧を印加し電圧値を調整することでリニア調光が可能になります。また、REF 端子に 1kHz 以下の PWM 信号を印加し、そ の Dutyを制御することで PWM調光が可能になります。なお、VREFが小さくなると、自動的に臨界動作から不連続動作に切り替 わるため、リニア調光においても非常に小さい出力電流まで調光が可能になります。 図 12の[A]周波数変調領域と[B]オフ時間変調領域のモード切り替わりは、Toff(CRM)と Toff(DCM)を IC内部で比較し、自動的 に切り替わります。Toff(CRM)は電流臨界動作におけるオフ時間（p.8 図 5 内の式で算出される toff1 と共振期間 toff2 の和）で あり、Toff(DCM)は VREF に応じて IC 内部で決定される強制オフ時間になります。動作モードは、Toff(CRM) > Toff(DCM) の場 合は[A]周波数変調領域になり、Toff(CRM) < Toff(DCM) の場合は[B]オフ時間変調領域となります。切り替わり REF 端子電圧 については、入出力条件やチョークインダクタンス値等によって変わります。強制オフ時間 Toff(DCM)は、下式の近似式を参考に 算出してください。 64.35 Toff (DCM)  [s] (0.24V  VREF  0.7V) 45.9VREF -9.9 図 12の下図にREF端子電圧 vs オフ時間のグラフを示します。図内の赤線は Toff(CRM)、緑線は Toff(DCM)を示しています。 なお、VREFがしきい値（おおよそ 0.2V）以下の場合は、Ton_min / Toff_max で動作する[C]最小調光領域になります。 調光率[%] 動作モード 100 [A] 周波数変調領域 80 toff(CRM) > toff(DCM) 時 60 [B] オフ時間変調領域 C B toff(CRM) < toff(DCM) 時 40 [C] 最小調光領域 20 VREF < 約 0.2V 時 A 0 REF端子電圧[V] 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Toff[us] 70 60 64.35 Toff (DCM)  [s（]参考） 45.9VREF-9.9 50 40 Toff (CRM) 30 L VREF   2 Io(max) +  LC[s] 20 Vo+VF 2.5 10 0 REF端子電圧[V] 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 図 12 REF 端子電圧 VREFと調光率およびオフ時間 Toff の関係 CAT.No.1A0202-3 19