アプリケーションノート｜MV2002SG / MV2052SG｜LED照明用2chドライバIC・擬似共振動作対応

CAT.No.1A0703-1 LEDドライバ用 制御 IC MV2002SG MV2052SG アプリケーションノート Ver. 2.0

MV2002SG / MV2052SG 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.1A0703-1 1

MV2002SG / MV2052SG 目 次 1. 概要 ················································································································································· 4 1.1 特長 ············································································································································ 4 1.2 ブロック図 ····································································································································· 5 1.3 端子配置図 ··································································································································· 6 1.4 端子機能一覧 ································································································································ 6 2. 基本動作の説明 ·································································································································· 7 2.1 起動シーケンス ······························································································································ 8 2.2 レギュレータ機能 ···························································································································· 9 2.3 リモートコントロール（RC）機能 ··········································································································· 9 2.4 Alarm 信号出力機能 ····················································································································· 10 3. 部品選定の手順と設計方法 ················································································································· 11 3.1 基本回路構成について ··················································································································· 11 3.2 部品選定について ····················································································································· 12-13 3.2.1 MOSFET の選定 ···················································································································· 14 3.2.2 回生ダイオードの選定 ·············································································································· 14 3.2.3 電流検出抵抗の選定 ··············································································································· 15 3.2.4 インダクタの選定 ····················································································································· 15 3.2.5 ゲート駆動回路の選定 ·············································································································· 16 3.2.6 Svin,Svout 端子の抵抗の選定 ······························································································· 16-17 3.2.7 CS 端子フィルタの選定 ············································································································ 17 3.2.8 Vcc 端子平滑用コンデンサの選定 ······························································································· 17 3.2.9 REF 端子のコンデンサの選定 ···································································································· 17 3.2.10 Svin 端子のコンデンサの選定 ·································································································· 17 3.2.11 共振コンデンサの選定 ············································································································· 17 3.2.12 入力コンデンサ、出力コンデンサの選定 ······················································································· 18 3.2.13 Svout 端子のコンデンサの選定 ···························································································· 18-19 3.3 補助巻線使用タイプについて ··········································································································· 20 3.3.1 補助巻線使用タイプ回路構成 ····································································································· 20 3.3.2 補助巻線の選定 ····················································································································· 20 3.3.3 補助巻線整流用ダイオードの選定 ··························································································· 20-21 3.3.4 補助巻線を利用した LED オープン保護 ························································································· 21 CAT.No.1A0703-1 2

MV2002SG / MV2052SG 4. パターン設計上の注意 ························································································································ 22 4.1 注意事項 ···································································································································· 22 4.2 基板パターン例 ···························································································································· 23 5. 調光特性について ····························································································································· 24 5.1 各モードの動作 ···························································································································· 25 5.1.1 [A]周波数変調領域 ················································································································ 25 5.1.2 [B]オフ時間変調領域 ·········································································································· 26-27 5.1.3 [C]発振停止領域 ··················································································································· 28 5.2 PWM 調光について ······················································································································· 29 5.2.1 100%調光と発振停止領域での PWM 調光 ····················································································· 29 5.2.2 リニア調光と PWM 調光の組み合わせ ·························································································· 30 5.3 調光回路 ··································································································································· 31 5.3.1 PWM 信号を平滑する調光回路例 ································································································ 31 6. アブノーマル時の動作について ············································································································· 32 6.1 LED オープン ······························································································································ 32 6.2 LED ショート ······························································································································· 32 6.3 異常発熱 ···································································································································· 33 6.4 CS 端子オープン ·························································································································· 33 6.5 CS-GND 端子ショート ··················································································································· 33 6.6 電流検出抵抗オープン ··················································································································· 33 6.7 電流検出抵抗ショート ····················································································································· 33 7. 標準回路例 ······································································································································ 34 7.1 電源仕様および回路図 ··················································································································· 34 7.2 電源特性 ···································································································································· 35 7.3 動作波形例 ································································································································· 36 CAT.No.1A0703-1 3

MV2002SG / MV2052SG 1.概要 1.1 特 長 MV2002SG / MV2052SG 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 2ch ドライバーIC です。 1 つの制御 IC で 2ch の電流を制御し良好な電流相対精度を得られるため、安定した色の再現が実現できます。 補助巻線なしで擬似共振動作による電流臨界制御が可能なため、シンプルな電源構成で高効率・低ノイズを実現できます。 一般的な電流臨界制御は、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。MV2002SG / MV2052SG では、調光率が低下すると電流臨界動作から電流不連続動作へ自動的 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。 また、RC 端子電圧もしくは調光端子電圧（REF1,REF2）をしきい値電圧以上以下にすることで、発振 ON/OFF 制御が可能です。 外部マイコン用電源を内蔵しているため、3 端子 Reg 等を使わずにマイコン電圧を供給することが可能です。 （ MV2002SG：3.3V 、MV2052SG：5V ） MV2002SG / MV2052SG の主な特長は以下となります。 ■ 各 CH の電流相対精度が良好なため、調光時における色温度が安定 ■ 補助巻線なしでの擬似共振動作が可能 ■ 電流臨界制御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 ■ RC 端子および調光端子（REF1,REF2）での発振 ON/OFF 制御が可能 （VRC > Vth_RC_st & VREF > Vth_REF_st で発振開始） ■ 外部マイコン用電源内蔵（ MV2002SG：3.3V 、MV2052SG：5V ） ■ 異常動作を検出して Alarm 信号を出力 ■ 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 CAT.No.1A0703-1 4

MV2002SG / MV2052SG 1.2 ブロック図 ●MV2002SG Svout1 Svin1 Vcc Vreg Alarm Svin2 Svout2 Vcc 5V Reg 3.3V Reg Abnormal Detection 5V(typ） Zero Current ON OVP ON Zero Current Detection1 Trigger1 Trigger2 Detection2 Bandgap TSD Vth_UVLO Vcc Vcc STOP Signal Latch Signal Gate Level Control Control Level Gate Driver1 Shift1 Logic1 Logic2 Shift2 Driver2 Gate1 Gate2 Q PGND S R R PGND Restart Reset Restart LEB1 Timer1 signal Timer2 LEB2 Dimming1 - Dimming2 + OVP UVLO REF1 REF2 OFF OFF Trigger1 + Trigger2 + CS1 - CS2 Protection Protection - Vth_RC Vth_CS1 Vth_CS2 CS1 PGND RC GND CS2 ●MV2052SG Svout1 Svin1 Vcc Vreg Alarm Svin2 Svout2 Vcc 5V Reg 5V Reg Abnormal Detection 5V(typ） Zero Current ON OVP ON Zero Current Detection1 Trigger1 Trigger2 Detection2 Bandgap TSD Vth_UVLO Vcc Vcc STOP Signal Latch Signal Gate Level Control Control Level Gate Driver1 Shift1 Logic1 Logic2 Shift2 Driver2 Gate1 Gate2 Q PGND S R R PGND Restart Reset Restart LEB1 Timer1 signal Timer2 LEB2 Dimming1 - Dimming2 + OVP UVLO REF1 REF2 OFF OFF Trigger1 + Trigger2 + CS1 - CS2 Protection Protection - Vth_RC Vth_CS1 Vth_CS2 CS1 PGND RC GND CS2 CAT.No.1A0703-1 5 - + + - + - - + + - + -

MV2002SG / MV2052SG 1.3 端子配置図 Index Mark TOP VIEW RC 1 16 Vreg REF1 2 15 Alarm Svout1 3 14 REF2 Svin1 4 13 Svout2 Marking Area CS1 5 12 Svin2 Gate1 6 11 CS2 GND 7 10 Gate2 PGND 8 9 Vcc Package : SOP16 1.4 端子機能一覧 端子番号 記号 端子名 端子番号 記号 端子名 1 RC リモートコントロール端子 9 Vcc IC 電源端子 2 REF1 CH1 調光端子 10 Gate2 CH2 MOSFET 駆動端子 3 Svout1 CH1 ゼロ電流検出端子 11 CS2 CH2 電流検出端子 4 Svin1 CH1 ゼロ電流基準端子 12 Svin2 CH2 ゼロ電流基準端子 5 CS1 CH1 電流検出端子 13 Svout2 CH2 ゼロ電流検出端子 6 Gate1 CH1 MOSFET 駆動端子 14 REF2 CH2 調光端子 7 GND グランド端子 15 Alarm アラーム送出端子 8 PGND パワーグランド端子 16 Vreg 外部電源端子 CAT.No.1A0703-1 6

MV2002SG / MV2052SG 2.基本動作の説明 MV2002SG / MV2052SG は電流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。一般的な電流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。 MV2002SG / MV2052SG 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 をオンさせて電流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、補助巻線なしで電流臨界制御を実現できます。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.22 5 項 【 調光特性について 】 参照） Vi　 Id Vo IF Io ② RC Svin Svout ① Gate Vreg Vreg MV20*2SG Vcc CS REF PGND GND GND 図 1 電流臨界型降圧チョッパ回路 Ip Io Id IF 0 ton toff1 toff2 L ton =  Ip Vi (Vi −Vo ) Vo L ②電圧 toff1=  Ip (Vo+V ①電圧 F ) 交点を検出 0 ICの検出遅れ + ゲートの遅延 図 2 電流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.1A0703-1 7

MV2002SG / MV2052SG 2.1 起動シーケンス MV2002SG / MV2052SG 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 内部のロジック 回路が動作を開始します。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。なお、マイコン用電源 Vreg 電圧は、Vcc 電圧が投入されると既定の電圧（MV2002SG：3.3V、 MV2052SG：5V）を出力します。 図 1 の回路構成にて起動した際のシーケンス例を、図 3 に示します。 通常の起動動作は、RC 端子電圧 VRC が発振開始 RC 端子しきい値電圧（Vth_RC_st）以上かつ Vcc 電圧が Vcc_start 以上に なった上で、VREFが発振開始 REF 端子しきい値電圧（Vth_REF_sｔ）以上になると、発振を開始します。発振開始により、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 R13（R23）が大きい場合や LEDと並列に接続するダミー抵抗が小さい場合など出力コンデンサが充電されに 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くなることがあります。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リスタート時間で動作するリスタート動作となります。ゼロ電流検出ができ るまでリスタート動作を継続するため、リスタート動作で出力電圧が上昇していかないと起動できません。（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 Vcc_start Vcc Vcc Vreg Vreg Vreg Vreg RC Vth_RC_st RC Vth_RC_st REF Vth_REF_st REF Vth_REF_st Vo Vo Svin Svout Svin Svout Svout Svout Svin Svin Gate Gate IL IL Io Io 図 3 起動シーケンス例 CAT.No.1A0703-1 8

MV2002SG / MV2052SG 2.2 レギュレータ機能 MV2002SG / MV2052SG はマイコンなどの外部回路に使えるレギュレータ電源回路を内蔵しています。レギュレータ電圧 Vreg は、Vcc 電圧が印加されると設定電圧が出力されます（MV2002SG は 3.3V、MV2052SG は 5V）。内蔵レギュレータ回路には垂下 型の過電流保護が内蔵されており、レギュレータ負荷電流 Ireg が垂下点以上の大きな電流が流れるとレギュレータ電圧を低下さ せます。レギュレータ特性の例を図 4 に示します。 また、レギュレータ電圧が、動作開始電圧からヒステリシス電圧を引いた電圧（ Vreg_start – Vreg_hys ）以下になると、 Gate1、Gate2 の発振を停止します。Vreg が動作開始電圧（Vreg_start）以上に再上昇すると、自動的に Gate 発振を復帰させます。 起動時において、Vcc 電圧が Vcc_start に達する前に Vreg 電圧が Vreg_start に達するように、あまり大きなコンデンサ容量は接 続しないようにしてください。（0.1μF 程度） なお、他の機能によって Gate 発振が停止した場合においてもレギュレータ回路は停止しないため、Vreg 端子に接続している外 部回路を安定して動作させることができます。 図 4 レギュレータ垂下特性の例 2.3 リモートコントロール（RC）機能 MV2002SG / MV2052SG は外部信号を RC 端子に印加することで、2ch 同時に Gate 発振の ON/OFF を制御することができま す。RC 端子電圧 VRC を発振開始 RC 端子しきい値電圧（Vth_RC_st）以上にすることで発振開始し、Vth_RC_st からヒステリシス 電圧（Vth_RC_hys）だけ下げることで発振を停止することができます。なお、RC 機能で Gate 発振を停止させた場合でも、レギュレ ータ回路は動作し続けます。 RC 端子は IC 内部でプルダウンしているため、発振開始させるには Vreg 端子に接続するか外部電圧を印加してください。外部 電圧を印加する場合は、RC 端子の絶対最大定格を超えないように気を付けてください。 VRC を再印加することより、保護機能によるラッチ停止を解除することができます。（保護機能については、2.4 Alarm 信号出力機 能を参照ください） RC 端子によるリモートコントロールを行う場合は、ノイズによる誤動作を防ぐため RC 端子と GND 端子間にコンデンサ（1000pF 程度）を接続してください。 CAT.No.1A0703-1 9

MV2002SG / MV2052SG 2.4 Alarm 信号出力機能 MV2002SG / MV2052SG は異常動作を検出した際に、外部へ信号を出力する Alarm 信号出力機能を内蔵しております。 この機能を使用することにより片 CH での異常時において、Alarm 信号を受けてマイコン等で制御することで別の CH を安全に停止 することができます。 Alarm 信号は、Vcc_OVP や CS オープンや Ton_max が 128 回続いたこと（CS-GND ショートなど）を検出すると出力されます。 出力される Alarm 信号の電圧値は、Vreg 電圧と等しくなります（MV2002SG：3.3V、MV2052SG：5V）。主な異常時の Alarm 信号 出力については、表 1 を参照ください。 Alarm 信号の解除は、RC 端子および Vcc 端子でリセットできます。また、Ton_max が 128 回続いたことによる Alarm 信号出力 においては、Vcs が基準電圧に達する（ピーク電流検出する）と自動的に Alarm 信号を解除します。 なお、起動時や瞬停時などにおいて、入力電圧と出力電圧の差が小さくなり Ton_max が 128 回続いた場合でも、、Alarm 信号 は出力されます。このような場合において Alarm 信号が一定期間だけ出力されたとしても、電源として問題がないようにマイコン等 の制御で調整してください。 表 1 主な異常時の Alarm 信号出力（CH1 側異常の場合） 異常動作 CH1 CH2 Alarm信号 復帰方法 発振停止 Vcc or RC Vcc_OVP ○ （ラッチ停止） リセット 発振停止 Vcc or RC CS端子オープン 通常動作 ○ （ラッチ停止） リセット CS-GND端子ショート Ton_max ⇔ Toff_max 通常動作 ○ 自動復帰 LEDショート Ton_min ⇔ Trestart 通常動作 × 自動復帰 LEDオープン Ton_max ⇔ Toff_max 通常動作 ○ 自動復帰 （基本回路構成時） TSD 発振停止 × 自動復帰 CAT.No.1A0703-1 10

MV2002SG / MV2052SG 3.部品選定の手順と設計方法 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 MV2002SG / MV2052SG の基本回路構成を図 5、動作波形を図 6 に示します。 図 5 の回路では、チョーク両端電圧の検出により補助巻線が不要になり、回路構成がシンプルになり低コストで構成できます。 LED2+ Vin GND LED1+ C101 C211 C111 R261 R262 R162 R161 LED2－ LED1ｰ D21 L21 L11 D11 IL IL R251 R252 R152 R151 VDS VDS 13 12 4 3 D22 R24 R14 D12 Svout2 Svin2 Svin1 Svout1 Q21 Q11 Cr2 10 Gate2 Gate1 6 Cr1 R23 R13 MV20*2SG REF2 14 REF2 REF1 2 REF1 R22 R12 11 CS2 CS1 5 C23 C25 Vcc PGND GND RC Vreg Alarm C15 C13 9 8 7 1 16 15 C12 C22 C24 C14 R112 R111 R211 R212 C2 C3 Vcc Vreg Alarm 図 5 基本回路構成 VDS (MOSFETのD-S間電圧波形) Vi+V F Vi-Vo Vi-2×Vo-VF （谷点の電圧） IL (ﾁｮｰｸｺｲﾙの電流波形) L Ip ton =  Ip (Vi −Vo) Io L toff1=  Ip (Vo +VF ) ton toff1 toff2 図 6 基本動作波形 CAT.No.1A0703-1 11

MV2002SG / MV2052SG 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.12～P.19 参照 【3.3　補助巻線使用タイプについて】 P.20～P.21 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.18-19 ターンオンしているか？ 　・共振コンデンサの調整　…P.17 yes オフ時間変調領域で No 　・CSフィルタの調整　…P.17 誤検出は起きていないか？ 　・ゲート抵抗の調整　…P.16 　・共振コンデンサの調整　…P.17 　・基板パターンの修正　…P.22 yes No 出力電流は 　・電流検出抵抗の調整　…P.15 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。 CAT.No.1A0703-1 12

MV2002SG / MV2052SG ・基本設計の注意点 基板パターンや仕様、周辺定数などにより、MOSFETのターンオフ直後に内部電圧やしきい値が変動してしまうことがあります。 MV2002SG/MV2052SGは2CHドライバであるため、一方のチャンネル（CH）のターンオフによるしきい値変動などの影響をもう一 方が受けてしまう場合があります。そうした場合、オンオフ検出点がズレることでオン時間が変動し、出力電流が変動する可能性が あります。2つのCHがほぼ同じスイッチング周波数で動作している場合、オン時間の変動が継続しやすくなり（同期）、出力電流変 動が数mA程度になることもあります。(図7) 同期による出力電流変動を軽減するには、パターン設計によりCH間のノイズ干渉を抑えたうえで、同期期間を短くさせる周辺定 数設計が有効になります。具体的には、CH1とCH2で定格電流値のスイッチング周波数に1：1.7程度の差を付けるようにチョークコ イルのL値を設計すること（図8）やREFリプル電圧に差を設けること（図9）でターンオフタイミングをズラすことが効果的になります。 これらの定数を調整する際、調光特性の動作切り替わりポイントなどの実機動作を確認し調整してください。 しきい値の変動 Vcs 図7 同期時の動作イメージ図 Vcs 図 8 スイッチング周波数に差を付けた時の動作イメージ図 REF電圧 Vcs 図 9 REF リプル電圧に差を付けた時の動作イメージ図 CAT.No.1A0703-1 13

MV2002SG / MV2052SG 3.2.1 MOSFET の選定 (Q11 、Q21) MOSFET には図 6 のような VDS 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。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 が有効ですが、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 2 MOSFET 推奨部品 参照） 表 2 MOSFET 推奨部品 (2020 年 3 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 回生ダイオードの選定 (D11 、D21) 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 3 回生ダイオード推奨部品 参照） 表 3 回生ダイオード推奨部品 (2020 年 3 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 200 1.1 0.98 - 35 新電元 1F D2FL20U 1.5 0.98 - 35 新電元 2F D1FL40U 400 1.5 1.2 11 25 新電元 1F D2FL40 1.3 1.3 - 50 新電元 2F D1FK60 600 0.8 1.3 11 75 新電元 1F D2FK60 1.5 1.3 16 75 新電元 2F CAT.No.1A0703-1 14

MV2002SG / MV2052SG 3.2.3 電流検出抵抗の選定 (R111,R112 、R211,R212) VREF が 2.7V のときに定格電流になるように設計した場合、CS 端子の電流検出しきい値 Vth_CS_2_7=0.538V、R111//R112 （R211//R212)=Rcs とします。図 6 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_2_7 0.538 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。 VREFを3.3V 以上のときに定格電流になるように設計しても動作には問題ありませんが、相対電流精度は悪くなりますので注意し てください。 3.2.4 インダクタの選定 （L11 、L21） 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、回生ダイオードの順方向電圧降下を 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、入出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 10(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 10(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 0A IL 図 10(a) インダクタの直流重畳特性 図 10(b) インダクタンス低下時の MOSFET 電流波形 CAT.No.1A0703-1 15

MV2002SG / MV2052SG 3.2.5 ゲート駆動回路の選定 （R13,R14,D12 、R23,R24,D22） IC 内部でゲートの充電電流(IG_source)は約 46mA、放電電流(IG_sink)は約 475mA に制限されているため、R13（R23）=0Ωす なわち直結でも使用することができます。R13 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 R13 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ゼロ電流検出ができくなり、リスタート動 作を継続してしまう可能性があります。 R13 の抵抗値を決める際には、REF 電圧をスローアップして発振開始させた場合において も、ゼロ電流検出ができることを必ず確認してください。 また、放電電流は制限せず、良好な定電流特性を得るために、放電用のダイオード D12（D22）と抵抗 R14（R24）を用いてくださ い。R14 で放電電流を調整してください。 なお、上記充電電流値および放電電流値については Vcc=10V 時の値であり、Vcc の値によって電流値は異なります。 3.2.6 Svin,Svout 端子の抵抗の選定 (R151,R152,R161,R162 、R251,R252,R261,R262) Svin,Svout 端子は、インダクタ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。インダクタの両端は高電圧なので、図11 の回路図のように分圧抵抗（R151～R162）が必要となります。 なお、基本回路の構成上、分圧抵抗（R151～R162）と IC 内部抵抗を介して LED リーク電流が流れます。IC 停止時および発振 停止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 11 に示します。 V 最大入力時 R161 MV20*2SG 3.5V以下 L11 Svout R162 Comp Svin1 Svin - 4 R151 Svout1 + 3 Delay R152 C15 C14 7 t 26kΩ 25kΩ toff1 図 11 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 R151,R152（R251,R252）を選定してください。 25k (Vi _ max+V ) R151+R152 = F －25k 3 R161+R162 = R151+R152 CAT.No.1A0703-1 16

MV2002SG / MV2052SG Svin 端子および Svout 端子の内部プルダウン抵抗は、それぞれ 26kΩと 25kΩになっており、約 4%の抵抗差を設けております。 R161+R162 を R151+R152 と等しくすることで、LED ショート時に常に Svin 電圧が Svout 電圧を超え、ノイズによる誤オンを防ぎ ます。 Svin 端子および Svout 端子の外部抵抗を選定する際は、±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、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 端子フィルタの選定 (R12＋C12 、R22＋C22) R12（R22）および C12（C22）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。R12 を 0Ω～数 kΩ程度、C12 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.24-25 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やインダクタを再選定してください。 3.2.8 Vcc 端子平滑用コンデンサの選定 (C2) C2 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 端子のコンデンサの選定 (C13,C23) C13（C23）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.22 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(C15,C25)の選定 C15(C25)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(Cr1,Cr2)の選定 Cr1(Cr2) 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ため、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 ております。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。 CAT.No.1A0703-1 17

MV2002SG / MV2052SG 3.2.12 入力コンデンサ(C101)、出力コンデンサ(C111,C211)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 D1 1 D2  Io Iripin = Ip1 D1 −  + Ip2 D2 −  Iripout =  3 4   3 4  3 ここで、Ip1、Ip2 は L11 および L21 のピーク電流を、D1、D2 は CH1 および CH2 の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次の式で求めることができます。 Vo1 Vo2 D1= D2 = Vi Vi 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考慮して選定してください。 3.2.13 Svout 端子のコンデンサ(C14,C24)の選定 C14(C24)は、図 11 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。共振周期はインダクタや MOSFET などの部品によって変わります。図 12 の toff2 が共振周期の半分になるように Delay を調整すると、MOSFET は共振電 圧の谷点でオンとなるのでスイッチング損失、ノイズが最も小さくなります。C14 が大きいほど Delay は大きくなり、通常は 10pF～ 数十 pF 程度の間で最適となります。なお、ノイズによる誤動作防止用として、C14 は 10pF 以上の容量を推奨いたします。 CAT.No.1A0703-1 18

MV2002SG / MV2052SG 擬似共振動作における共振期間についての補足説明 図 6 における Vds の拡大 VDS toff2 ゲートチャージ特性例 Vi+VF Vi-Vo 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 12 Delay 時間の調整 理想的には図 12 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。極端にずれ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 ・(C14,C24)または R13(R23)を大きくする ・Cr1(Cr2)を大きくする CAT.No.1A0703-1 19