an8032 - panasonic...an8032 電源レギュレータ 6 アプリケーションノート [1]...

電源レギュレータ

1

AN8032アクティブフィルタ制御用IC

概　要商用電源から各種電子機器に電力を供給する際に , 電力線に発生する高調波歪によって , 電力設備や他の電子機器に障害を与える可能性があります。高調波歪対策の一手段として , アクティブフィルタを用いた方法があります。

AN8032は, アクティブフィルタを簡単に構成できるように制御機能および保護機能を1パッケージにまとめたモノシリック ICで , 照明機器等の高調波対策に最適です。

特　長•自励式ピーク電流モードを採用•軽負荷時に発生する過電圧を防止する , 過電圧保護回路を内蔵

•乗算器 , 誤差増幅器のダイナミックレンジを拡大したため , 定数設定が容易

•安全規格のショート試験に対応するため , 過電圧保護端子を独立に設定

•パワーMOSFETが直接駆動可能な , トーテムポール出力回路を採用

•パワーMOSFET動作時のオン抵抗を保証する , 低電圧保護回路を内蔵

•自動スタートを可能にする , タイマ回路内蔵

用　途•照明機器 , スイッチング電源

ブロック図

SIP009-P-0000C

9

8

7

6

5

4

3

21

0.3 +0.1–0.05

23.3

±0.

3

6.0±0.32.4±0.25

3.3±0.25

1.5±

0.25

0.5±

0.1

2.54

1.5±

0.25

1.4±

0.3

3.0±0.3

30°

Unit : mm

VCCUnder voltage

clamper9

VB

VBTH

VREF 10 V/8 V

2.5 V

2.5 V

2.6 VCurrentcomp.

Error amp.

OVP comp.

U.V.L.O. comp.6

CS1

EI4

MPI2

EO

3

GN

D7

Over voltageclamperOne

shot

TimerDrive

Multiplier

2.5 V

OVP5

VOUT8

保守廃止

保守予定品種、保守品種、廃品種を

一括して保守廃止と表記しています。

AN8032 電源レギュレータ

2

端子説明

Pin No. 記号説明

1 CS コンパレータ入力端子

2 MPI 乗算器入力端子

3 EO 誤差増幅器出力端子 /乗算器入力端子

4 EI 誤差増幅器反転入力端子

5 OVP 過電圧検出端子

6 VB トランスリセット検出端子

7 GND 接地端子

8 VOUT 出力端子

9 VCC 電源電圧端子

注 ) * : 動作周囲温度および保存温度の項目以外はすべてTa = 25°Cとする。

絶対最大定格

項目記号定格単位

電源電圧 VCC 35 V

CS許容印加電圧 VCS − 0.5 ∼ +7 V

MPI許容印加電圧 VMPI − 0.5 ∼ +7 V

EI許容印加電圧 VEI − 0.5 ∼ +7 V

出力許容電流 IO ±150 mA

ピーク出力電流 IOP ±1 A

VB許容流入電流 IBI +5 mA

VB許容流出電流 IBO −5 mA

許容損失 PD 874 mW

動作周囲温度 * Topr −30 ∼ +85 °C

保存温度 * Tstg −55 ∼ +150 °C

推奨動作範囲

項目記号範囲単位

電源電圧 VCC 0 ∼ 34 V

電気的特性 Ta = 25°C

項目記号条件最小標準最大単位

誤差検出帰還しきい値電圧 1 VEITH1 2.35 2.50 2.65 V

誤差検出出力L電圧 VEOL IEO = 0 mA, VEI = 5 V 1.0 1.6 V

誤差検出出力H電圧 VEOH IEO = 0 mA, VEI = 0 V 5.0 5.7 V

誤差検出入力バイアス電流 IEI VEI = 0 V − 0.3 −1.0 µA

誤差検出出力供給電流 IEO VEI = 0 V, VEO = 1 V 0.25 0.50 0.75 mA

保守廃止



電源レギュレータ AN8032

3

電気的特性(つづき) Ta = 25°C


乗算器入力Dレンジ(上限) VMPIH VEO = 5 V 4.0 4.5 V

乗算器出力Dレンジ(上限) VMPOH VEO = 5 V 4.8 5.4 V

乗算器利得 GMP 1.0 1.2 1.4 1/V

乗算器入力バイアス電流 IMPI VMPI = 0 V −1.5 −3.0 µA

巻線検出入力しきい値電圧 VBTH 1.2 1.5 1.8 V

巻線検出ヒステリシス幅 dVB 50 100 200 mV

巻線検出Hクランプ電圧 VBH IB = 5 mA 7.0 7.5 8.0 V

巻線検出Lクランプ電圧 VBL IB = −5 mA − 0.3 − 0.2 0 V

電流検出入力オフセット電圧 VCSOFF 3.5 15 mV

電流検出入力バイアス電流 ICS VCS = 0 V − 0.5 −2.0 µA

過電圧検出入力しきい値電圧 VOVP 2.45 2.60 2.75 V

VOVP − VEITH1 70 100 130 mV

出力L電圧 VOUTL IOUT = 100 mA 0.9 1.5 V

出力H電圧 VOUTH IOUT = −100 mA 9.2 10.2 V

スタンバイ時出力電圧 VOUTSTB IOUT = 10 mA 0.8 1.5 V

U.V.L.O.起動電圧 VCCST 9.2 10.0 10.8 V

U.V.L.O.停止電圧 VCCSP 7.0 8.0 9.0 V

U.V.L.O.起動 − 停止電圧差 dVCC dVCC = VCCST − VCCSP 1.75 2.00 2.50 V

スタンバイ電流 ICCSTB VCC = 7 V 40 80 120 µA

無負荷時動作電流 ICC VCC = 12 V 6.0 10.0 mA

•設計参考資料注 ) 下記特性は設計上の参考値であり , 保証値ではありません。


誤差検出帰還しきい値電圧 2 VEITH2 Ta = −25°C ∼ +85°C 2.3 2.7 V

誤差検出開ループ利得 GAV 85 dB

誤差検出ゲインバンド幅 fBW 1.0 MHz

乗算器入力Dレンジ(下限) VMPIL VEO = 5 V 0 V

乗算器出力Dレンジ(下限) VMPOL VEO = 5 V 0 V

電流検出 − 出力遅延 tdCS 200 ns

過電圧検出 − 出力遅延 tdOVP 500 ns

出力立ち上がり時間 tr VCC = 12 V, VOUT = 10% → 90% 50 ns

出力立ち下がり時間 tf VCC = 12 V, VOUT = 90% → 10% 50 ns

タイマ遅延時間 tdTIM 400 µs

保守廃止




4

端子等価回路

Pin No. 等価回路説明 I/O

1 CS : IパワーMOSFETに流れる電流値を検出するコンパレータの入力端子。乗算器の出力レベルと , CS端子から入力されるパワーMOSFETの電流値とを比較し ,

後者が前者よりも大きくなるとVOUTを"L"

にしてパワーMOSFETを遮断する。

2 MPI : I乗算器の入力端子。AC入力電圧が全波整流された後の電圧をモニタする。

3 EO : O誤差増幅器の出力端子 /乗算器の入力端子。誤差増幅器は, アクティブフィルタの出力電圧を監視してその誤差分を増幅し, 乗算器に出力する。したがって , 本端子は乗算器のもう一方の入力端子でもある。

4 EI : I誤差増幅器の反転入力端子。非反転入力端子は , IC内部の基準電圧(2.5 V

typ.)が入力されている。

5 OVP : I過電圧検出端子。出力電圧を検出して , パワーMOSFETを遮断する機能を持つ, 過電圧保護機能の入力端子。

1

∼ 7.1 V

高速コンパレータへ

2

∼ 7.1 V

∼ 7.1 V ∼ 7.1 V

3

誤差増幅器出力乗算器

入力

∼ 7.1 V

4

∼ 7.1 V

誤差増幅器入力

5

∼ 7.1 V ∼ 7.1 V

過電圧保護入力

保守廃止




5

端子等価回路(つづき)

Pin No. 等価回路説明 I/O

6 VB : Iトランスリセット検出端子。トランスの副巻線と抵抗を介して接続され,

トランスのリセットを検出してパワーMOSFETをオンさせるトリガ信号を送る。トランスの巻線信号が電流として入力されるため, 誤動作防止に上下限電圧をクランプする回路が内蔵されている。

7 GND : 接地端子。制御系とパワー系の接地が本端子で共用されている。

8 VOUT : O出力端子。パワーMOSFETのゲートを直接駆動できる。

9 VCC : 電源電圧端子。パワー系の電源電圧端子と信号系の電源電圧とを内部ワイヤで1つの端子としてまとめており, 共通インピーダンスを極力低減させている。電源電圧を監視して , 起動 /停止の動作しきい値を持つ。

∼ 7.1 V

6

上限電圧クランプ

下限電圧クランプ

VBコンパレータ入力

∼ 7.1 VPVCC

7パワー系GND

信号系GND

9

8

VB上限電圧クランプ

パワーMOSFET駆動部

9

内部バイアス( ∼ 7.1 V)

U.V.L.O.

保守廃止




6

アプリケーションノート[1] SIP009-P-0000C パッケージの許容損失

PD Ta

許容損失

PD

(m

W)

00 25 150

周囲温度 Ta (°C)

50 75 10085 125

100

200

300

400

500

600

700

800

874900

1 000

パッケージ単体Rth( j−a) = 143 °C/WPD = 874 mW (25 °C)

[2] 動作説明

1. 通常制御

1) アプリケーション概要AN8032の標準アプリケーションは , 図 1に示すように100 V系もしくは200 V系の商用電源を整流した電圧(図中A)を入力し , 400 VのDC電圧(図中B)を出力する昇圧チョッパ回路である。この時入力電圧に比例した入力電流が流れるように制御する(図中C, D参照)。出力電圧に400 Vを選んだのは , ワールドワイド入力電圧時に , 部品の耐圧と , 昇圧チョッパの動作限界(入力電圧 > 出力電圧)を考慮したためである。

図 1. アプリケーション概要説明

入力電圧に比例した入力電流が流れる

昇圧チョッパ回路

アクティブフィルタ

0 A

D.入力電流(IIN)

0 V

C.入力電圧(VIN)　商用電源(AC)

0 V

A.整流後の電圧(EIN)EIN(max)

0 V

B.出力電圧(EOUT)

400 VDC

EOUTEIN

SBD

IIN

VIN ダイオードブリッジ

AN

8032

出力

昇圧回路なので, EIN(max) < EOUTに設定

負荷

入力

保守廃止




7

アプリケーションノート(つづき)[2] 動作説明(つづき)

1. 通常制御(つづき)

2) 制御概要説明(図 2, 図 3参照)

(1) 入力電圧(EIN)検出チョッパ回路の入力電圧(EIN)を外部抵抗で分割した電圧が , AN8032の乗算器入力端子(MPI端子)へ入力される。

(2) 出力電圧(EOUT)検出チョッパ回路の出力電圧(EOUT)を外部抵抗で分割した電圧が , AN8032の誤差増幅器(非反転入力端子(EI端子)に入力)で増幅され , もう一方の乗算器入力(EO端子。誤差増幅器の出力と共通になっている)に入力される。

(3) 入力電圧と出力電圧との乗算乗算器に入力された信号は掛け合わされ , 乗算器から出力される。この出力がチョッパ回路の入力電圧および出力電圧両方を監視する信号である。

図 2. 通常制御動作説明

MPI入力電圧

EI入力電圧

乗算器出力(MPO)電圧

トランスリセット電圧検出(VB)

0 V

0 V

∼ 2.5 V typ.

0 V

時間

0 V時間

拡大

時間

時間

0 V時間

パワーMOSターンオフ

VB下限電圧(IC内部で規制)

パワーMOSターンオン = バイアス巻線電圧発生

トランスのリセット動作 = バイアス巻線電圧反転

VB下限電圧(IC内部で規制)

乗算器出力(MPO)電圧

パワーMOSFET電流検出(CS)電圧

パワーMOSターンオフ

(4) スイッチング素子電流スイッチング素子(パワーMOSFET)に接続された電流検出抵抗(パワー損失を考えて , 低抵抗が選ばれる)に発生する電圧をCS端子で検出する。

(5) スイッチング素子のターンオフCS端子電圧と乗算器出力電圧とを電流検出コンパレータで比較。CS端子電圧が乗算器電圧よりも高くなると , 電流検出コンパレータはRSラッチ回路にリセット信号を送り , スイッチング素子をターンオフさせる。

(6) 出力電流の供給スイッチング素子がターンオフするとトランスに流れていた電流がカットオフされるため ,インダクタの慣性電流でダイオードを導通させ, チョッパ回路の出力(EOUT)に電流を供給する。

保守廃止




8



2) 制御概要説明(図 2, 図 3参照) (つづき)

VCC下限電圧クランプ

9

VB

VBTH

VREF 10 V/8 V

2.5 V

2.5 V

2.6 V

6

1

4MPI 2

3

GN

D7

入力電圧モニタ


ワンショット

低電圧保護

ラッチ回路

過電圧検出

電流検出コンパレータ

誤差増幅

タイマ

駆動

乗算器

パワーMOSFET

図 3. ブロック図と通常動作説明電流検出抵抗

パワーMOS→ Off

パワーMOS→ On

2.5 V

EIN

EO

5

EOUT

SBDVOUT

OVP

CS

EI

8

ターンオン信号

ターンオフ信号

(7) トランスのリセット信号(VB)検出トランスや励磁エネルギを放出してインダクタの慣性電流がなくなると , トランスは部品や基板の寄生C値とインダクタのL値で決まる周波数で共振を始める。この動作を, トランスに巻いた副巻線を通じてVB端子で検出する。

(8) スイッチング素子のターンオン共振によって副巻線の電圧がHからLに振れるタイミングでスイッチング素子にターンオン信号を送る。

(9) 動作の継続スイッチング素子がターンオンするとインダクタに電流が流れ , 以下同様の動作が繰り返される。

<まとめ>• インダクタの励磁エネルギがなくなって, 自由共振を開始する時にスイッチング素子がターンオ

ンする。• チョッパ回路の入力電圧(EIN)と出力電圧(EOUT)とを乗算した結果とスイッチング素子電流とが

交差する時ターンオフする。• 入力電圧および負荷電流の変動には, スイッチング素子電流のピーク値の高さを変えて制御する。• 乗算器を使用して2つの信号を混合する目的は ,

制御系の安定を図る。部品点数の削減。

保守廃止




9

図 4. VB端子説明

0 V

パワーMOSFET

VB端子入力電圧

VBTH(1.5 V typ.)

OFF ON OFF



3) 各機能の説明

(1) VB

• 働きインダクタの励磁エネルギの放出(リセット動作)を検出して , 次周期にパワーMOSFETをオンさせる。

• 方法インダクタのリセット時は , インダクタに巻いた副巻線(バイアス巻線)が自由共振を始めるが , この電圧を ICに直接入力することは , 耐圧の関係上難しい。そこで , 本ICでは抵抗を介してVB端子に入力する。

• 上限電圧クランパの役目VB端子電圧の耐圧オーバによる破壊を防止する。

• 下限クランパの役目VB端子が負電圧に振れることによる誤動作から守るため。(一般にモノシリック ICでは , 端子電圧が−VBE以下になると寄生素子が働いて , 誤動作(ラッチアップ等)が起きる。)

• IC内部VB端子電圧は IC内部でヒステリシス付きのコンパレータに入力される。したがって , VB端子電圧がしきい値以下であればパワーMOSFETはオンとなる。ただし , 過電圧保護機能によってパワーMOSFETにオフ信号が出ていれば , こちらが優先される。

ID

SDB

VB下限電圧クランプ電流

VB上限電圧クランプ電流

クランプ上限電圧

時間

時間

下限電圧クランプ


VB

VB関値

VBVCC

AN8032

GND

図 5. VB動作説明

VB

ID

IDS

IDS

クランプ上限電圧

インダクタのリセット動作

保守廃止




10




(1) VB (つづき)

<VB端子定数の設定>

• クランパ流入・流出電流値による規制上限電圧クランパの許容出力電流は−5

mA, 下限電圧クランプの許容入力電流は+5 mAである。この許容値を超えると , VB

端子の電圧クランプ動作は保証されないので, この許容値を超えないようにRBを設定する。

• 消費電流と遅延RBの値が大きすぎるとVBのしきい値を切れない場合がある。また , 小さすぎると消費電流が多くなってしまう。

RBの値を決定するには, 入力電圧範囲や部品のばらつきを考慮したうえで, 起動時/過負荷時や軽負荷時などでも安定した動作が行われるかどうか , 確認をとる必要がある。

• ゼロクロススイッチングパワーMOSFETのターンオン時の損失を抑えるために , ターンオン時に部分共振を使って , ゼロクロススイッチングを実現させることができる。パワーMOSFETのドレインソース間に共振容量CPを接続し , 1次側のトランスインダクタンスLPとで, トランスの蓄積エネルギ放出後に共振させる。共振が起きて, パワーMOSFETのドレイン電圧が0 V近くにまで下がったタイミングで次のターンオンが起きるように, VB端子に遅延用のコンデンサを接続する。ただし , この遅延量は入力電圧等の条件で変動するためゼロクロス条件がずれるので , 注意が必要である。

AN8032 ±5 mA以下

VB

RB

RB大の場合 : 消費電流は少ないが, スピードが遅いため, TOFFが遅延分だけ伸びる。

RB小の場合 : スピードは速いが, 消費電流が多く, アンダシュートが出やすい。

AN8032

共振コンデンサ

遅延容量 LP

RB

A

B

VOUT

VB

CB

CP

遅延

パワーMOSFET パワーMOSFETOn Off

LP−CPによる共振

ゼロクロススイッチング

VBTH

0 V

B点電圧

0 V

A点電圧

保守廃止




11




(2) CSパワーMOSFETオン時の電流を検出する端子。パワーMOSFETオン時に流れる電流は , インダクタに流れる電流と等価なので , この電流のピーク値をコントロールすることによって , 必要電力値を制御する。この端子の入力Dレンジは0 V ∼ 5 Vである。ただし , パワーMOSFET電流を検出する抵抗を大きくすると損失が大きくなるので , S/Nとの兼ね合いを考えて0.22 Ω ∼ 0.47 Ω程度が目安となる。また , パワーMOSFET検出抵抗には , ターンオンやターンオフ時に , パワーMOSFETやトランス , プリント配線などが持つ寄生容量への充放電電流が流れ , これがノイズとなって誤動作の原因となるため , フィルタを組んでこのヒゲ成分を取り除く必要がある。

(3) MPIAC入力電圧をモニタする端子。全波整流後の入力電圧を抵抗分割した電圧を入力する。乗算器の入力Dレンジは0 V ∼ 4.5 V typ., 出力Dレンジは0 V ∼ 5.4 V typ.である。

(4) EI/EOアクティブフィルタの出力電圧抵抗分割後EIに入力する。EIは誤差増幅器の反転入力で , 非反転入力は温度補償された基準電圧(2.5 V typ.)が入力されている。誤差増幅器では , 出力電圧と基準電圧との誤差分を増幅後 , 乗算器に出力する。EI EO間に接続する抵抗は , 誤差増幅器の利得を決めるものである。アクティブフィルタの出力電圧をEIの入力Dレンジにまで下げるための抵抗分割は , 出力電圧が高いので損失を抑えて小型の抵抗を使おうとすると , 抵抗値が高くなってしまう。このため , EIとEOの間に入れる位相補償用の容量が大きいと, 高抵抗の抵抗分割との間の遅延要素が大きくなり , 負荷急変時の特性(オーバシュートやアンダシュート)が悪くなってしまうので注意が必要である。したがって , 位相補償容量の値は , 発振が防止できる最小の値を選択すること。

図 6. CS端子説明

ICS

VBフィルタ

寄生容量ヒゲ

0 A ヒゲ

EO

基準電圧(2.5V typ.)

出力

利得を決める抵抗

誤差増幅器

乗算器へ4

3

EI

図 7. EI/EO端子説明

SBD

位相補償容量

保守廃止




12




(5) VOUT

駆動回路は , パワーMOSFETが直接駆動可能なトーテムポール型を採用している。ピーク出力電流は±1 Aなので , TO-220クラスのパワーMOSFETなら駆動可能である。TOP-3クラスでは能力が不足するので , 外部でバッファ回路を組む必要がある。また , パワーMOSFETはドレインゲート間に持つ寄生容量のために , ターンオフ時に一瞬マイナスに振れる。このために誤動作が起こることもあるので , 必要に応じてショットキーバリア・ダイオードをVOUT GND間に挿入すること。

(6) VCC

出力以外の電源電圧供給端子。U.V.L.O.は,このVCC電圧に従う(U.V.L.O.の特性を右図に示す)。

<VCCの与え方の注意>

• 副巻線からバイアスを与える方法起動電圧は10 V typ., 停止電圧が8 V typ.と ,起動と停止電圧の差が2 V typ.しかないので ,右図中のC1の値を大きく取らないと , 起動しにくくなるので注意が必要。

• 起動抵抗の抵抗値は, 起動時電流(650 µA)が供

給できるよう設定してください。

• 別電源からバイアスを与える方法蛍光灯インバータ回路などの場合は, 別途電源をもっているので , そちらから与える。

図 8. VOUT端子説明

GND

PVCC

負電圧に振れる

0 V

寄生容量

VOUT

トーテムポール型

出力回路

パワーMOSFET

0 V

容量結合

VG VG

VD

Off On

VD

蛍光灯インバータ回路部へ

VCC

GNDC1

AN8032

VOUT

起動抵抗R1

VCC

GND

C1AN8032

U.V.L.O.特性ICC

VCCV

0 8 10

IC動作

保守廃止




13




(6) VCC (つづき)

<VCCの干渉について>

AN8032では , パワー系の電源電圧供給ラインと , 信号系の電源電圧供給ラインとをICのチップ上では別々に取り , パッケージのピンにワイヤリングする際にひとつにする , という手法を取っており , これにより2つの電源ライン間の干渉を抑えている。同様の手法は, GNDラインについても行われている。ただし , 上記の手法を取ったからといってノイズによる誤動作がまったくなくなるわけではないので , 従来どおりパワーMOSFETの駆動電流が流れる経路は ,パターン配線を極力短くとり , 駆動系のノイズの回り込みを抑えること。

2. 保護回路

1) タイマ本ICの制御では , スイッチング素子に最初のオンが入らないとチョッパ回路が起動しない。また ,なにかの異常でスイッチング素子のターンオンタイミングを逃すと , チョッパ回路が再起動しなくなる。そこで本 ICでは , タイマ回路を内蔵し , チョッパ回路が停止すると起動パルスを約400 µs (typ.)に一回の周期で発生させるため , 外部対策部品を不要にしている(図 9参照)。ただし , チョッパ回路の出力上昇を防止するため , 過電圧保護動作時に限りタイマ回路は動作しない。

R2

PVCC

VOUT

GND

R1トーテムポール型出力回路

ターンオン時駆動電流

ターンオフ時駆動電流

図 9. タイマ動作説明

起動時

0 V時間

0 A時間

400 µs typ.入力電圧

タイマトリガ信号(IC内部の信号)

入力電圧印加動作スタート

パワーMOSFET電流

異常停止時

入力電圧

タイマトリガ信号(IC内部の信号)

異常停止


ワンショットパルス

スタート

0 V時間

0 A時間

400 µs typ.

ワンショットパルスタイマスタート

再スタート

保守廃止




14


2. 保護回路(つづき)

2) 過電圧保護

(1) 過電圧の原因昇圧チョッパ回路では , 負荷電流がゼロになると入力パワーもゼロになるように制御されるが , 実際には入力パワーはゼロまで絞りきれず , 出力電圧は制御を外れて上昇してしまう。この原因は, スイッチング素子のターンオンからターンオフまで遅延時間が存在するため, スイッチング素子の動作を止める制御ができないためである(図 10参照)。この問題を防止するため , 本 ICでは , 過電圧保護回路を内蔵し , 外部部品点数を大幅に抑えている。

(2) 過電圧保護動作説明本ICでは, 出力電圧を検出する誤差増幅器の入力と過電圧保護コンパレータの入力とは別々に端子に出ており , この点が , AN8031とは違う。それぞれの設定は以下のとおり。• 差増幅器の制御基準電圧 = 2.50 V (typ.)• 過電圧コンパレータの検出電圧 = 2.63 V (typ.) [ヒステリシスなし]

(誤差増幅器の制御基準電圧より5%高い電圧)起動時や異常時などに出力電圧が通常制御電圧よりも5%以上高くなった場合 , 過電圧コンパレータが動作してスイッチング素子をカットオフする。過電圧検出時は , タイマ回路をカットオフしているため , 過電圧検出時にタイマ回路が再起動をかけてパワーMOSFETが働き , 出力電圧がさらに上昇してしまう , ということを防いでいる。よって無負荷状態では , チョッパ回路の出力電圧は通常制御電圧に対し5%高い電圧で安定し , これ以上の電圧上昇はしない(図 11参照)。なお , 出力電圧が上下するのは , 過電圧コンパレータのオフセット分である。

図 10. 動作説明

AN8032入力電圧

パワーMOSオフ時電流

SBDパワーMOSオン時電流

出力電圧

時間


パワーMOSオン時電流

軽負荷時

乗算器出力

0 A

時間


パワーMOSオン時電流

軽負荷時

乗算器出力

無負荷になるとこの電圧が 0 V付近にまで下がる。この時パワーMOS電流の周波数は上昇するが,回路遅延を有するため, 0 Aにはならない。

0 A

保守廃止




15


2. 保護回路(つづき)

2) 過電圧保護(つづき)

(2) 過電圧保護動作説明(つづき)

(3) 起動時の出力電圧オーバシュートについて起動時には , 出力に接続されている平滑容量に充電するため , 出力過負荷状態となる。このためチョッパ回路はフルパワーで動作するが , 適正出力電圧が得られてもすぐにはこの状態を脱しない(帰還系全体の制御遅延による)ため , 出力電圧がオーバシュートする。本 ICの過電圧保護は起動時にも動作し , 使用部品の破壊等最悪の事態を回避できる(図 12参照)。

図 11. 過電流保護動作説明

停止

時間0 A

420 V400 V

5%高い電圧で安定する過電圧コンパレータのオフセットによる

アクティブフィルタ出力電圧

アクティブフィルタ動作状態


動作停止動作

時間

時間

0 A

出力短絡状態でスタート→ 電流ピーク値が高い

0 A

停止動作動作

設定出力電圧

過電圧保護動作

起動開始

アクティブフィルタ出力電圧

アクティブフィルタ動作状態


図 12. 起動時の出力電圧オーバシュート

保守廃止




16

アプリケーションノート(つづき)[3] AN8031とAN8032との相違点

AN8031→EI端子で出力電圧モニタ機能と過電圧検出機能とを共用AN8032→各々の機能の端子を専用化(PVCCとVCCを共用してVCC端子とする)

EI端子 : 出力電圧モニタ機能専用OVP端子 : 過電圧検出機能専用

1) 変更理由アクティブフィルタ出力電圧モニタ抵抗のピン間のショート試験に対して発生する過大電圧を抑制できないため。

2) 対策方法出力電圧モニタ系と過電圧検出系とを分ける。

注 ) OVP端子は基板パターン設計を考慮して , EI端子横に配してある。

CSEO

EI

VOUT

PVC

C

VC

C

VB

MPI

CO

M

AN8031

EIN(+)

EIN(−)

EO(−)

出力電圧モニタ

過電圧検出

ショート試験時に発生する過大電圧を抑制できない。

外部部品5 ∼ 10点別途必要

SBDEO(+)

CS

EOOVP

EI

VOUT

VC

C

VB

MPI

CO

M

AN8032

EIN(+)

EIN(−)

EO(−)

出力電圧モニタ

過電圧検出

過大電圧が発生しても, 別途設けた過大電圧系の回路により, 制御動作が停止される。

SBDEO(+)

外部部品2点増加

保守廃止




17

応用回路例•応用回路

C1

L1

EI

CO

M

C2

1 µF

R2

13 k

Ω

R1

1 M

ΩL

2

R3

10 k

Ω

R4

12 Ω

R6

0.33

Ω1

W

R7

330

Ω

C3

47 µ

F C7

0.1

µFR8

1.5

MΩ

R9

10 k

Ω

EO

(D

C 4

00 V

)

CO

M

C4

10 µ

F

C5

0.01

µF

AN

8032

C6

0.00

1 µF

R12

10 M

Ω

VC

C12

V

SBD

SBD

負荷

+ −

A

D

R10

1.5

MΩ

R11

10 k

Ω

B

C

E

F

G

EI

4

CS

1

OV

P5

MPI

2

VCC 7 GND

3 EO

9

VB 6

VOUT 8

保守廃止




18

応用回路例(つづき)•通常動作波形

横軸1 ms/div 10 ms/div

測定点

A

(EIN)

B

(MPI)

C

(VB)

D

(VOUT)

E

(CS)

F

(EI)

G

(EO)

0 V

0 V

1 V

/div

0 V

7 V

2 V

/div

0 V

12 V

0.2

V/d

iv

0 V

0.8 V

0.5

V/d

iv

0 V

2.5 V

50 V

/div

100 V

500 V

0.5

V/d

iv

0 V

2.5 V

0.2

V/d

iv

0 V

0.8 V

2 V

/div

0 V

12 V

1 V

/div

0 V

7 V

0 V

140 V

20 V

/div

2 V

0.4

V/d

iv

140 V

20 V

/div

保守廃止




19

応用回路例(つづき)•起動時波形

横軸20 ms/div

測定点

E

(CS)

G

(EO)

•停止時波形

横軸20 ms/div

測定点

E

(CS)

G

(EO)

0.2

V/d

iv

0 V

1.2 V

50 V

/div

100 V

400 V

0.2

V/d

iv

0 V

0.8 V

50 V

/div

100 V

400 V

(条件)

•入力電圧 : 100 V (AC)

•出力電圧 : 400 V (DC)

•出力電流 : 200 mA (抵抗負荷2 kΩ)

保守廃止



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－特定用途(航空・宇宙用、交通機器、燃焼機器、生命維持装置、安全装置など)にご使用をお考えのお客様および弊

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090506

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