HV809 EL ランプドライバーアプリケーションノート HV809 EL ランプドライバー・アプリケーションノート by Roshanak Aflatouni & Scott Lynch (Supertex) 訳：浅村素子(マイクロテック) 概要スーパーテックス社の HV809 は大型の EL ランプを高輝度第 1 部ポータブルアプリケーションで駆動させるために開発されました。整流・平滑された基本的な回路構成は図 1 に示したとおりです。DC-DC コ AC100∼120V の電源、あるいは 50∼200V の範囲の DC ンバータを設計するには多くのデバイスが必要ですが、電源でも動作します。電池電源のアプリケーションにはここでは安価な 555 タイマーIC を DC-DC コンバータに外付けの DC-DC コンバータが必要です。使っています。コンバータの詳細に関しては後述します。このアプリケーションノートはポータブルアプリケーションと商用電源アプリケーションの 2 つを紹介しています。第１部は、電池電源（4AA セル）用アプリケーションで 12.5 平方インチの EL ランプを 15ft-lm(51cd/m)の輝度で駆動させる方法を解説し、高電圧出力 DC-DC コンバータを設計するための詳細説明になっています。PDA や GPS などの携帯用コンピュータ、その他高輝度 EL が要求される携帯機器等に利用できます。第２部では、100 平方インチの EL を 20ft-lm(68cd/m)の輝度で 120V の AC 電源で駆動させる方法の説明です。広ランプドライバー回路と動作告、看板、誘導灯、インテリア用アクセントライトなどスーパーテックス社の HV809 は 400Hz で 350nF までのに利用できます。 EL ランプの動作に最適です。電源入力は DC50∼200V で動作します。HV809 は EL ランプに、入力電圧の 2 倍のピーク電圧の矩形波を供給します。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 1 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー HV809 は、一つの抵抗、REL-OSC によって制御されるラ消費電力のおよそ 3 分の 1 が EL ランプの等価抵抗で消ンプドライブ・オシレータを持っています。オシレータ費され、およそ 3 分の 2 が HV809 のブリッジ・トランジはランプドライバーの出力周波数を制御しますが、このスタで消費されます。ランプ・ドライブ周波数が高い場部分は図 2 に見られるように 4 個のトランジスタによる合、ランプが大きい場合、ランプ電圧が高い場合にはフルブリッジ構成となっています。電源は整流・平滑さ HV809 の電力は更に大きくなります。これが、８ピン SOP れた商用電源か、外部高電圧電源で供給することが出来パッケージの HV809 を使った場合の制限要素となります。ます。８ピン SOP では 500ｍW が最大定格であり、これを超え出力トランジスタは図 3 に見られるようにドライブ・オて動作させることはできません。TO-220 パッケージですシレータによって交互にオンし、矩形波を発生します。と、最大定格は 15W となります。このデザインは優れたドライブ能力を有しており、上下図 4、5 は 12.5 平方インチのランプを２種類のランプド対称のバイポーラ・ドライブ波形によって直流バイアスライブ周波数で駆動させた場合の典型的な特性です。この無い駆動を実現します。多くのランプメーカーはマイのグラフは特定のランプによる実験に基づいたもので、グレーションの問題を防ぎランプの寿命を延ばすために別のランプの特性と全く同じとは限りません。ゼロバイアス・ドライブを推奨しています。ランプ・ドライバー部分の設計は基本的にランプドライブ周波数と電圧の設定です。ランプの周波数は REL-OSC によってコントロールされます。通常この抵抗値の範囲は 510KΩから 5.1MΩです。抵抗値を大きくすると周波数が低くなります。ランプドライブ電圧は高電圧電源（HVout）によって制御されます。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 2 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー電池電源 DC-DC コンバータタイマーIC 555 を図 6 の回路のように使用することで安コンバーターのデザインは以下の手順で行います。価な DC-DC コンバータを作ることができます。 1. 要求項目を設定する。図 6 の回路は、555 タイマーを用いて Qsw を PWM 制御 2. 基本的なコンバーターパラメータを設定する(周波する基本的なフライバック・ブースト・コンバータです。デューティ・サイクルを変えることによって出力電力が数・デューティ・サイクル、インダクタンス(L))。 3. コントロールされます。通常は RC、RD および CT の時スイッチング・トランジスタとダイオードを選択する（Qsw、D）。定数によって周波数とデューティ・サイクルを決定しま 4. 入出力キャパシタを選択する（CIN、C HV）。す。この回路ではフィードバック抵抗 RFB とツェナーダ 5. 時定数部品を選択する（RC、R D、CT）。イオード ZFB がタイミング回路に順バイアスを加え、出 6. フィードバック部品を選択する（RFB、Z FB）。力電圧が増加すると、それに伴いバイアス電圧が増加します。このバイアスによりタイミングキャパシタ CT の充要求項目の設定電速度を上げると共に放電速度を下げ、出力電圧増加の HV809 用の DC-DC コンバータを設計する際には次の３際のデューティ・サイクルを小さくします。このメカニつのパラメータが最も重要です。ズムによってレギュレーションに不可欠な負帰還が構成 1. 入力電圧範囲（VIN min/max）されます。この回路では部品を適切に選択することによ 2. 出力電圧（HVOUT）り、スイッチング周波数を一定に保つと同時に出力電圧 3. 出力電力（PHV）を安定化できます。 VIN はあらかじめ決まっていますが、 HV OUT、P HV に関しては自分で設定しなければなりません。もし、EL ランプドライブ周波数と電圧が決まっていれば、EL ランプの静電容量を充電・放電することによって消費される電力は下記の式で得られます。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 3 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー＜数式 1＞ 1 P lamp = f lamp C lamp V 2 lamp 2 ここで； flamp ＝ EL ランプ周波数 C lamp = EL ランプ静電容量 V lamp = EL ランプ p − p 電圧＜数式２＞ ( DVIN ) 2 2 fcL P HV = ここで； P HV = 出力電力 D = デューティ・サイクル V IN = 供給電圧 fc = コンバータ周波数この式では、消費電力のおおよその値を算出することは L = インダクタ値出来ますが、HV809 のドライバとランプの等価抵抗によるパワーロスは計算に入っていません。DC-DC コンバー EMI（電磁干渉）を避けるため、多くのアプリケーショタの要求項目を設定する際は、HVOUT、P HV は実験結果ンでは周波数を確定することが大切です。従いまして、によって決定した方がよいでしょう。使用予定のランプまずコンバータの周波数から設定することをおすすめしで HV809 ランプドライバの回路を組んで下さい。ドライます。周波数が高いほどインダクタは小さくてすみますバに電力を供給するには、市販の実験用高電圧パワーサが、スイッチング・ロスの度合いは上がります。逆に低プライを使用して下さい。要求される色、輝度、消費電い周波数だとスイッチング・ロスの度合いも低くなりま力が全て満足されるように、入力電圧と EL ドライブ周波すが、インダクタは大きなものが必要となります。コン数を調整して下さい。入力電圧・電流を測定し、その数バータ周波数は 20∼100kHz が適しています。値を DC-DC コンバータのデザイン要求項目として使ってコンバータ周波数が決定したら、次はインダクタの選択下さい。実践的な最大電力の測定のためには、いくつかです。あらかじめ規定されているスイッチング周波数にのランプで入力電流を測定したデータをお使いになるこ関しては、インダクタの値が大きい方がピーク電流も低とを推奨します。くなりますが、デューティ・サイクルがかなり大きくな部品の誤差とコンバータの効率に余裕を持たせるため、ります。デューティ・サイクルは以下の式で算出します。実際に要求されるより高めに電力レベルを設定するよう設計して下さい。通常は要求電力に対して最低 125%のレ＜数式 3＞ベルが適当です。動作周波数、デューティ・サイクル、インダクタの設定この数式では、100%より大きなデュー D= 2 fcLPHV VIN ティ・サイクルが算出される可能性があります。インダクタの値が高すぎる次にスイッチング・コンバータの基本的な動作パラメー場合などです。コンバータを最も効果タ（周波数、デューティ・サイクル、インダクタ）を設的に動作させるるためにはデューティ・サイクルは最低定します。スイッチ抵抗、インダクタのロス、その他の入力電圧時において 70%程度に押さえて下さい。デュー寄生成分を考慮に入れなければこれらのパラメータの相ティ・サイクルが大きいほどコンバータの効率が上がり関関係は以下の数式で表せます。ます。インダクタの定格を決定するためのピーク電流は以下の式でおおよそ算出できます。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 4 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー＜数式 4＞＜数式 7＞ IL( PK ) = 2 PHV fcL P SW = R SW ( 2 PHV )1.5 V IN fcL 正しくインダクタを選択するためには、デューティ・サイクル、インダクタ値、インダクタの定格が適正な値にここで；なるように、数式 3、4 を繰り返し試してみて下さい。も RSW = スイッチ・オン抵抗し適当な値が得られなければ、コンバータの周波数を変コンバータ周波数はトランジスタの電力損失に大きな影える必要があります。響を与えません。周波数が高いとインダクタは小さくなり、fcＬは一定の値を保つからです。 QSW と D の設定スイッチングトランジスタとダイオードの耐圧は、必ずスイッチングトランジスタ QSW を設定するのに最も重要出力電圧より高くなければなりません。なパラメータは耐電圧、オン抵抗、ピーク電流、電力損失です。ダイオードのために重要なパラメータは、逆方 CIN と CHV の設定向耐電圧、ピーク反復順電流、平均順電流、逆回復時間入力キャパシタ CIN は、入力電源インピーダンスを減少です。させるためのバイパスキャパシタとして機能します。まピーク・インダクタ電流もまた、スイッチングトランジた、高周波電流パスをショートループに制限することでスタとダイオードを流れるので、以下の式が成り立ちま EMI も減少させます。従いまして、CIN はコンバータのす。近くに配置し、コンバータ周波数では低インピーダンスでなければなりません。最も効率よく機能させるために＜数式5＞は、CIN のインピーダンスは 1Ω以下でなければなりません。 ISW ( PK ) = ID( PK ) = IL( PK ) 平均ダイオード電流は単にステップ 1 で設定されたでラ＜数式8＞ンプ・ドライバが必要とする電流です。効率を最大に上げるためには、逆回復時間が 100nS 以内のファーストリ CIN ≥ 1 2π fc ZIN カバリー・ダイオードを使って下さい。トランジスタを通る平均電流は、平均入力電流とおよそここで；同じです。最大平均電流は最低入力電圧の時に発生しま Z IN = CIN インピーダンスす。出力キャパシタ CHV は高電圧エネルギーを蓄積し、また高周波電流パスをショートループに制限することで EMI ＜数式6＞ ISW = PHV VIN を減少させます。CIN と同様にコンバータの近くに配置しなければなりません。CHV の値は HVOUT のリプル電圧の要求値によって大きく変化します。一般的には、出力電圧の約 10％のリプルが適切です。スイッチングトランジスタの平均電力損失は以下の式で概算できます。入力電圧が最少の時、トランジスタの電力損失は最大になります。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 5 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー＜数式 9＞ RC/R D 比は 555 タイマーの適切な動作のためには 2/1 以上でなければなりません。 IHV CHV ≥ ripple • f LAMP HVOUT もしそれ以下だとタイミング・キャパシタ電圧が 1/3V CC 以下に放電することが不可能となり、555 の出力は LOW ここで； IHV = HV 809の入力電流 ripple = Vripple( p − p) / HVOUT fLAMP = ELランプ周波数のままになります。あらかじめ RC/RD 比が与えられている場合、コンバータ周波数は図 8 から求めることができます。コンバータ周波数は CT の値からも調整できます。 CIN と C HV は低 ESR で高周波タイプにして下さい。時定数 RC、RD、CT の設定時定数部品 RC、RD、C T は、コンバータ周波数と最大デューティ・サイクルを決定します。算出はプロセスを繰り返して行って下さい。 RC/RD の比率で最大デューティ・サイクルをセットします。また、RC 、R D、CT の３つの値は周波数を決定します。フィードバック回路によってデューティ・サイクルが最大値よりも小さくなることや、コンバータの周波数が負荷や供給電圧の状態によって変化することを考慮する必要があります。負荷が何もない状況ではコンバータ周波数は出力電圧を維持するためにとても低くなります。最大デューティ・サイクルは図７のグラフを使って求めることができます。RC/R D 比が大きく、グラフの勾配が急峻な部分の上方で、最大デューティ・サイクルを決定することで、抵抗値の公差による影響を少なくすることができます。一方、RC/R D 比の値が小さいと後述の様にレギュレーションの範囲が狭くなります。一般に、RC/R D 比は４が妥当です。最大デューティ・サイクルは下記の式でも求められます。＜数式10＞ D (max) = 1 1 .443 1 − 2 NCD  1+ In  NCD + 1  2 − NCD  ここで； NCD = RC / R D 日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 6 7/1/99 HV809 EL ランプドライバーコンバータ周波数は下記の式で算出できます。スタートアップ時に出力が 0V でフィードバックツェナーダイオードが順方向にバイアスされている場合、限界状態になります。もし、RFB が小さすぎると、555 の通常＜数式11＞ fc (nom) = 1 動作で必要とされるタイミング・キャパシタの電圧が  1  1 − 2 NCD   RC CT  0.693 + In    N CD + 1  2 − NCD    2/3Vcc になるのを妨げ、その結果、スイッチングトランジスタ QSW がオン状態のままとなり、過電流となり破壊繰り返し計算して、前に設定した周波数とデューティ・に至ります。この状態を避けるためには、RFB/R C が常にサイクルになるように、RC 、R D、CT の値を決定して下 2 以上になっていなければなりません。さい。＜数式 15＞＜数式12＞ RFB >2 RC HVOUT = VZ + VBIAS 最適なレギュレーションのためには、RFB/R C が 2 より大バイアスの値は負荷と入力電圧の状態で大きく変化しまきい値（抵抗値の公差も含めた最低値）に設定すると同す。バイアス電圧の限界値は数式 13 及び 14 で算出でき時に RFB は可能な限り小さくします。ツェナー電圧の選ます。入力電圧が最少且つ負荷が最大の状態でバイアス定は、必要な出力電圧−１/2（最大バイアス電圧）としては最少になります。入力電圧が最大且つ無負荷の状態で下さい。必要であれば、ツェナーダイオードの電圧は端バイアスは最大になります。数を切り下げて、次に近い標準値としてください。 HV809 は定常負荷ですので、通常動作での実際のバイアス電圧はこの制限範囲内になります。＜数式13＞ 1 V BIAS (min) = VIN 3 ＜数式 14＞  1 1 V BIAS (max) = V IN  −  3 1 + NCD + 1  N FBC    [1 − NFBC ( NCD + 1) ]   ここで； NFBC = R FB / R C NCD = RC / RD バイアス電圧は RC/R D と、R FB/RC の関数であり、図 9 から求めることができます。VBIAS(min)はレジスタ比とは関係ありません。グラフから読みとれるように、RFB/R C が低いとバイアス電圧も低くなります。しかし RFB には下限があります。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 7 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー回路例このセクションでは、前出の電源設計法で 4AA セルを使 L D IL(pk) って、12.5 平方インチのランプを 15ft-L(51cd/m)の輝度 220μH 43-57% 510mA で点灯させるための EL ランプドライバ回路の設計に関し 330μH 53-70% 420mA て説明します。 470μH 63-84% 350mA 330μH のインダクタは、最小入力電圧でのデューティ必要条件ー・サイクルが推奨値と合致します（70% ）。電流の定格必要な電力を決定するために、HV809 ランプドライバを、値は 520mA、AJ. W. Miller PM105-331K、330μH、1.15 実験用パワーサプライを使って動作させ実験を行います。 Ω、表面実装のインダクタを使用しました。ランプの寿命とリーズナブルな効率のために、ランプ周波数は 200Hz とします。 160V の入力電圧で輝度は 15ft-lm QSW と D (51cd/m)となります（但し、EL ランプの材料、製法は各ダイオードには BAV21W がすべての条件を満たします。メーカーによって異なるため、ランプの特性もそれぞれ特性条件 BAV21W のメーカーで変わります）。逆耐電圧 >160V 200V 入力電流は約 3.3mA ですので、入力電源には 528mW がピーク反復電流 >420mA 625mA 求められます。25% の余裕を持たせると 660mW となり平均順電流 >3.3mA 200mA ます。逆回復時間 <100ns 50ns HV809 で入力電力の 528mW の 3 分の 2 が損失により失スイッチはスーパーテックス社の VN2220N3 MOSFET われると仮定すると、352mW となり、SO-8 パッケージを使用しました。のスペックの 500mW の範囲に完全に収まります。特性条件 VN2220N3 最大入力電圧は新しい電池 4 本で 6V です。最小入力電圧耐電圧 >160V 200V は 555 タイマーの最小動作電圧、4.5 ボルトです。ピーク電流 >420mA 7.0A 必要条件を一覧に表すと下記のようになります。平均電流 >147mA 900mA VIN＝4.5∼6.0V オン抵抗 VOUT=160V 電源損失 PHV=660mW 平均スイッチ電流は数式 6 にて、スイッチの電力損失は 1.25Ω >153mW 1.0W 数式 7 で算出できます。動作周波数、デューティ・サイクル、インダクタコンバータの周波数は 23KHz を選択しました。この周波 CIN と CHV 数はスイッチングのロスを低くし、ノイズは可聴範囲外コンバータ周波数 23KHz、規定されている CIN インピーになります。ダンス 1Ω以下という条件で数式 8 を計算すると、CIN は次に、何種類かの標準値のインダクタを評価しました。 6.9μF 以上でなければなりません。標準値の中から次に数式 3 を使って、それぞれのインダクタの値で、入力電大きい 10μF を選択します。圧範囲 4.5∼6.0V でデューティ・サイクルを算出しまし 200Hz のランプ周波数、10% のリプル、先に計測したた。インダクタのピーク電流は数式 4 で求めました。設 HV809 の入力電圧 3.3mA という条件下で、数式 9 で計計電力レベルは 660mW を採用しました。算すると CHV は最低 1.0μF でなければなりません。これは標準値ですので、そのまま 1μF を選択します。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 8 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー時定数部品 RC、RD、CT フィードバック部品 RFB と ZFB ステップ２で算出したように、4.5V での最大デューティ・最良のレギュレーションのために、RFB は RC の 2 倍よサイクルは 70%です。りわずかに大きい値が望まれます。RC が 51KΩなので、数式７にこの値を代入すると RC/RD の比は 3.5 となりま RFB は 102KΩを少し上回るぐらいの値が適当です。このす。公差を考慮した余裕を持たせて 4.0 をターゲットとし次に大きな標準値は 110KΩです。5%精度の抵抗を使うます。タイミング・キャパシタ CT を 1nF とします。コと、 RFB/ RC 比は 1.95 と低くなり、「どの状態でも RFB/R C ンバータ周波数 23KHz と規定すると、数式６によって RC 比は 2 より大きい値でなければならない」という条件には 45KΩとなります。これに最も近い標準値は 47KΩで合致しなくなります。次に高い RFB の値は 120KΩで、す。RC、R D のターゲット比である 4.0 にこれを代入するこの値だと RFB と R C の比率は 2.35 です。更に 5%のレと RD は 11.75KΩとなります。これに最も近い標準値はジスタを適用すると RFB/R C 比は 2.13 となり、先の条件 12KΩです。これら 47KΩと 12KΩを使うと RC、R D のに合致するようになります。よって、RFB の値はを 120K 比率は 3.92 となります。5%精度の抵抗を使うとこの比率 Ωを選択することにします。は 3.54 と低くなり、デューティー・サイクル 70%に適合 RC/R D 比 4.25、R FB /RC 比 2.35 を図 9 に適用すると、します。これは上記の 70%に対して全く余裕が無い値な VBIAS(max)は供給電源の約 2.1 倍となります。というこので RC は 51KΩとします。すると RC/R D 比は 4.25 ととは、ツェナー電圧は VOUT−1/2（V BIAS(max)）の値となり、最悪でも RC/R D 比は 3.85 で、最大デューティ・なります（そうでないと 147-152 となり入力電圧範囲をサイクルは 72%です。51KΩを採用しても約 23KHz のコ越えてしまいます）。これに最も近い一般的なツェナーダンバータ周波数が得られることが分かります。イオードの値は 150V なので、これを採用します。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 9 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー最終回路上記までで決定してきた部品を使って作る回路は、最終的には下記のようになります。上記回路のテスト結果は以下の通りです。特性測定値状態通常出力電圧 160.8V VIN＝5.25V、R LOAD=39.65kΩ ライン・レギュレーション 2.8% VIN＝4.5-6.0V、RLOAD=39.65kΩ ロード・レギュレーション 3.8% VIN＝5.25V、R LOAD=39.65kΩ-∞ 効率 83% VIN＝5.25V、R LOAD=39.65kΩ 周波数 22.67kHz VIN＝4.5-6.0V、RLOAD=39.65kΩ 周波数偏差 ±16% VIN＝4.5-6.0V、RLOAD=39.65kΩ 無負荷周波数 2.769kHz VIN＝5.25V、R LOAD=∞ 日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 10 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー第 2 部オフ・ライン EL ドライバ第 2 部では、スーパーテックス社の HV809K2 を使い、100 平方インチの EL ランプを、整流された 120V の AC ラインで駆動する回路を解説します。 HV809K2 を使用し、400Hz、ピーク・トゥ・ピーク電圧 340V で EL ランプを駆動します。さらに、EL ランプはロジック信号でオン・オフが可能です。アプリケーションとしては広告看板、誘導灯、インテリア用アクセントライト等に適しています。回路解説は、発熱を最小限に押さえるため、リプル電圧が供給電圧は 120V の AC ラインで、170V の直流 20V 以下になるものを選んで下さい。CIN は次のに全波整流します。170V の直流は HV809 の電源ように求められます。に使われます。HV809K2 は内部にリニア・レギュレータを持ち、10VDC の Vdd を供給します。 CIN=I IN /(2×V RIPPLLE×f LINE) Vdd は EL 周波数用の内部低電圧 CMOS オシレここで；ータ回路の駆動に使われます。EL 周波数は REL- I IN＝C IN キャパシタからの平均電流 OSC とグラウンド間の外付け抵抗で調整できます。 VRIPPLLE＝最大リプル電圧 20V CMOS オシレータは高電圧出力 H ブリッジ、VA f LINE＝ライン周波数、50/60Hz と VB をコントロールします。 EL ランプは VA-VB 間に接続しますが、外部 R EL I IN 電流は HV809 の動作電流と負荷電流の合計で、レジスタによって設定された周波数で、±170V 以下の式でおおよその値が算出できます。のピーク・トゥ・ピーク電圧で駆動されます。 I IN=I INQ+(2×f EL×C EL ×HVIN) 計算ここで； 120V の AC ラインはダイオードブリッジ D1、D2、 I INQ＝HV809 の動作電流 D3、D4 によって全波整流されます。120V の AC f EL＝EL ランプ周波数ラインのピーク電圧は 120×1.1414=170V です。 CEL＝EL ランプ静電容量ダイオードブリッジが必要とする耐電圧は 170V HVIN＝入力 DC 電圧以上です。200V かそれ以上の電圧の製品、例えば、1N4003 が適しています。 HV809 の IINQ は 400μA が最大です。典型的な CIN は 200V 以上の電解コンデンサーです。容量 EL ランプは 400Hz 付近で最も効率が良いので、日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 11 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー f EL は 400Hz を採用しました。CEL は、 1 平方インチ当たり 3.5nF とすると C EL を概算するのに大変役立ちます。100 平方インチだと C EL は 350nF です。HV IN は先と同様に算出すると 170V です。 I IN= 400μA+(2×400Hz×350nF×170V) =48mA よって CIN は以下のように概算できます。 CIN=48mA/(2×20V×60Hz) =20μF もしくはそれ以上 OSC1 入力 CIN は最も近いコンデンサの標準値である 22μF OSC1 ピンと GND、VDD を接続する事で出力をを選びました。CIN の電圧波形は図 12 の通りでイネーブル/ディスエーブルすることができます。す。 OSC1 ピンを GND に接続するとイネーブル状態になります。HV809 はスーパーテックス社製の EL ランプ周波数 TN2106K1 のような低スレッショルド MOSFET REL 抵抗値が 1MΩだと、EL ランプの周波数はを、200K Ωのプルアップ抵抗と共に使用するこ約 400Hz となります。出力両端の電圧波形は図 13 とで、図 14 に示したようにマイクロプロセッサに示した通りです。REL 抵抗値を大きくすると、等の外部ロジック信号で制御が可能となります。 EL ランプ周波数は下がります。EL ランプ周波数範囲は 100Hz から 1.2KHz まで設定可能です。電力損失・ヒートシンクについて高い周波数に調整すると損失も増加します。入力電流 IIN は交流 170V で 48mA と算出されました。入力電力は 170V×48mA=8.16W です。EL ランプと HV809 が、その 8.16W を分担します。分担比は EL ランプの等価抵抗と、HV809 の Hブリッジのスイッチ・オン抵抗によって変わります。典型的な例では電力の 3 分の 1 が EL ランプで、3 分の 2 は HV809 で消費されます。 HV809K2 は 7 ピンの TO-220 パッケージです。外気温 25℃で、適切なヒートシンクを使用した場合、許容電力は最大 15W です。ヒートシンクを全く使用しない場合、同条件での損失はたったの 1.5W です。電力損失限界は最大許容ジャンクション温度、150℃です。ジャンクション温度は以下の式で算出出来ます。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 12 7/1/99 HV809 EL ランプドライバー TJ=P DISS×(θJC＋θ CS＋θSA)＋T A 結びここで；スーパーテックス社の HV809 を利用すると簡単 PDISS＝HV809 の電力損失に、しかも手早く EL ランプドライバーの回路設 θJC＝ジャンクション-ケース間熱抵抗計が行えます。 θCS＝ケース-ヒートシンク間熱抵抗このアプリケーションノートでは、電池電源のア θSA＝ヒートシンク-外気間熱抵抗プリケーション向けの簡単な DC-DC コンバータ TA＝周囲温度の設計方法を説明しています。 HV809 は大面積 θJC は 5℃/W です。θCS はデバイスが、どのよの EL を高輝度で駆動できる大変パワフルなデバうにヒートシンクに接続されているかによって値イスです。SO-8 パッケージの HV809（HV809LG）が変わります。シリコン・シートやサーマル・グは、薄さと高輝度が求められる、携帯端末等に利リースがよく使用されます。θSA はヒートシンク用されるランプの駆動に、ターゲットを絞っていのサイズや、冷却方法によって値が変わります。ます。SO-8 パッケージの HV809 はラージサイズ雰囲気温度 25℃で、P DISS が 15W、最大ジャンの EL を駆動する際も、最大 500mW の損失に制クション温度が 150℃である場合、ケース-ヒート限されています。シンク間の熱抵抗とヒートシンク-外気間の熱抵抗 7 ピン TO-220 パッケージの HV809K2 はヒートは合計で 3.3℃/W 以下でないとなりませんが、8 シンクを付けた場合 15W まで許容されるため、立方インチの垂直ヒートシンクによる自然な対流更に大きなサイズで、高輝度のランプに適していで十分です。ます。ヒートシンクには様々なサイズ、形状のものが有 HV809 は高電圧を扱いますので、感電やショーります。ヒートシンクメーカに製品の形状を問いトに十分注意して下さい。合わせて、適切なヒートシンクを選んで下さい。 TO-220 パッケージをヒートシンクにネジ止めする際は、締め付けトルクは、4kgf･cm 以下で取り付けてください。日本総代理店マイクロテック株式会社〒168-0063 東京都杉並区和泉 2-7-5 TEL:03-5300-5535 FAX:03-5300-5530 13 7/1/99