PDF 390kB

各社
御中
取り扱い説明書
納入先品名:
製品名:
DC-DCコンバータユニット
ALD-605012Px131
TDKラムダ株式会社
技術部門
責任者
確認者
担当者
2010.08.26
2010.08.26
殖
2010.08.26
栗
図番
CTR-4007-X
本製品使用に当たっては、注意事項に充分留意され、安全設計を行って下さい。
ご使用方法を間違えると感電、損傷、発火などの恐れがあります。
● 本製品は、LED点灯用に設計された製品です。他の負荷での使用はしないで下さい。
● 本製品は、一般の電子機器への使用を目的に設計された製品ですので、人命に関わる医療機器や
輸送機器の制御装置等には、使用しないでください。
● 本製品を、医療機器や輸送機器に使用される場合、十分なフェールセーフを実施してください。
● 本製品を車載あるいは、定常的に振動の加わる環境で使用される際は、予めご相談ください。
● 誤動作の恐れがありますので、強電界、磁界中では使用しないで下さい。
● 本製品は、耐放射線設計は行っておりません。従いまして、原子力制御機器、放射線医療機器等の
用途には使用しないでください。
● 本製品は、納入仕様書の規格内で保管して下さい。
● 本製品は、塵埃・ガス腐蝕等を伴う環境 (塩・酸・塩基等) で保管しないで下さい。
● 高温、多湿、塵埃、ガス腐蝕等を伴う環境 (塩・酸・塩基等) での使用は避けて下さい。
又、結露の生じないようご使用下さい。破損、感電の恐れがあります。
● 保護回路 (素子・ヒューズ等) を内蔵していない製品については、異常動作時の発煙、発火防止の為、
入力段へのヒューズの使用をお薦めします。保護回路 (素子・ヒューズ等) を内蔵している製品につい
ても、使用条件・電源容量等の違いにより内蔵保護回路 (素子・ヒューズ等)が動作しない場合が考えら
れますので、その場合は個別に適正な保護回路の使用をお薦めします。
● 入力電圧・出力電圧・使用温度範囲は規格内でご使用下さい。これを超えると破損等の恐れがあります。
● 落雷等のサージ電圧防止対策を実施して下さい。異常電圧による破損等の恐れがあります。
● コンバータを接続する入力源には、入力源および配線などのインピーダンスにより、入力源の電圧や電流
にリップルが重畳される場合があります。入力源を選定される際は、最終のセットにて波形などをご確認く
ださい。
● 本製品は、入力過電圧保護回路は内蔵しておりません。
● サージ電圧が印加される可能性がある場合はサージ電圧防止対策を実施して下さい。
● 改造及び加工をしないで下さい。弊社では改造、加工した物の責任は負いません。
● 人身事故、火災事故等の障害が生じないように安全設計に十分な注意をお願いします。
● 本製品は、破損の恐れがございますので、製品の積み重ねはしないで下さい。
● 本製品は、破損の恐れがございますので、工具等による接触はしないで下さい。
● 取付時に過剰な力を加えないで下さい。チップクラックによる破損等の恐れがあります。
● 落下させた場合、部品損傷の恐れがありますので、使用しないで下さい。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
1/18
1.品名呼称について
ALD-605012PD131
シリアルナンバー : 3桁
D:DIP品 S:面実装品
調光方式 : P = PWM調光機能搭載
入力電圧 : 2桁(“12”=12V)
出力電流 : 3桁(“050”=50mA)
出力数 : 1桁(“6”=6出力)
シリーズ名 : ALD
2.外観・構造及び寸法
②SMD 品
①DIP 品
捺印表示例
捺印表示例
21.1
②面実装品
捺印表示例
側面
8.8 MAX
3.5 8.5 MAX
側面
17.78
22.86
17
1.0±0.2
14,16 pin
1
11
12
13
2.54×6
10
3.5±0.3
15,17 pin 2.7±0.2
2
7
8
9
(0.5)
16
6
5
4 13 - 1.65±0.5X
0.6±0.07
3
2.33
1
2.33 5.08
11
12
13
2.33
2
2.54×6
15 7
6 14
5
8
4 13 - 0.3±0.07X
9
0.6±0.07
3
10
2.54×4
裏面
(0.5)
2.54×4
裏面
5.08
22.86
26.16
1.65
2.54
2.33
21.1
●
●
(指定無き寸法公差は±0.5)
単位:mm
2.7±0.2
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
2/18
3.端子接続
●入力の結線には、十分ご注意ください。接続端子や極性を間違えますと、コンバータが破損する可能性があります。
入力ピンの機能と接続図をそれぞれ、表3-1、図3-1に示します。出力ピンの機能を表3-2に示します。
1
Vst V
Vin
10.8~13.2V
A
Iin
2
V
3
a
Vrmt
5V
V
b
4
SW1
5
SW2
6
Vbr
Rbr
Vpwm
図3-1.
表3-1. 入力ピン
表3-2. 出力端子
Pin No.
Symbol
Specification
Note
Pin No.
Symbol
Note
1
Vst *1
0(V) / 5(V)
警報出力信号
7
-CH1
系列1 - カソード側
2
Vin
10.8~13.2
入力電圧
8
-CH2
系列2 - カソード側
3
GND
0(V)
グラウンド
9
-CH3
系列3 - カソード側
4
Vrmt
10
Vo
系列1~6 - アノード側
5
Rbr*2
Vbr*3
1~10kΩ
1.6~3.8V
アナログ調光信号
11
-CH4
系列4 - カソード側
12
-CH5
系列5 - カソード側
Vpwm*4
0(V):Low(OFF)
3.3(V):Hi(ON)
PWM調光信号
13
-CH6
系列6 - カソード側
6
OFF : 0-0.4(V)
ON/OFF コントロール
ON : 2.5~Vin(V)
*1 通常動作時0V、異常動作時、約5Vになります。
*2 Rbr=10kΩで最大輝度、Rbr=1kΩで最小輝度になります。
*3 Vbr=3.8Vで最大輝度、Vbr=1.6Vで最小輝度になります。
*4 Vpwm=100%で最大輝度、Vpwm=1%で最小輝度になります。
●Vbrにつきましては、抵抗での調光を考慮しているため、コンバータの入力インピーダンスが低く設定されております。Vbr端
子に
電圧を印加する際、出力インピーダンスの低いボルテージフォロア接続をお勧めします。やむを得ず、抵抗分圧等の出力イ
ンピ
ーダンスの高い回路を接続する場合、図4-3のVbr入力段を考慮してください。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
3/18
4.各端子の機能
●Vst端子:警報出力信号
Vst端子は、警報出力端子で、定常時約0V、異常時約5Vを出力します。
コンバータの警報出力信号を使う場合、入力インピーダンスの高いオペアンプ入力か、コンパレータ入力を推奨します。
Vst端子(警報出力)を使って信号を生成される場合、Vst端子の出力インピーダンスを考慮してください。
Vcc=5V
図4-1.
47kΩ
1Pin(Vst)
●Vrmt 端子 :ON/OFFコントロール
ON/OFFコントロール機能を使用しないときはVrmt端子をVin端子と接続してください。
Min.(V)
Max.(V)
出力の状態
0
0.4
OFF
Vrmt
Open
2.5
OFF
Vin
ON
図4-2.
Internal circuit
4Pin(Vrmt)
Vrmt
5V
10kΩ
Q
10kΩ
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
4/18
●Rbr端子 / Vbr端子 : アナログ調光信号
Io=20mA/string
Io=50mA/string
Rbr使用
1kΩ
10kΩ
Vbr使用
1.6V
3.8V
Rbrには定格0.1W以上の抵抗を接続ください。.
図4-3
Vcc=5V
390Ω
5pin(Rbr/Vbr)
1.5kΩ
286Ω
Rbr
1~10kΩ
(Rating 0.1Wmin)
Vbr
1.6~3.8V
IC
Internal Circuit
0.1uF
Rbr=10kΩ以上の接続、又Vbr=3.8V以上の入力は避けてください。
Rbr端子 / Vbr端子をオープンにすると約60mA/stringの電流が流れます。オープンでの使用は避けてください。
●Vpwm端子 : PWM調光信号
最大輝度 最小輝度
Vpwm (Duty)
1%
100%
0~1.0 V Low(OFF)
Vpwm (Voltage)
2.5~5.0 V
Hi(ON)
図4-4
6pin(Vpwm)
IC
Internal Circuit
Vpwm
1~100%
1.5kΩ
15kΩ
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
5/18
5.ノイズの低減
●コンバータの発生するノイズについて体系別に整理しますと下記のようになります。
(1) 入力端子間に現れる、リップルノイズ
(2) メインスイッチから発生する、スイッチングノイズ
(3) コイルの漏れ磁束によって誘起される誘導ノイズ
5-1.入力端子間に発生するリップルノイズ
本製品の入力(Vin)端子は図4-1のような入力回路を構成しています。
図5-1
+Vin
1uH
10uF
GND
入力端子の外側に、コンデンサを付加することによって、π型のローパスフィルタを構成することができます。
これによって、入力のリップル電圧、電流を減少させることができます。
また、入力ライン上にインダクタが挿入されているため、コンデンサの容量、等価直流抵抗(ESR)による影響を比較的受け
難い構成になっております。
本製品はヒューズ(回路保護素子)を搭載しておりません。実機にて入力電流をご確認頂き、お客様のご使用条件に合わせ
て最適なヒューズを選定ください。
図5-2
できるだけ、太く、短く配線する。
+Vin
L
お客様線選定ヒューズ(回路保護素子)
1000uF以下
容量は、1000uF以下を推奨。
C
GND
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
6/18
5-2. パワーラインから発生する、スイッチングノイズ
本製品は、昇圧チョッパー回路を採用しております。
スイッチング周波数は、400kHz~600kHzの間にあります。
基本周波数と、3倍、5倍といった奇数倍の周波数においてノイズが現れますので、実機にて問題がないかご確認を
お願いします。
回路上、コンバータのパルスラインが極力小さくなるように配線しておりますが、小型軽量化達成のため、スイッチン
グの高速化・高周波化を行っています。電源のラインノイズを低減するには図5-3の様に、入力側にノイズの種類に
応じて、ローパスフィルタ、ノーマルモードフィルタ、コモンモードフィルタを多段構成で挿入したり、入出力ケーブルに
クランプフィルタの使用が効果的です。
放射ノイズに関しましては、スイッチオン時に、入力コンデンサ、コイル、メインスイッチのルートで、スイッチオフ時
に、入力コンデンサ、コイル、ダイオード、出力コンデンサのルートでパルス状の電流が流れます。また、コントロール
ICがメインスイッチをドライブする際に充放電によって、インパルス状の電流が流れます。
このため、ノイズに対して感度の高い製品は、ここを避けて配置すること、シールドすることで効果が期待できます。
コモンモード
フィルタ
図5-3
ノーマルモード
フィルタ
L
+Vin
Lf3
Lf1
Cf1
Lf2
電源
ALD
C
GND
距離を極力
(2~3cm程度)離す
シールドする
コモンモード
フィルタ
Lf4
コンデンサの根元で、ALDとセットを
Vin・GND共に完全に分離
お客様
セット
また、ノイズの測定は以下の方法でお願いいたします。
1.オシロスコープのプローブ先端のクリップを外し、GNDのクリップは使わず、非シールド領域を極力少なく(数mm程度)なるよ
う、
プローブ先端のチップで直接測定する。但し、測定方法によってはプローブ先端等よりノイズが乗る可能性があります。
2.JEITA(社団法人 電子情報技術産業協会) 規格 RC-9131B スイッチング電源試験方法(AC-DC)中の、リップルノイズ測定
方法(3-3),図C記載のプローブで測定する。
弊社では2.の測定方法を使用しております。
5-3.コイルの漏れ磁束によって誘起される誘導ノイズ
本製品において、漏れ磁束を発生させる部品として、チョークコイルがあります。
コイルは、漏れ磁束が大きい為に、近傍に置かれた高インピーダンスラインに影響を与える可能性がございます。
配置上コイルの上部に信号ラインを配線しないようにご配慮ください。また、コイルの上部を至近距離で鉄等の比透
磁率の高い材料によってシールドしますと、漏れ磁束による渦電流損失が発生して効率を低下させたり、異常発熱
の原因になることがありますので、シールド材料とコイルの距離について、ご配慮をお願いします。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
7/18
6.保護機能
本製品は以下の保護回路を内蔵しております。
(1) オープンLED保護回路(警報出力)
(2) 過電圧保護回路(警報出力)
(3) 過電流保護
6-1.オープンLED保護回路
1本~5本のストリングがオープンになりますと、異常の起こっているストリングは動作を停止し、他のストリングは動
作し続けます。この時、警報出力がアクティブ(約5V)になります。
全ストリングがオープンになると、Minimumのスイッチングデューティーで動作し続けます。この時の出力電圧は15V
程度となります。この時、警報出力がアクティブ(約5V)になります。
6-2.過電圧保護回路
過電圧が発生しますと、Minimumのスイッチングデューティーで動作し続けます。
異常時は、警報出力がアクティブ(約5V)になります。
Vin、又はVrmtの再投入で復帰します。
6-3.過電流保護
本製品のメインスイッチ(MOSFET)に過電流が発生すると、過電流保護回路が動作し、出力電流が低下します。
過電流状態を解除すると自動復帰します。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
8/18
7.警報出力について
●本製品は、動作時に0~1V、異常時に約5Vを出力する警報出力機能を持っています。
内部に使用しているコントローラによって、警報信号が出力されますが、以下の注意事項についてご確認ください。
7-1.推奨動作条件
●電源ON時 推奨シーケンス
① 入力電圧を印加
② 調光信号を印加 (オペアンプ出力など、低インピーダンス出力を推奨)
③ リモート電圧を印加 (リモート電圧の印加は、プルアップされたオープンコレクタもしくは、ロジック出力によるH信号)
※警報電圧をモニターして、外部機器の動作を制御する場合、起動時に警報出力をマスクしてください。
(次頁、推奨動作シーケンス参照)
●電源OFF時 推奨シーケンス
① リモート電圧を遮断 (リモート電圧の遮断は、オープンコレクタもしくは、ロジック出力によるL信号)
② 調光信号を遮断(オペアンプ出力など、低インピーダンス出力を推奨)
③ 入力電圧を遮断
※警報電圧をモニターして、外部機器の動作を制御する場合、停止時に警報出力をマスクしてください。
(次頁、推奨動作シーケンス参照)
7-2. 入力電圧とリモート電圧を同時に立ち上げる場合
●電源ON時
・入力電圧がICの動作電圧以下の場合、警報出力が出力される期間があります。
・入力電圧の立ち上がり時間が長い場合、警報出力が出力される期間があります。
※警警報電圧をモニターして、外部機器の動作を制御する場合、起動時に警報出力をマスクしてください(次
頁、
推奨動作シーケンス参照)。
頁、
●電源OFF時
・入力電圧がICの動作電圧以下の場合、警報信号が出力される期間があります。
・入力電圧の立下がり時間が長い場合、警報出力が出力される期間があります。
※警警報電圧をモニターして、外部機器の動作を制御する場合、停止時に警報出力をマスクしてください(次
推奨動作シーケンス参照)。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
9/18
○推奨動作シーケンス
Vin
(入力電圧)
Vin(ON) min.
10μs以上
Vpwm
(PWM調光信号)
任意
Vbr/Rbr
(振幅調光信号)
任意
0s以上
Vrmt
(ON/OFFコントロール)
0s以上
Vrmt(OFF) max.
Vrmt(ON) min.
0.1V/ sec.以上
Vst
(警報出力)
無効(要マスク)
有効 (Lo/正常 Hi/異常)
100ms以上
0ms以上
無効(要マスク)
Vin(ON) min. : 推奨動作入力電圧範囲の最小値
Vrmt(ON) min. : Vrmtの最小ON電圧
Vrmt(OFF) max. : Vrmtの最大OFF電圧
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
10/18
8.接続図
Vo:38Vmax (correspond 10pcs series
of white LED)
図8-1
1
Vst V
Vin
10.8~13.2V
Io1-6:50mAmax
10
Iin
A
2
V
RL1
A
-
3
7
Vrmt
5V
a
V
8
4
b SW1
9
5
11
12
SW2
a
Vbr
6
b
Rbr
動作
b
動作せず
オープン
動作せず
A
-
A
-
RL5
RL6
A
-
A
-
Io1
Io2
Io3
Io4
Io5
RL1-6:負荷抵抗 760Ω(20W以上.)
注8-1. SW1のON-OFFにより以下の様に動作するものとします。
a
A
-
RL4
Io6
(Vpwm=100%:Brightness max.)
ユニット動作
RL3
13
Vpwm
SW1
RL2
注8-2. SW2の切り替えにより以下の様に動作するものとします。
SW2
ユニット動作
a
※ 電圧調光
Vbr=1.6~3.8V
b
※ ボリューム調光
VR=1~10kΩ
※ Vbr=3.8V:輝度max.
Rbr=10kV:輝度max.
注8-4. 保護回路動作
注8-3.測定機器
V :直流電圧計(ADVANTEST R6452A相当品)
A :直流電流計(ADVANTEST R6452A相当品)
負荷条件
警報出力
(CN1-8)
出力状態
定常動作
1V max.
定電流出力
4.5V min.
オープン列は定電圧、
正常列は定電流出力
4.5V min.
定電圧出力
1ストリング
オープン
全ストリング
オープン
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
11/18
9.はんだ付け条件
【DIP Type】
はんだディップ
はんだごて
260℃max
380℃max
10sec max.
3sec max.
(1time/PIN)
【SMD Type】
鉛フリーはんだ・高温リフロープロセスの条件を下図に示します。
リフロー回数は1回までとします。.
図9-1
TP
A
1.0~3.0℃/sec
A'
Ty1:150±10℃
Ty2:170±10℃
Ty1~Ty2:20~100sec
B
1.0~4.0℃/sec
B'
TP:MAX 245℃
225℃MIN:20~40sec
C
-1.0~-5.0℃/sec
225
Ty2
Ty1
A
A'
B
B'
C
Time(s)
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
12/18
10.その他注意事項
●リモート端子で調光動作を行うことは、避けてください。調光動作を行う時は、必ず調光端子にて行ってください。
●コンバータをハンドリングする際、搭載部品が何かに接触して破損しないようにご注意ください。
●本コンバータは、活線挿抜を考慮しておりません。電源を印加した状態でのピンの挿抜はしないでください。
11.ちらつきに関して
●Rbr/Vbr/Vpwm等の調光端子にリプルノイズが重畳されると、ちらつくことがあります。リプルの有無に関わらず、必ず実機
にて
ちらつきが無いか御確認下さい。
12.調光時の異音について
●本コンバータはVbr/Rbr調光時における、ジーという音鳴り低減の処置を施しております。但し取付状態、御使用環境(きわ
めて
静かな場所等)によっては音鳴りがする可能性がありますが故障ではありません。必ず実機にて問題無いか御確認下 さ
い。
13.取り付け方法
●なるべくコンバータの底面部分をGNDラインで、ベタパターン(広面)配線するようにして下さい。
基板底面に信号ラインを配線しますと、コンバータのノイズにより誤動作する恐れがありますので、避けてください。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
13/18
14.LED 接続参照図
図14-1
図14-2
・ 2列接続
・ 1列接続
Vo:38Vmax (correspond 10pcs series
of white LED)
Vo:38Vmax (correspond 10pcs series
of white LED)
Io:300mAmax
Io1,2:150mAmax
10
10
7
7
8
8
9
9
11
11
12
12
13
13
図14-3
図14-4
・ 3 列接続
・ 6 列接続
Vo:38Vmax (correspond 10pcs series
of white LED)
Vo:38Vmax (correspond 10pcs series
of white LED)
Io1,2,3:100mAmax
10
7
Io1,2,3,4,5,6:50mAmax
10
7
8
8
9
11
9
11
12
12
13
13
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
14/18
15 代表電気特性
<
電気特性データ測定回路(1列接続で動作)
*17~19頁は本測定回路にての測定データとなります。
図15-1
1
Vst V
NC
Vin
10.8~13.2V
Iin
A
11
2
3
V
4
8
9
Vrmt
5V
10
a
V
b SW1
5
6
12
13
14
Rbr
1~10kΩ
Load
7
A
-
Io
(10kΩ:輝度MAX)
Vpwm
1%~100% / 230Hz
(0V:Low / 3.3V:Hi)
V :直流電圧計(ADVANTEST R6452A相当品)
-
A :直流電流計(ADVANTEST R6452A相当品)
-
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
15/18
(1) 負荷変動
Ta
Vin
Vrmt
Rbr
Vpwm
図15-1
: 25℃
: 12V
: 5V
: 1-10kΩ
:100%
350
300
Io [mA]
250
200
150
100
Set Io=300mA
50
Set Io=200mA
Set Io=120mA
0
20
25
30
35
40
45
Vo [V]
(2) 入力電圧変動
Ta
Vin
Vrmt
Rbr
Vpwm
図15-2
: 25℃
: 10.8-13.2V
: 5V
: 10kΩ
:100%
310
Io [mA]
305
300
Vo=38V
295
Vo=35V
Vo=30V
290
10.8
11.2
11.6
12
12.4
12.8
13.2
Vin [V]
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
16/18
Ta
Vin
Vrmt
Rbr
Vpwm
(3) PWM 調光特性
図15-3
:
:
:
:
:
25℃
12V
5V
1-10kΩ
1-100%
350
Set Io=300mA
300
Set Io=200mA
Set Io=120mA
Io [mA]
250
200
150
100
50
0
0
20
40
60
80
100
Vpwm [%]
Ta
Vin
Vrmt
Rbr
Vpwm
(4) Rbr調光特製
図15-4
: 25℃
: 12V
: 5V
: 1-10kΩ
:100%
350
300
Io [mA]
250
200
150
100
50
0
0
2
4
6
8
10
Rbr [kΩ]
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
17/18
(6) 温度ディレーティングカーブ
設置方法により、部品の温度上昇が異なります。
下記手順に従い発熱をご確認ください。
① 製品のケースを取り外して、貴社マザーボードに製品を実装してください。
② 熱電対を接続してケースを取り付けてください。
③ 貴社実機に搭載の上、御使用時の最悪条件(入力電圧、負荷電圧、 取り付け方法、 周囲温度)で動作させ、
そのままコンバータの部品温度が安定するまで保持してください。
④ 下記配置図のA点の温度が120℃以下に、またB点の温度が104℃以下になる様にして、ご使用ください。
図15-5
図15-6
弊社測定環境による出力電流ディレーティングカーブを下記に示しますので、ご参照下さい。
図15-7
350
300
Io [mA]
250
200
150
Vo=38V
100
Vo=35V
Vo=30V
50
Vo=25V
0
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Ambient Temperature [℃]
*注 並列接続の場合、各stringの電圧(その列のVfの合計)がばらつきますとIC(上図B点)の発熱が大きくなります
のでご注意ください。各stringで異なる直列数、異なるLEDでのご使用の際は特にご注意ください。
<記載内容は予告なく変更する場合があります。>
CTR-4007-X
18/18