LNK / LinkSwitch-PH LED 드라이버 IC 제품군 일체형 PFC, 1 차측정전류컨트롤및 TRIAC 디밍 / 비디밍선택옵션 제품의주요특징 단순화된오프라인 LED 드라이버 PFC 와정확한정전류 (CC) 출력을일체형 (Single-sta

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1 LinkSwitch-PH LED 드라이버 IC 제품군 일체형 PFC, 1 차측정전류컨트롤및 TRIAC 디밍 / 비디밍선택옵션 제품의주요특징 단순화된오프라인 LED 드라이버 PFC 와정확한정전류 (CC) 출력을일체형 (Single-stage) 으로구현 긴수명의설계가능 ( 전해커패시터를사용하지않음 ) 옵토커플러및모든 2 차측전류컨트롤회로를사용하지않음 컨트롤루프보상회로를사용하지않음 단순화한 1 차측 PWM 디밍인터페이스 유니버셜입력전압범위사용 깜박임없는 (flicker-free) TRIAC 디밍에최적화 : LNK AC IN R V D S LinkSwitch-PH V CONTROL BP R FB EcoSmart - 에너지효율성 출력 CC 컨트롤과 PFC 의집적화 매우향상된효율성, >90% 달성가능 부품수절감 전류센싱저항없음 대기전력이낮은원격 ON/OFF 기능 (230VAC 에서 <50mW) 정확하고일관된성능 트랜스포머인덕턴스편차보상 라인입력전압편차보상 주파수지터링을통하여 EMI 필터크기및비용크게절감 고급보호및안전기능 회로단락을막기위한오토 - 리스타트 오픈회로에서의고장감지모드 히스테리시스 (Hysteresis) 를갖는자동써멀셧다운리스타트 PCB 와패키지에서모두 DRAIN 및다른모든신호핀간의고전압연면거리요구사항충족 친환경패키지 할로겐프리및 RoHS 준수패키지 애플리케이션 오프라인 LED 드라이버 설명 LinkSwitch-PH 를사용하면긴수명, 고효율, PF >0.9, TRIAC 디머기능 (LNK ) 이요구되는 LED 드라이브의구현이매우용이해집니다. 일체형으로구현된역률및정전류컨트롤러로인해스위칭스테이지및전해벌크커패시터가필요없습니다. LinkSwitch-PH 디바이스에사용되는한층더개선된 1 차측컨트롤기술은옵토커플러및전류센싱회로를필요없게하고정확한정전류컨트롤을가능하게합니다. 그림 1. 출력전력표 1,2 제품 5 일반애플리케이션회로도 최소출력전력 3 R V = 2MW 85~132VAC 최대출력전력 4 최소출력전력 3 R V = 4MW 85~308VAC PI 최대출력전력 4 LNK403/413E/L 2.5W 4.5W 6.5W 12W LNK404/414E/L 2.5W 5.5W 6.5W 15W LNK405/415E/L 3.8W 7.0W 8.5W 18W LNK406/416E/L 4.5W 8.0W 10W 22W LNK407/417E/L 5.5W 10W 12W 25W LNK408/418E/L 6.8W 13.5W 16W 35W LNK409/419E/L 8.0W 20W 18W 50W LNK410/420E/L 18W 31W 40W 78W 표 1. 출력전력표참고 : 1. 적절한히트싱크를가진오픈프레임설계에서의연속전력은주변온도 70 C에서측정. 2. 효율성이 >80% 인일반 LED 스트링전압에서계산된전력레벨입니다. 3. C BP = 10mF인최소출력전력입니다. 4. C BP = 100mF. LNK4x3EG C BP = 10mF인최대출력전력입니다. 5. 패키지 : esip-7c, esip-7f. LinkSwitch-PH 는 725V 파워 FET, 연속모드 PWM 컨트롤러, 셀프바이어스용고전압스위칭전류소스, 주파수지터링, 사이클별전류제한및히스테리시스 (Hysteresis) 써멀셧다운을포함하는보호회로등이통합되어있습니다. esip-7c(e 패키지 ) esip-7f(l 패키지 ) 그림 2. 패키지옵션 2013 년 6 월

2 BYPASS (BP) 5.9 V REGULATOR DRAIN (D) VOLTAGE MONITOR (V) 1 V BYPASS CAPACITOR SELECT I LIM M I JITTER CLOCK OSCILLATOR SOFT-START TIMER AUTO-RESTART COUNTER FAULT PRESENT Comparator FB OFF DC MAX 5.9 V 5.0 V + - BYPASS PIN UNDERVOLTAGE HYSTERETIC THERMAL SHUTDOWN Gate Driver SenseFet FEEDBACK (FB) UV/OV LINE SENSE I V I FB PFC/CC CONTROL OCP CURRENT LIMIT COMPARATOR V T STOP LOGIC LEB V BG M I V SENSE I LIM FEEDBACK SENSE FB OFF DC MAX REFERENCE (R) REFERENCE BLOCK V BG I S 6.4 V PI SOURCE (S) 그림 3. 기능블록다이어그램 핀기능설명 DRAIN(D) 핀 : 이핀은파워 FET 드레인연결핀입니다. 또한이핀은스타트업및정상상태작동을위한내부작동전류를제공합니다. SOURCE(S) 핀 : 이핀은파워 FET 소스연결핀입니다. 또한이핀은 BYPASS, FEEDBACK, REFERENCE 및 VOLTAGE MONITOR 핀에대한그라운드레퍼런스핀입니다. BYPASS(BP) 핀 : 이핀은내부적으로생성된 5.9V 공급을위한외부바이패스커패시터의연결지점입니다. 또한이핀은 BYPASS 핀커패시터값선택을통한출력전력을선택할수있도록합니다. FEEDBACK(FB) 핀 : FEEDBACK 핀은출력전압피드백에사용됩니다. FEEDBACK 핀으로흐르는전류는출력전압에직접적으로비례합니다. 또한 FEEDBACK 핀에는오픈부하및과부하출력상태로터보호하기위한회로가포함되어있습니다. REFERENCE(R) 핀 : 이핀은외부정밀저항에연결되고디밍 (LNK ) 및비 TRIAC 디밍 (LNK ) 모드를구성하는데사용됩니다. VOLTAGE MONITOR(V) 핀 : 이핀은정류기, 필터커패시터및저항으로구성되는외부입력라인피크감지기와상호작용합니다. 적용된전류는입력저전압 (UV) 및과전압 (OV) 에대한정지로직 (stop logic) 을를제어하고출력전류및원격 ON/OFF 기능제어를위한피드포워드를제공하는데사용됩니다. E 패키지 (esip-7c) (Top 면 ) 내부적으로 SOURCE 핀에 연결된노출패드 ( 뒤쪽 )(esip-7c 패키지도면참조 ) 7 D 5 S 4 BP 3 FB 2 V 1 R 바깥쪽으로구부러진리드 (esip-7f 패키지외형도면참조 ) 내부적으로 SOURCE 핀에연결된노출패드 ( 뒷면 ) L 패키지 (esip-7f) 1 3 R FB 2 V 5 S 4 BP 7 D PI 그림 4. 핀구성 2

3 기능설명 LinkSwitch-PH 디바이스는컨트롤러및고전압파워 FET 를하나의패키지에모놀리식으로통합하고있습니다. 컨트롤러는고역률및정전류출력모두를싱글스테이지로구현합니다. LinkSwitch-PH 컨트롤러는오실레이터, 피드백 ( 센싱및로직 ) 회로, 5.9V 레귤레이터, 히스테리시스 (Hysteresis) 과열보호, 주파수지터링, 사이클별전류제한, 오토 - 리스타트, 인덕턴스수정, 역률및정전류컨트롤로구성됩니다. FEEDBACK 핀전류컨트롤특성아래그림은 FEEDBACK 핀전류의작동한도를보여줍니다. I FB(SKIP) 위에서스위칭이비활성화되고 I FB(AR) 아래에서디바이스는오토 - 리스타트모드로진입합니다. REFERENCE 핀 REFERENCE 핀은외부저항을통해그라운드 (SOURCE) 에연결됩니다. 선택한값에따라내부기준이설정되고디밍 (LNK ) 및비디밍 (LNK ) 작업을위한작동모드와 VOLTAGE MONITOR 핀의입력저전압및과전압기준값이결정됩니다. LNK 을사용하는비디밍또는 PWM 디밍애플리케이션의경우하이라인및유니버설입력전압설계에대한외부저항은 24.9kW ± 이어야하고로우라인입력전압설계에대해 49.9kW ± 이어야합니다. LNK 을사용하는위상각 AC 디밍의경우외부저항이 49.9kW ± 이어야합니다. 저항허용오차가출력오차에직접적인영향을주므로 가권장됩니다. 다른저항값은사용하지않아야합니다. I FB(SKIP) I FB I FB(DCMAXR) Skip-Cycle CC Control Region Soft-Start and CC Fold-Back Region BYPASS 핀커패시터전력게인선택 LinkSwitch-PH 에는전체또는감소출력전력설정에맞게내부게인을조정하는기능이있습니다. 따라서써멀및효율성원인을위해손실을최소화하는더큰디바이스를선택할수있습니다. 전력게인은 BYPASS 핀커패시터값으로선택됩니다. 전체전력설정은 100mF 커패시터로선택되고감소전력설정 ( 더높은효율성을위한 ) 은 10mF 커패시터로선택됩니다. BYPASS 핀커패시터는내부전력게인뿐만아니라과전류보호 (OCP) 기준값을설정합니다. 더큰디바이스들과달리 LNK4x3 전력게인은프로그래밍할수없습니다. LNK4x3 에는 10mF 커패시터를사용합니다. 스위칭주파수스위칭주파수는 66kHz 입니다. EMI 레벨을더줄이기위해스위칭주파수는약 ±1kHz 만큼지터됩니다 ( 주파수변조 ). 소프트스타트큰출력커패시터에서스타트업고장 ( 단락 ) 을식별하기위해소프트스타트기간 (t SOFT ) 동안오토 - 리스타트보호기능을억제하는소프트스타트타이밍기능이컨트롤러에포함되어있습니다. 스타트업시에 LinkSwitch-PH 는출력전력을줄이기위해최대듀티사이클을클램핑합니다. 총소프트스타트기간은 t SOFT 입니다. 그림 5. I FB(AR) DC10 FEEDBACK 핀전류특성 Auto-Restart Maximum Duty Cycle DC MAX PI 또한 FEEDBACK 핀전류는과부하및오픈루프상태에서사용가능한출력전력을제한하기위해최대듀티사이클을클램핑하는데사용됩니다. 이듀티사이클감소특성은또한오버슈트를방지하기위해모노토닉출력전류스타트업특성을증진시킵니다. 원격 ON/OFF 및 EcoSmart VOLTAGE MONITOR 핀에는입력과연결된 1V 기준값비교기가있습니다. 이전압기준값은원격 ON/OFF 컨트롤에사용됩니다. 출력을비활성화하기위해 VOLTAGE MONITOR 핀에신호가수신된경우에는 (VOLTAGE MONITOR 핀은옵토커플러포토트랜지스터를통해그라운드에연결됨 ) 내부파워 FET 가강제로오프되기전에 LinkSwitch-PH 는전류스위칭사이클을완료합니다. 또한 LinkSwitch-PH 를 OFF 시키고오랜기간동안전력소비를매우낮게유지하기위해원격 ON/OFF 기능은 ECO- 모드또는전력스위치로사용됩니다. 이모드로전환된후에 LinkSwitch-PH 가원격으로켜지면 BYPASS 핀이 5.9V 에도달한다음에소프트스타트를하는정상적인스타트업순서를시작하게됩니다. 최악의경우에는원격 ON 에서스타트업까지의딜레이가 BYPASS 핀의전체방전 / 충전사이클시간과같아질수있습니다. 이와같이전력소비를줄이고원격 OFF 모드를사용하여값비싸고신뢰성없는기계스위치를제거할수있습니다. 3

4 그림 6. D S 원격 ON/OFF VOLTAGE MONITOR 핀컨트롤 5.9V 레귤레이터 / 션트전압클램프내장 5.9V 레귤레이터는파워 FET 가 OFF 상태일때 DRAIN 핀의전압에서전류를끌어와 BYPASS 핀에연결된바이패스커패시터를 5.9V 로충전합니다. BYPASS 핀은내부공급전압노드입니다. 파워 FET 가 ON 상태일때 LinkSwitch-PH 는바이패스커패시터에저장된에너지를사용합니다. 내부회로의매우낮은소비전력은 LinkSwitch-PH 가 DRAIN 핀에서끌어온전류로지속적으로작동이가능하게합니다. 바이패스커패시터값 10 또는 100mF 는고주파디커플링과에너지저장모두에충분합니다. 뿐만아니라, 전류가 BYPASS 핀에외부적으로제공될때 6.4V 에서 BYPASS 핀을클램핑하는 6.4V 션트레귤레이터가있습니다. 이는특히효율성증가를위해바이어스권선을통해 LinkSwitch-PH 에외부적으로전원을공급하는데용이하게쓰입니다. 정상작동의경우바이어스권선에서 BYPASS 핀에전류를공급하는것이좋습니다. 오토 - 리스타트오픈루프고장 ( 오픈 FEEDBACK 핀저항또는피드백권선으로의단절된패턴 ), 출력단락또는과부하상태의경우컨트롤러는오토 - 리스타트모드가됩니다. 소프트스타트기간후에 FEEDBACK 핀전류가 I FB(AR) 기준값아래로내려가면컨트롤러는회로단락및오픈루프상태를알립니다. 이고장상태에서전력손실을최소화하기위해셧다운 / 오토 - 리스타트회로는고장상태가계속되는동안일반적으로 DC AR 의오토 - 리스타트듀티사이클에서파워서플라이를 ON( 소프트스타트기간과동일 ) 및 OFF 시킵니다. 오토 - 리스타트오프 - 타임동안에고장이해제될경우전체오프 - 타임카운트 (off-time count) 가완료될때까지파워서플라이는오토 - 리스타트상태로남아있습니다. 소프트스타트기간 (t SOFT ) 후에파워서플라이스타트업을위해 FEEDBACK 핀전류가 I FB(AR) 기준값을초과할수있도록출력커패시터의크기를적절하게지정하는데특히주의해야합니다. 소프트스타트기간후에오토 - 리스타트는 FEEDBACK 핀전류가 I FB(AR) 아래로내려간경우에만활성화됩니다. V CONTROL R FB BP PI 과전류보호전류제한회로는파워 FET 의전류를감지합니다. 이전류가내부기준값 (I LIMIT ) 을초과하면파워 FET 는남은사이클동안 OFF 상태가됩니다. 리딩엣지블랭킹회로는파워 FET 가 ON 상태가된후에잠시동안 (t LEB ) 전류제한비교기를동작시키지않습니다. 커패시턴스와정류기역회복시간으로인해초래된전류스파이크가파워 FET 전도의조기종료를방지하도록이리딩엣지블랭킹시간이설정되었습니다. 입력저전압 / 과전압보호이디바이스에는 VOLTAGE MONITOR 핀을통해감지된최소스타트업및최대작동전압을제한하기위한입력저전압및과전압감지기능이둘다포함되어있습니다. 저항을통해 VOLTAGE MONITOR 에입력라인피트전압을제공하려면다이오드및커패시터로구성된외부피크감지기가필요합니다. 파워업될때 I UV+ 는입력라인전압이저전압기준값에도달할때까지 LinkSwitch-PH 를 OFF 상태로유지합니다. 파워다운시에는출력이레귤레이션을벗어난후에 I UV- 기능이오토 - 리스타트를못하도록합니다. UV 에사용되는저항과동일한저항이입력과전압 (OV) 셧다운기준값을설정합니다. 이기준값을초과하면전류스위칭사이클이완료된후 LinkSwitch-PH 는스위칭을중단합니다. 입력전압이정상으로돌아가고나면디바이스는정상작동을다시시작합니다. 노이즈로인하여트리거되는것을방지하기위하여 OV 기준값에약간의히스테리시스가제공됩니다. 파워 FET 가 OFF 상태가되면드레인에리플렉트전압과누설스파이크전압이없어지기때문에정류된 DC 고전압서지내성이파워 FET 의정격전압 (725V) 까지증가합니다. 히스테리시스 (Hysteresis) 써멀셧다운써멀셧다운회로는컨트롤러칩온도를감지합니다. 기준값은 142 C 로설정되어있습니다. 일반적으로는 75 C 히스테리시스를갖습니다. 칩온도가이기준값 (142 C) 이상상승하면파워 FET 는비활성화되고칩온도가 75 C 로떨어질때까지비활성화상태를유지하다가이지점에서파워 FET 가다시활성화됩니다. SOA( 안전작동영역 ) 보호또한이디바이스에는 SOA( 안전작동영역 ) 보호모드가있어서피크스위치전류가 I LIMIT 기준값에도달하고스위치온타임이 t ON(SOA) 보다작을경우 40 회사이클동안 FET 스위칭을비활성화합니다. 이보호모드는오토 - 리스타트보호가사용되지않는경우, 소프트스타트동안단락된 LED 상태및스타트업상태에서디바이스를보호합니다. SOA 보호모드는정상작동시에계속활성화되어있습니다. 4

5 애플리케이션예제 14W TRIAC 디밍기능이있는고역률 LED 드라이버설계예제 그림 7 의회로도는 LinkSwitch-PH 제품군의 LNK406EG 에기초한 TRIAC 디밍기능이있는고역률 LED 드라이버를보여줍니다. 이드라이버는 PAR 램프장착애플리케이션에이상적인 0.5A(±5%) 의정전류를가진 28V 전압에서 LED 스트링을구동하도록최적화되었습니다. 이설계는 90VAC ~ 265VAC 의유니버셜입력전압범위에서작동하는반면 90VAC ~ 132VAC 의입력전압범위에서는출력전류허용오차를제공합니다 ( 간단한부품값변경을통해하이라인전용애플리케이션에만구성할수있음 ). 이설계의주요목표는최첨단의표준 TRIAC AC 디머와의호환성, 매우광범위한디밍범위 (1000:1, 500mA:0.5mA), 고효율 (>85%) 및고역률 (>0.9) 을제공하는것입니다. 또한무부하, 과부하, 출력단락상태및과열등과같은고장으로부터이설계는완전하게보호됩니다. 회로설명 LinkSwitch-PH(U1) 는파워 FET, 컨트롤러및스타트업기능을단일패키지에통합하여기존제품보다부품수를줄여줍니다. 절연된연속도통모드플라이백컨버터의일부로구성되는 U1 은설계에포함된소형입력커패시턴스와함께내부제어알고리즘을통해고역률을제공합니다. 연속도통모드작동으로인해 1 차측피크와 RMS 전류가줄어들고 EMI 노이즈또한감소하여더작고더단순한 EMI 필터링부품이사용가능하고효율성이향상됩니다. 출력전류레귤레이션은 2 차측센싱없이유지되므로전류센싱저항이필요없게되고효율성이개선됩니다. 입력스테이지퓨즈 F1 은부품오류보호기능을제공하고 RV1 은디퍼렌셜라인서지동안에클램프을하도록하면서내부파워 FET 의 725V 정격보다작게 U1 의피크드레인전압을유지합니다. 브릿지정류기 BR1 은 AC 라인전압을정류합니다. 1 차측및 2 차측간의안전절연배리어를브릿지하는안전정격 Y 클래스커패시터 (C7) 와함께 L1-L3, C1, R16 및 R17 은 EMI 필터링을제공합니다. R16 및 R17 저항은 L1, L2, C1 및 AC 입력임피던스간에형성된모든공진를댐핑하도록작동합니다. 1 차측스위칭전류를위한낮은임피선스소스를제공하려면소형벌크커패시터 (C2) 가필요합니다. 역률을 0.9 보다크게유지하기위해 C1 및 C2 의최대값이제한됩니다. LinkSwitch-PH 1 차측피크라인전압정보를 U1 에제공하기위해들어오는정류된 AC 피크는 D2 를통해 C3 을충전합니다. 그런다음 R2 및 R3 을통해 U1 의 VOLTAGE MONITOR 핀에전류로공급됩니다. 또한 LinkSwitch-PH 는라인입력과전압및저전압보호기준값을설정하기위해이센싱전류를사용합니다. R1 저항은입력주파수리플이생성되는것을방지하기위해정류된 AC 의시정수보다훨씬긴시정수를가진 C3 에대한방전경로를제공합니다. VOLTAGE MONITOR 핀전류와 FEEDBACK 핀전류는평균출력 LED 전류를제어하기위해내부적으로사용됩니다. TRIAC 위상디밍애플리케이션의경우입력전압및출력전류간의선형관계를제공하고디밍범위를극대화하기위해 49.9kΩ 저항 (R4) 이 REFERENCE 핀에서사용되고 4MΩ 저항 (R2+R3) 이 VOLTAGE MONITOR 핀에서사용됩니다. 또한 R4 저항은내부라인입력저전압및과전압보호기준값을설정합니다. L F A R16 1 kω L µh L µh BR1 2KBP06M 600 V R9 750 kω R kω R Ω 1 W R1 240 kω 1/2 W D2 DL4007 R2 2 MΩ R3 2 MΩ VR1 P6KE200A D3 UF4007 D4 UF T1 RM8 FL1 1 FL2 3 2 D8 MBRS4201T3G R8 150 Ω C8 330 µf 50 V D6 DL4936 C µf 50 V R7 10 kω R15 20 kω 28 V, 500 ma C5 22 µf 50 V RTN VAC RV1 275 VAC N L µh R17 1 kω C1 47 nf 275 VAC R MΩ D1 DL4002 Q1 FMMT558 C6 15 nf 50 V R12 15 Ω VR2 ZMM5245B-7 15 V R Ω 1/2 W C nf 630 V Q2 IRFR310 C2 100 nf 630 V C3 1 µf 400 V LinkSwitch-PH U1 LNK406EG D S R V CONTROL D5 1N4148 FB R5 3 kω BP R kω C4 10 µf 16 V R6 162 kω Q3 MMBT3904 R19 1 kω C nf 50 V VR3 ZMM5259B-7 39 V R20 10 kω D7 BAV21WS-7-F C12 1 µf 50 V C7 2.2 nf 250 VAC PI 그림 7. 절연, TRIAC 디밍가능, 고역률, 유니버셜입력, 14W LED 드라이버의회로도 5

6 다이오드 D3 및 VR1 은누설인덕턴스의영향으로인해드레인전압을안전한레벨로클램핑합니다. C2 양단전압이권선비에의해발생된전압 (V OR ) 아래로내려가는정류된 AC 입력전압기간동안에역방향전류가 U1 을통과하는것을방지하기위해다이오드 D4 가필요합니다. 다이오드 D6, C5, R7 및 R8 은트랜스포머의보조권선에서 1 차측바이어스서플라이를만듭니다. 커패시터 C4 는내부컨트롤러용서플라이핀에해당하는 U1 의 BYPASS 핀을위한로컬디커플링을제공합니다. 스타트업동안에 C4 는디바이스 DRAIN 핀에연결된내부고전압전류소스에서 ~6V 로충전됩니다. 따라서 R5 를통해바이어스서플라이에서작동공급전류가제공되는지점에서부품이스위칭을시작할수있습니다. 또한커패시터 C4 는출력전력모드를선택합니다 ( 감소된전력의경우, U1 에서전력소모를줄이고효율성을향상시키기위해 10μF 가선택됨 ). 피드백바이어스권선전압은출력전압에비례합니다 ( 바이어스및 2 차측권선간의턴비에의해설정됨 ). 따라서 2 차측피드백부품없이출력전압을모니터링할수있습니다. R6 저항은바이어스전압을 U1 의 FEEDBACK 핀에공급되는전류로변환합니다. U1 의내부엔진은고정된라인입력전압에서 1.5:1 출력전압편차 (±25% 의 LED 스트링전압편차 ) 를초과하는정전류출력전류를제공하기위해 FEEDBACK 핀전류, VOLTAGE MONITOR 핀전류및드레인전류정보를결합합니다. 무부하에서출력전압을제한하기위해출력과전압보호회로가 D7, C12, R20, VR3, C13, Q3 및 R19 에의해설정됩니다. 출력부하가연결해제되는경우 VR3 이도통될때까지바이어스전압이증가하며 Q3 은 ON 상태가되고 FEEDBACK 핀으로흐르는전류는감소합니다. 이전류가 20μA 아래로내려갈경우부품은오토 - 리스타트로진입하고출력및바이어스전압이해당시간동안떨어질수있도록 1500ms 동안스위칭이비활성화됩니다. 출력정류트랜스포머 2 차측권선은 D8 에의해정류되고 C8 및 C10 에의해필터링됩니다. 효율성을위해쇼트키배리어다이오드가선택되었고피크간전류와 LED 리플전류 ( 평균값의 40%) 를제공하기위해 C8 및 C10 의결합된값이선택되었습니다. 더낮은리플이권장되는설계의경우출력커패시턴스값을늘릴수있습니다. 무부하상태에서출력전압을제한하는 R15 에의해소형더미부하가제공됩니다. TRIAC 위상디밍컨트롤호환성 TRIAC 을기반으로하는낮은가격의리딩엣지위상디머를사용하여출력디밍을제공해야하는요구사항에따라여러측면의설계를적용하였습니다. LED 기반조명이훨씬낮은전력을소비하므로전체램프가끌어온전류는디머내에있는 TRIAC 의유지전류보다작습니다. 이로인해 TRIAC 가불규칙적으로작동할때제한된디밍범위및 / 또는깜박임과같은바람직하지않은동작이발생할수있습니다. LED 램프가라인에제공하는상대적으로큰임피던스덕분에 TRIAC 가 ON 상태일때입력커패시턴스를충전하는돌입전류로인해링잉이크게발생할수있습니다. 또한이경우링잉으로인해 TRIAC 전류가 0 으로내려가거나 OFF 상태가되는등의유사한원치않는동작이일어날수있습니다. 이러한문제를극복하기위해두개의회로인액티브댐퍼와패시브블리더가통합되었습니다. 이러한회로는손실이증가하여서플라이의효율성이저하된다는약점이있습니다. 비디밍애플리케이션의경우이러한부품을생략할수있습니다. 액티브댐퍼는 R13 과함께 R9, R10, R11, R12, D1, Q1, C6, VR2, Q2 부품으로구성됩니다. 이회로는 TRIAC 도통의처음 1ms 동안 R13 을직렬로배치하여 TRIAC 가 ON 상태가되었을때 C2 를충전하기위해돌입전류를제한합니다. 약 1ms 후에 Q2 가 ON 상태가되고 R13 을단락시킵니다. 이로인해 R13 에서전력손실이낮게유지되고전류제한동안에더큰값이허용됩니다. R9, R10, R11 및 C6 저항은 TRIAC 도통후에 1ms 의딜레이가발생합니다. 트랜지스터 Q1 은 TRIAC 가도통중이아니면서 VR2 가 Q2 의게이트전압을 15V 로클램핑할경우 C6 을방전시킵니다. 패시브블리더회로는 C11 및 R18 로구성됩니다. 이회로는유효드라이버저항에해당하는입력전류가각 AC 하프사이클에서증가하는동안에입력전류를 TRIAC 유지전류보다높게유지하게합니다. 6

7 7W 고역률디밍기능이없으며 LED 드라이버의라인레귤레이션이향상된설계예제 그림 8 의회로도는 LinkSwitch-PH 제품군의 LNK413EG 에기초한고역률 LED 드라이버를보여줍니다. 이드라이버는 PAR20/PAR30 램프장착애플리케이션에이상적인 0.33A 의정전류를가지며전압이 21V 일경우에 LED 스트링을구동하도록최적화되었습니다. 또한이설계는 90VAC ~ 265VAC 의유니버셜입력전압범위에서작동하고비디밍애플리케이션에맞게구성되어있습니다. 비디밍애플리케이션의경우디밍애플리케이션보다입력전압의변경으로인한출력전류편차가감소합니다. 중요한사항은최종사용자가위상제어디머를사용한설계를작동할경우디밍에지정되지않았더라도회로가손상되지않는다는점입니다. 회로설명 입력스테이지퓨즈 F1 은부품오류보호기능을제공하고 RV1 은디퍼렌셜라인서지동안에클램프을하도록하면서내부파워 FET 의 725V 정격보다작게 U1 의피크드레인전압을유지합니다. 브릿지정류기 BR1 은 AC 입력전압을정류합니다. 1 차측및 2 차측간의안전절연배리어를브릿지하는안전정격 Y 클래스커패시터 (C7) 와함께 L1-L3, C2 은 EMI 필터링을제공합니다. R2 및 R3 저항은 L1, L2, C2 및 AC 입력임피던스간에형성된모든공진을댐핑하도록작동합니다. 1 차측스위칭전류를위한낮은임피선스소스를제공하려면소형벌크커패시터 (C3) 가필요합니다. 역률을 0.9 보다크게유지하기위해 C2 및 C3 의최대값이제한됩니다. LinkSwitch-PH 1 차측피크입력전압정보를 U1 에제공하기위해들어오는정류된 AC 피크는 D6 을통해 C8 을충전합니다. 그런다음 R4, R7 및 R8 을통해 U1 의 VOLTAGE MONITOR 핀에전류로공급됩니다. VOLTAGE MONITOR 핀전류와 FEEDBACK 핀전류는평균출력 LED 전류를제어하기위해내부적으로사용됩니다. VOLTAGE MONITOR 핀에연결된 R4, R7 및 R8(3.909MW) 과 R11 및 R12(1.402MW) 의결합된값은전체 90VAC ~ 265VAC 입력범위에서뛰어난라인레귤레이션을제공합니다. 또한디바이스는라인입력과전압및저전압보호기준값을설정하기위해 VOLTAGE MONITOR 핀전류를사용합니다. 다이오드 D1 및 VR1 은누설인덕턴스의영향으로인해드레인전압을안전한레벨로클램핑합니다. 최소한의부품수와최대한의효율성을위해제너클램프가선택되었습니다. AC 입력전압이권선비에의해발생된전압 (V OR ) 보다낮은기간동안에역방향전류가 U1 을통과하는것을방지하기위해다이오드 D5 가필요합니다. 이설계에는공간효율적 RM6 코어가선택되었습니다. RM 코어형상은노이즈를최소화하는데도움이되지만안전공간요구사항을충족하기위해플라잉리드를사용해야합니다. 다이오드 D3, C6, R5, R9 및 R18 은트랜스포머의보조권선에서 1 차측바이어스서플라이를만듭니다. 바이어스와출력전압에대한추적기능을향상시키기위해서 R5 저항은누설인덕턴스가발생시키는전압스파이크를필터링합니다. 또한 C6 를사용하여 ~100Hz 에서극점을형성합니다. 서플라이를보호하기위해 U1 이오토 - 리스타트작동에진입했을때출력단락동안바이어스전압이감소할수있도록 R9 및 R18 저항은소형부하로동작합니다. D8, C14, R24, VR3, C15, R23 및 Q2 로써출력과전압및부하연결해제보호기능을가능하게합니다. 출력 LED 부하가연결해제된경우출력전압이상승하고이로인해 C14 양단의바이어스권선전압이상승합니다. 이전압이 VR3 의정격전압을초과할경우 Q2 는 ON 상태가되어 U1 의 FEEDBACK 핀을풀다운하여오토 - 리스타트작동을시작합니다. 오토 - 리스타트에진입하면출력의소형더미부하와함께작동의낮은듀티사이클 (~3%) 로인해출력전압이높은레벨로상승하는것이방지됩니다. 출력부하가다시연결되고나면정상작동이다시시작됩니다. 커패시터 C12 는내부컨트롤러용서플라이핀에해당하는 U1 의 BYPASS 핀을위한로컬디커플링을제공합니다. 스타트업동안에 C4 는디바이스 DRAIN 핀에연결된내부고전압전류소스로부터 ~6V 로충전됩니다. 바이어스전압이상승하여레귤레이션으로들어가고나면작동공급전류가 R10 을통해제공됩니다. 다이오드 D4 는스타트업딜레이시간이증가하지않도록스타트업동안에 U1 이 C6 을충전하는것을방지합니다. L VAC RV1 275 VAC N F A R2 1 kω L µh L µh R3 1 kω C2 22 nf 275 VAC L µh BR1 DF06S-E3/ V C3 100 nf 400 V C8 1 µf 400 V D6 DL4007 R4 2 MΩ R7 1 MΩ R8 909 kω R MΩ R kω LinkSwitch-PH U1 LNK413EG D S VR1 P6KE200A D1 UF4007 D5 ES1D R V CONTROL D4 1N4148 FB R10 3 kω BP R kω C12 10 µf 10 V R kω R23 1 kω FL1 Q2 MMBT3904 T1 RM6 FL2 1 FL3 C nf 50 V 6 2 D2 MBRS4201T3G VR3 ZMM5259B-7 39 V R24 10 kω R5 D3 75 Ω DL4936 D8 BAV21WS-7-F C14 1 µf 50 V C5 150 µf 35 V C4 150 µf 35 V R18 R9 10 kω 10 kω R6 20 kω 21 V, 330 ma C6 22 µf 50 V C7 2.2 nf 250 VAC RTN PI 그림 8. 절연, 비디밍, 고역률, 유니버셜입력, 7W LED 드라이버의회로도 7

8 피드백바이어스권선전압은출력전압에비례합니다 ( 바이어스및 2 차측권선간의턴비에의해설정됨 ). 따라서 2 차측피드백부품없이출력전압을모니터링할수있습니다. R15 저항은바이어스전압을 U1 의 FEEDBACK 핀에공급되는전류로변환합니다. U1 내의내부엔진은 2:1 출력전압범위에서정전류출력전류를제공하기위해 FEEDBACK 핀전류, VOLTAGE MONITOR 핀전류및드레인전류정보를결합합니다. 출력정류트랜스포머 2 차측권선은 D2 에의해정류되고 C4 및 C5 에의해필터링됩니다. 효율성을위해쇼트키배리어다이오드가선택되었고허용가능한 LED 리플전류를제공하기위해 C4 및 C5 의결합된값이선택되었습니다. 더낮은리플이권장되는설계의경우출력커패시턴스값을늘릴수있습니다. 무부하상태에서출력전압을제한하는 R6 에의해소형더미부하가제공됩니다. 주요애플리케이션고려사항 전력표데이터시트전력표 ( 표 1) 는다음조건하에서실제로지속되는최소및최대출력전력을나타냅니다 % 의효율성 C 의디바이스주위온도 3. 충분한방열판으로디바이스온도를 100 C 이하로유지. 4. 최소출력전력열의경우 120V 의권선비에의해발생된전압 (V OR ) 135μA 의 FEEDBACK 핀전류 10μF 의 BYPASS 핀커패시터값 5. 최대출력전력컬럼 65V 의권선비에의해발생된전압 (V OR ) 165μA 의 FEEDBACK 핀전류 100μF(LNK4x3EG = 10μF) 의 BYPASS 핀커패시터값 85VAC 를초과하는입력라인전압은 LinkSwitch-PH 의전력공급기능을변경하지않습니다. 다바이스선택필요한출력전력을표 1 의값과비교하여디바이스크기를선택합니다. LinkSwitch-PH 디바이스의주위온도가높거나방열판을사용하기위한공간이아주작은온도의이슈가있는설계의경우 (e.g. 백열등교체설계 ), 최소출력전력컬럼을이용합니다. 이때, 10μF BYPASS 핀커패시터를사용하면되고디바이스전류제한이낮아지기때문에도통손실이감소합니다. 오픈프레임설계또는방열판을위한공간이충분한설계의경우최대출력전력컬럼을참조합니다. 이경우에는전력설정이하나만있는 LNK4x3 을제외하고모든경우에 100μF BYPASS 핀커패시터를사용합니다. 모든상황에서출력전류허용오차를최소로줄이기위해서는디바이스온도를 100 C 미만으로유지해야합니다. 최대입력커패시턴스고역률을얻으려면 EMI 필터와정류된 AC( 벌크커패시터 ) 의디커플링모두에사용되는커패시턴스는값이제한되어야합니다. 최대값은설계에사용되는출력전력의함수이므로출력전력이감소할때함께감소합니다. 대부분의설계에서는 100nF 의벌크커패시터값을사용하여총커패시턴스를 200nF 미만으로제한합니다. 필름커패시터는리딩엣지위상디머를사용하여작동되는경우에도노이즈를최소화시키므로세라믹유형보다권장됩니다. EMI 필터의커패시턴스에는 10nF 값을사용하여시작하고충분한 EMI 마진이있을때까지값을늘립니다. REFERENCE 핀저항값선택 LinkSwitch-PH 제품군에는위상디밍디바이스인 LNK 및비디밍디바이스인 LNK 이포함되어있습니다. 비디밍디바이스는하이라인및유니버설입력전압설계에서 24.9kW ± REFERENCE 핀저항을사용하고로우라인입력전압설계에서 49.9kW ± 를사용하여최상의출력전류허용오차를구현합니다 (AC 입력전압변경에따라 ). 디밍기능이있는디바이스는 49.9kW ± 를사용하여가장광범위한디밍범위를구현합니다. VOLTAGE MONITOR 핀저항네트워크선택 LNK 을사용한가장광범위한 AC 위상각디밍범위의구현을위해서입력전압피크감지기회로에 4MW 저항을연결합니다. 저항의정격전압이피크라인전압에충분한지확인합니다. 필요한경우, 여러개의저항을직렬로연결하여사용합니다. 최상의라인레귤레이션을위해입력전압피크감지기에연결된 3.909MW 에해당하는직렬저항조합을사용합니다. 또한 402kW 저항 ( 총 1.402MW) 으로이루어진직렬상태의 1MW 를 VOLTAGE MONITOR 핀에서 SOURCE 핀으로연결합니다. 정확성을높이기위해 허용오차저항을사용합니다. PIXls 스프레드시트의미세조정섹션을사용하여라인레귤레이션을더향상시킬수있습니다. 자세한내용은 LinkSwitch-PH 애플리케이션노트를참조하십시오. 1 차측클램프및출력리플렉트전압 V OR 1 차측클램프는드레인과소스간의피크전압을제한하는데필요합니다. 제너클램프는최소한의부품및보드공간이필요하면서도최고의효율성을제공합니다. RCD 클램프도허용되지만피크드레인전류에따라클램핑전압이크게달라지므로스타트업과출력단락동안에피크드레인전압을신중하게확인해야합니다. 최고의효율성을위해클램핑전압은출력리플렉트전압 V OR 보다최소 1.5 배이상으로선택해야하고이렇게하면누설스파이크도통시간이짧아집니다. 유니버셜입력또는하이라인전용애플리케이션에서제너클램프를사용할경우제너의절대허용오차및온도편차를고려하여 135V 미만의 V OR 을사용하는것이좋습니다. 이렇게하면클램프회로의효율적작동이보장되고또한최대드레인전압이 FET 의정격항복전압보다작게유지됩니다. RCD( 또는 RCDZ) 클램프는제너클램프보다타이트한클램프전압허용오차를제공합니다. RCD 클램프는제너클램프보다비용효율적이지만최대드레인전압이파워 FET 항복전압을초과하지않도록더신중한설계를필요로합니다. 이러한 V OR 제한은내부 FET 의정격 BV DSS 에기초합니다. 대부분의설계에서는최상의 PFC 및레귤레이션성능을제공하는 60V ~ 100V 의 V OR 이일반적으로사용됩니다. 8

9 직렬드레인다이오드디바이스에흐르는역방향전류를방지하려면 DRAIN 핀과직렬로연결된초고속또는쇼트키다이오드가필요합니다. 정격전압은출력리플렉트전압 V OR 을초과해야합니다. 정격전류는평균 1 차측전류의 2 배를초과해야하고선택한 LinkSwitch-PH 디바이스의최대드레인전류와같은정격피크를가져야합니다. 입력전압피크감지회로 LinkSwitch-PH 는피크입력전압을사용하여출력에공급되는전력을제어합니다. 입력리플을최소화하고최고역률 (>0.9) 을제공하기위해 1mF ~ 4.7mF 의커패시터값이권장됩니다. 더작은값도허용되지만작은값을사용하면 PF 가감소하고입력전류의왜곡이증가합니다. Line Voltage (at Dimmer Input) (V) PI Voltage Current Line Current (Through Dimmer) (A) 위상제어디머를사용한작동디머스위치는 AC 전압사인파의일부에대한도통 ( 블랭킹 ) 을하지않음으로써백열등밝기를제어합니다. 이렇게하면램프에적용되는 RMS 전압이감소하여밝기가줄어듭니다. 이러한특성을자연디밍이라고합니다. 디밍에맞게구성된경우 LinkSwitch-PH LNK 디바이스는 RMS 입력전압이감소할때 LED 전류를줄여서자연디밍을활용합니다. 이특성에따라라인레귤레이션성능이의도적으로감소하며결과적으로디밍범위가증가하고백열등의동작과더비슷하게됩니다. 49.9kW REFERENCE 핀저항을사용하면자연디밍모드작동이선택됩니다. 리딩엣지위상제어디머 TRIAC 을기반으로하는낮은가격의리딩엣지위상디머를사용하여깜박임없는 (flicker-free) 출력디밍을제공해야하는요구사항에따라여러상황의설계를적용하였습니다. LED 기반조명이훨씬낮은전력을소비하므로전체램프가끌어온전류는디머내에있는 TRIAC 의유지전류보다작습니다. 이로인해제한된디밍범위및 / 또는깜박임과같은원치않은동작이발생할수있습니다. LED 램프가라인에제공하는상대적으로큰임피던스덕분에 TRIAC 가 ON 상태일때입력커패시턴스를충전하는돌입전류로인해링잉이크게발생할수있습니다. 또한이경우링잉으로인해 TRIAC 전류가 0 으로내려가거나 OFF 상태가되는등의유사한원치않는동작이일어날수있습니다. 이러한문제를극복하기위해두개의회로인액티브댐퍼와패시브블리더가통합합니다. 이러한회로는손실이증가하여서플라이의효율성이저하된다는약점이있습니다. 비디밍애플리케이션의경우이러한부품을생략할수있습니다. 그림 9(a) 는리딩엣지 TRIAC 디머의입력단에있는입력전압및전류를보여주고그림 9(b) 는결과로얻어진정류된버스전압을보여줍니다. 이예제의경우 TRIAC 는 90 도에서도통됩니다. Rectified Input Voltage (V) 그림 9. Conduction Angle ( ) Voltage Current PI Conduction Angle ( ) (a) 90 도통각에서리딩엣지 TRIAC 디머에대한이상적인입력전압및전류파형 (b) TRIAC 디밍출력정류에의한결과파형 그림 10 은 TRIAC 를조기에 OFF 상태로만들고리 - 스타트할경우의원치않는정류된버스전압과전류를보여줍니다 하프사이클 (half-cycle) 이끝나기전에 TRIAC 를실수로 OFF 상태로만들거나연속되는하프 AC 사이클의도통각이다른경우, 출력전류의편차로인해 LED 조명에서깜박임이관찰됩니다. 블리더및댐퍼회로를포함하여이문제를해결할수있습니다. 디머는제조업체및정격파워에따라다르게작동합니다. 예를들어, 300W 디머는 600W 또는 1000W 디머보다댐프닝이덜필요하고블리더에서전력손실이적습니다. 이는드라이브회로및 TRIAC 유지전류사양이다르기때문입니다. 또한하이라인에서처럼출력전력에대한입력전압의영향이큽니다. 그렇기때문에입력전류와 TRIAC 전류는더낮지만입력커패시턴스충전시피트돌입전류가더높고더많은링잉을생성합니다. 최종적으로동일한디머에서구동되는병렬로연결된여러램프는병렬장치의증가한커패시턴스로인해더많은링잉을발생시킬수있습니다. 따라서디머작동을테스트할때여러모델과각기다른입력전압에서단일드라이버및여러병렬드라이버를모두사용하여확인해야합니다 Rectified Input Current (A) 9

10 350 PI PI Rectified Input Voltage (V) Voltage Current Rectified Input Current (A) Dimmer Output Voltage (V) Voltage Current Dimmer Output Current (A) 0 그림 Conduction Angle ( ) 불규칙한동작을표시하는위상각디머예제 그림 11. Conduction Angle ( ) 90 도통각에서트레일링엣지디머에대한이상적인디머출력전압및전류파형 먼저블리더회로를추가합니다. 그런다음그림 7 의 C11 및 R18 과같이정류된버스에걸쳐 0.44mF 커패시터및 510W 1W 저항 ( 직렬로연결된부품들 ) 을추가합니다결과적으로만족스럽게작동되는경우커패시터값을가장작은값으로줄여손실감소및효율성증가를가져오는허용가능한성능을제공합니다. 블리더회로가 TRIAC 에서도통을유지하지않을경우그림 7 과같이액티브댐퍼를추가합니다. 이를구성하는부품은 R13 과함께 R9, R10, R11, R12, D1, Q1, C6, VR2, Q2 입니다. 이회로는 TRIAC 이도통되는최초 1ms 동안직렬로연결된 R13 에의하여 TRIAC 이 ON 상태가되었을때 C2 를충전하는돌입전류를제한합니다. 약 1ms 후에 Q2 가 ON 상태가되고 R13 을단락시킵니다. 이로인해 R13 에서전력손실이낮게유지되고전류제한동안에더큰값을사용할수있습니다. Q2 가 ON 상태가되기전에 R9 및 R10 저항의값을늘려딜레이를증가시키면디머호환성이향상되지만 R13 에걸쳐더많은전력이손실됩니다. 이렇게조정할때에는전력공급의입력단에서 AC 입력전류와전압을모니터링합니다. TRIAC 가올바르게작동할때까지딜레이를늘립니다. 다만, 효율성을위해딜레이를가능한짧게유지해야합니다. 일반적으로블리더및댐퍼회로에서전력이더많이손실될수록드라이버와함께작동하는디머유형이늘어납니다. 트레일링엣지위상제어디머그림 11 은트레일링엣지디머가있는파워서플라이입력단의입력전압및전류를보여줍니다. 이예제의경우디머는 90 도에서도통됩니다. 이러한디머는대부분 TRIAC 가아니라후면간에연결된파워 FET 를사용하여부하를제어합니다. 이렇게하면 TRIAC 의유지전류문제가해결되고전도가제로크로싱에서시작하므로고전류서지및입력링잉이최소화됩니다. 일반적으로이러한유형의디머에는댐핑및블리더회로가필요하지않습니다. 리딩엣지디머와함께사용할경우의노이즈고려사항디밍시에발생하는노이즈는일반적으로입력커패시터, EMI 필터인덕터및트랜스포머로인해발생합니다. TRIAC 가작동하고돌입전류가흘러입력커패시턴스를충전할때입력커패시터및인덕터에서는 AC 절반사이클마다높은 di/dt 및 dv/dt 를경험하게됩니다. 필림및세라믹커패시터를비교후선택하고커패시터값을최소화한다음물리적으로짧고넓은인덕터를선택하여노이즈를최소화할수있습니다. 또한트랜스포머에서노이즈가발생할수있는데이노이즈는길고가느다란레그를가진코어를사용하지않으면최소화할수있습니다 ( 높은기계적공진주파수 ). 예를들어, 동일한자속밀도에서 RM 코어는 EE 코어보다노이즈가적습니다. 또한코어자속밀도를줄이면노이즈가감소합니다. 일반적으로최대가속밀도 (BM) 를 1500 가우스로줄이면노이즈가제거되지만인가된출력전압에필요한만큼증가한코어크기에맞게균형을이루어야합니다. 써멀및수명고려사항조명애플리케이션에서는드라이버에써멀문제가발생합니다. 대부분의경우, LED 부하손실에따라드라이브의작업온도가결정되므로최종엔클로저안에서드라이버를사용하여써멀평가를수행해야합니다. 온도는드라이버와 LED 수명에직접적인영향을줍니다. 온도가 10 C 상승할때마다부품수명은 2 배씩감소합니다. 따라서모든디바이스의작동온도를적절히방열하고확인하는것이중요합니다. 10

11 레이아웃고려사항 1 차측연결 SOURCE 핀및바이어스리턴을위한입력필터커패시터의마이너스단자에서단일포인트 (Kelvin) 를사용합니다. 이는서지전류를바이어스권선에서입력필터커패시터로직접리턴시켜서서지내성을향상시킵니다. BYPASS 핀커패시터는 BYPASS 핀과최대한가까이있어야하고 SOURCE 핀과최대한가까이연결되어야합니다. SOURCE 핀의패턴은메인파워 FET 스위칭전류가흐르는패턴과분리시켜야합니다. SOURCE 핀에연결되는모든 FEEDBACK 핀부품은 BYPASS 핀커패시터와 동일한규칙을따라야합니다. 메인파워 FET 스위칭전류가가능한짧은경로를사용하여벌크커패시터로리턴하는것이중요합니다. 고전류경로가길면과도한도통및방사노이즈가만들어집니다. 2 차측연결출력정류기및출력필터커패시터는최대한가까이있어야합니다. 트랜스포터의출력리턴핀은출력필터커패시터의리턴측에대한패턴이짧아야합니다. L N Input EMI Filter R2 F1 L1 C2 L2 RV1 Bulk Capacitor R14 L3 C9 C15 R23 Clamp FL1 VR1 D1 C3 U1 C8 R15 LNK403EG 1 2 T1 C7 C12 6 Transformer FL3 FL2 R3 Copper Area for Heat Sinking R16 R24 C14 VR3 R10 D8 C5 C6 V BYPASS Pin Capacitor C4 V Output Filter Capacitors PI 그림 12. RD-193 7W 레이아웃예제, Top 레이어 11

12 R13 D7 R12 D6 D1 S S BR1 D1 R17 R20 C13 R4 VR2 R19 D5 R7 R5 D3 Output Rectifier Bridge Rectifier F1 R9 D2 B3 R18 R6 Active Damper MOSFET PI 그림 13. RD-193 7W 레이아웃예제, Bottom 레이어 빠른설계체크리스트 최대드레인전압스타트업및고장상태를비롯한모든작동조건하에서피크 V DS 가 725V 를초과하지않는지확인합니다. 최대드레인전류스타트업및고장상태를비롯한모든작동조건하에서피크드레인전류를측정합니다. 트랜스포머포화의징후가있는지확인합니다 ( 일반적으로최고작동주위온도에서발생 ). 피크전류가데이터시트의최대정격절대값으로지정된것이하인지를확인합니다. 써멀검사최대출력전력과최소및최대입력전압및주위온도에서 LinkSwitch-PH, 트랜스포머, 출력다이오드, 출력커패시터및드레인클램프부품에대한온도스펙이초과되지않는지확인합니다. 12

13 최대정격절대값 (1,4) DRAIN 핀피크전류 (5) : LNK403, LNK A LNK404, LNK A LNK405, LNK A LNK406, LNK A LNK407, LNK A LNK408, LNK A LNK409, LNK A LNK410, LNK A DRAIN 핀전압 ~ 725V BYPASS 핀전압 ~ 9V BYPASS 핀전류 mA VOLTAGE MONITOR 핀전압 ~ 9V (6) FEEDBACK 핀전압 ~ 9V REFERENCE 핀전압 ~ 9V 리드온도 (3) C 보관온도 ~ 150 C 작동정션온도 (2) ~ 150 C 참조 : 1. 모든전압은 SOURCE, T A 를기준으로함. 2. 일반적으로내부회로에의해제한됨. 3. 케이스에서 1/16 인치떨어져 5 초동안측정. 4. 지정된최대정격은제품에영구적인손상을초래하지않는한도내에서한번에하나씩적용할수있음. 지정된시간보다오랫동안절대최대정격에노출하면제품신뢰성에영향을미칠수있음. 5. 피크 DRAIN 전류는 DRAIN 전압이 400V 보다작을때허용됨. 그림 17 참조. 6. 스타트업동안 (BYPASS 핀이 IC 에전력을공급하기전기간 ) VOLTAGE MONITOR 핀전압은손상없이 15V 로안전하게상승할수있음. 써멀저항 써멀저항 : esip 패키지 : (q JA ) C/W (1) (q JC )...2 C/W (2) 참고 : 1. 히트싱크가없는형태. 2. 뒤쪽표면탭에서측정. 파라미터 기호 조건 SOURCE = 0V; = -20 C ~ 125 C ( 특별히지정하지않은경우 ) 최소일반최대단위 컨트롤기능 스위칭주파수 f OSC 주파수지터변조비율 f M 참고 B 참조 BYPASS 핀충전전류 I CH1 V BP = 0V, I CH2 V BP = 5V, 평균 피크 - 피크지터 9 khz 1 khz LNK403, LNK LNK404, LNK LNK , LNK LNK403, LNK LNK404, LNK LNK , LNK 충전전류온도드리프트참고 A 참조 0.5 %/ C BYPASS 핀전압 V BP 0 C < < 100 C V ma BYPASS 핀전압히스테리시스 (Hysteresis) V BP(H) 0 C < < 100 C 0.85 V BYPASS 핀션트전압 V BP(SHUNT) I BP = 2mA 0 C < < 100 C 소프트스타트시간 t SOFT V BP = 5.9V V 40 ms 13

14 파라미터 기호 조건 SOURCE = 0V; = -20 C ~ 125 C ( 특별히지정하지않은경우 ) 최소일반최대단위 컨트롤기능 ( 계속 ) 드레인공급전류 VOLTAGE MONITOR 핀 I CD2 0 C < < 100 C FET 스위칭없음 I CD1 0 C < < 100 C f OSC 에서의 FET 스위칭 입력브라운인기준전류 I UV+ 입력브라운아웃기준전류 I UV- 입력브라운인 / 아웃히스테리시스 I UV(H) R R = 24.9kW R R = 49.9kW R R = 24.9kW 18.5 R R = 49.9kW 15.0 R R = 24.9kW 1 4 R R = 49.9kW ma ma ma ma 입력과전압기준값 I OV R R = 24.9kW R R = 49.9kW VOLTAGE MONITOR 핀전압 VOLTAGE MONITOR 핀단락전류 기준값 히스테리시스 (Hysteresis) V V 0 C < < 100 C I UV- < I V < I OV V I V(SC) V V = 5V 4 ma ma 원격 ON/OFF 기준값 V V(REM) 0.5 V FEEDBACK 핀 최대듀티사이클개시에서의 FEEDBACK 핀전류 FEEDBACK 핀전류스킵사이클기준값 I FB(DCMAXR) 0 C < < 100 C 85 ma I FB(SKIP) 0 C < < 100 C 220 ma 최대듀티사이클 DC MAX I FB(DCMAXR) < I FB < I FB(SKIP) 0 C < < 100 C FEEDBACK 핀전압 V FB I FB = 150mA 0 C < < 100 C FEEDBACK 핀단락전류 I FB(SC) V FB = 5 V DC10 I FB = I FB(AR),, 참고 B 참조 % V ma 듀티사이클감소 DC40 I FB = 40mA, 20 % 오토 - 리스타트 DC60 I FB = 60mA, 36 오토 - 리스타트온 - 타임 t AR V BP = 5.9V 40 ms 오토 - 리스타트듀티사이클 DC AR 3 % 14

15 파라미터 기호 조건 SOURCE = 0V; = -20 C ~ 125 C ( 특별히지정하지않은경우 ) 최소일반최대단위 오토 - 리스타트 ( 계속 ) SOA 최소스위치온 - 타임 t ON(SOA) 참고 B 참조 1.75 ms 오토 - 리스타트동안의 FEEDBACK 핀전류 I FB(AR) 0 C < < 100 C 17.5 ma REFERENCE 핀 REFERENCE 핀전압 V R R R = 24.9kW V 0 C < < 100 C REFERENCE 핀전류 I R ma 전류제한 / 회로보호 di/dt = 174mA/ms LNK404, LNK di/dt = 174mA/ms LNK405, LNK 최대전력전류제한 (C BP = 100mF) I LIMIT(F) di/dt = 225mA/ms LNK406, LNK di/dt = 320mA/ms LNK407, LNK di/dt = 350mA/ms LNK408, LNK A di/dt = 426mA/ms LNK409, LNK di/dt = 1060mA/ms LNK410, LNK di/dt = 133mA/ms LNK403, LNK di/dt = 195mA/ms LNK404, LNK di/dt = 192mA/ms LNK405, LNK 감소전력전류제한 (C BP = 10mF) I LIMIT(R) di/dt = 240mA/ms LNK406, LNK di/dt = 335mA/ms LNK407, LNK A di/dt = 380mA/ms LNK408, LNK di/dt = 466mA/ms LNK409, LNK di/dt = 1060mA/ms LNK410, LNK 최소온 - 타임펄스 t LEB + t IL(D) ns 리딩엣지블랭킹시간 t LEB 참고 B 참조 전류제한딜레이 t IL(D) 참고 B 참조 ns 150 ns 써멀셧다운온도 C 써멀셧다운히스테리시스 75 C BYPASS 핀파워업리셋기준값 V BP(RESET) 0 C < < 100 C V 15

16 파라미터 기호 조건 SOURCE = 0V; = -20 C ~ 125 C ( 특별히지정하지않은경우 ) 최소일반최대단위 출력 LNK403, LNK413 I D = 100mA = 100 C LNK404, LNK414 I D = 100mA = 100 C LNK405, LNK415 I D = 150mA = 100 C ON- 상태레지스턴스 R DS(ON) LNK406, LNK416 I D = 150mA LNK407, LNK417 I D = 200mA = 100 C = 100 C W LNK408, LNK418 I D = 250mA = 100 C LNK409, LNK419 I D = 350mA = 100 C LNK410, LNK420 I D = 550mA = 100 C OFF 상태드레인누설전류 I DSS V DS = 560V V BP = 6.4V = 100 C 항복전압 BV DSS V BP = 6.4V 50 ma 725 V 최소드레인공급전압 < 100 C 36 V 상승시간 t R 일반플라이백에서측정 100 ns 하강시간 t F 50 ns 참고 : A. 마이너스값으로지정된스펙의경우, 부온도계수는온도가증가할수록크기가증가한것에해당하고정온도계수는온도가증가할수록크기가감소한것에해당됨. B. 특성화를통해보증함. 생산과정에서테스트되지않았음. 16

17 일반적성능특성 DRAIN Capacitance (pf) Scaling Factors: LNK403, LNK LNK404, LNK LNK405, LNK LNK406, LNK LNK407, LNK LNK408, LNK LNK409, LNK LNK410, LNK PI Power (mw) Scaling Factors: LNK403, LNK LNK404, LNK LNK405, LNK LNK406, LNK LNK407, LNK LNK408, LNK LNK409, LNK LNK410, LNK PI DRAIN Pin Voltage (V) 그림 14. 드레인커패시턴스와드레인핀전압비교그림 15. 파워와드레인전압비교 DRAIN Voltage (V) DRAIN Current (A) Scaling Factors: LNK403, LNK LNK404, LNK LNK405, LNK LNK406, LNK LNK407, LNK LNK408, LNK LNK409, LNK LNK410, LNK LNK408 T CASE LNK408 T CASE = 100 C DRAIN Voltage (V) PI 그림 16. 드레인전류와드레인전압비교그림 17. 최대허용가능드레인전류와드레인전압비교 DRAIN Current (Normalized to Absolute Maximum Rating) DRAIN Voltage (V) PI

18 esip-7c (E Package) B A (10.24) (10.08) C (2.06) (1.96) (6.70) Ref (8.25) (8.13) Detail A (7.37) Ref (13.18) Ref (5.04) Ref. Pin #1 I.D (3.56) (3.05) (0.41) Ref (5.26) (4.75) (1.27) FRONT VIEW (1.78) Ref (0.41) (0.28) M 0.51 M C SIDE VIEW (1.19) (3.00) (2.54) (0.84) (0.71) M 0.25 M C A B BACK VIEW 10 Ref. All Around (2.54) (0.53) (0.48) (1.52) Ref (0.50) PIN (1.27) (1.27) (9.60) Ref (1.22) (1.17) (0.48) Ref. END VIEW 참고 : 1. ASME Y14.5M-1994 에따른치수및공차입니다. 2. 표시된치수는몰드플래시 (Mold Flash), 타이바버 (Tie Bar Burr), 게이트버 (Gate Burr), 인터리드플래시 (Interlead Flash) 를포함하지않는플라스틱본체의치수이지만플라스틱본체의윗면과아랫면의불일치한요소가포함됩니다. 최대몰드돌출은측면당 [0.18] 입니다. 3. 표시된치수에는도금두께가포함됩니다. 4. 인터리드플래시 (Interlead Flash) 또는돌출이포함되지않습니다. 5. 제어치수단위는인치 (Inch) 치수이며밀리미터 (mm) 는괄호안에표시하였습니다. DETAIL A (0.70) (0.58) (1.50) (2.54) (2.54) MOUNTING HOLE PATTERN (not to scale) (3.93) PIN (1.50) PI

19 esip-7f (L Package) B A (10.24) (10.08) (2.06) (1.96) C (6.70) Ref. Detail A (8.25) (8.13) Pin 1 I.D (1.27) (0.41) (0.28) M 0.51 M C (1.78) Ref (7.37) Ref (3.28) (3.08) (2.14) (1.19) Ref (12.45) Ref (4.40) (4.15) (2.54) (5.04) Ref (2.26) (2.01) (0.84) (0.71) M 0.25 M C A B BOTTOM VIEW SIDE VIEW TOP VIEW Exposed pad hidden Exposed pad up (1.52) Ref (0.48) Ref (9.60) Ref. END VIEW (0.53) (0.48) (1.22) (1.17) (0.50) (0.58) (0.70) DETAIL A (Not drawn to scale) 참고 : 1. ASME Y14.5M-1994 에따른치수및공차입니다. 2. 표시된치수는몰드플래시 (Mold Flash), 타이바버 (Tie Bar Burr), 게이트버 (Gate Burr), 인터리드플래시 (Interlead Flash) 를포함하지않는플라스틱본체의치수이지만플라스틱본체의윗면과아랫면의불일치한요소가포함됩니다. 최대몰드돌출은측면당 [0.18] 입니다. 3. 표시된치수에는도금두께가포함됩니다. 4. 인터리드플래시 (Interlead Flash) 또는돌출이포함되지않습니다. 5. 제어치수단위는인치 (Inch) 치수이며밀리미터 (mm) 는괄호안에표시하였습니다. PI 부품주문정보 LNK 409 E G LinkSwitch 제품군 PH 일련번호 패키지식별자 E esip-7c L esip-7f 패키지재료 G 녹색 : 할로겐프리 (Halogen Free) 및 RoHS(Restriction of Hazardous Substances Directive) 준수 개정 참고 날짜 A 최초출시 06/09/10 B 전력표업데이트 08/06/10 C 비디밍부품및관련텍스트추가 11/10 D L 패키지추가 08/11 E 신규 LNK410 및 LNK420 부품추가 12/11 E LNK410/420의출력전력표값업데이트, LNK410/420의파라미터표값업데이트 03/12 F 최대정격절대값섹션에참고6 추가 06/21/13 19

20 최신업데이트에대한자세한내용은당사웹사이트를참조하십시오. Power Integrations 는안정성또는생산성향상을위하여언제든지당사제품을변경할수있는권한이있습니다. Power Integrations 는여기서설명하는장치나회로사용으로인해발생하는어떠한책임도지지않습니다. Power Integrations 는어떠한보증도제공하지않으며모든보증 ( 상품성에대한묵시적보증, 특정목적에의적합성및타사권리의비침해를포함하되이에제한되지않음 ) 을명백하게부인합니다. 특허정보여기에설명한제품및애플리케이션 ( 제품외부트랜스포머구성및회로포함 ) 은하나이상의미국및해외특허를포함하거나또는 Power Integrations 에서출원중인미국및해외특허를포함할수있습니다. Power Integrations 의전체특허목록은 에서확인할수있습니다. Power Integrations 는고객에게 에명시된특정특허권에따른라이센스를부여합니다. 수명유지장치사용정책 POWER INTEGRATIONS 의제품은 POWER INTEGRATIONS 사장의명백한문서상의허가가없는한수명유지장치또는시스템의핵심부품으로사용할수없습니다. 다음과같이사용되는경우 : 1. 수명유지장치또는시스템이란 (i) 신체에외과적이식을목적으로하거나, (ii) 수명지원또는유지및 (iii) 사용지침에따라올바로사용하는경우에도동작의실패가사용자의상당한부상또는사망을초래할수있는장치또는시스템입니다. 2. 핵심부품이란부품의동작실패가수명유지장치또는시스템의동작실패를초래하거나, 해당장치또는시스템의안전성및효율성에영향을줄수있는수명유지장치또는시스템에사용되는모든부품입니다. PI 로고, TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, LYTSwitch, DPA-Switch, PeakSwitch, CAPZero, SENZero, LinkZero, HiperPFS, HiperTFS, HiperLCS, Qspeed, EcoSmart, Clampless, E-Shield, Filterfuse, StakFET, PI Expert 및 PI FACTS 는 Power Integrations, Inc 의상표입니다. 다른상표는각회사고유의자산입니다. 2012, Power Integrations, Inc. Power Integrations 전세계판매지원지역 세계본사 5245 Hellyer Avenue San Jose, CA 95138, USA. 본사전화 : 고객서비스 : 전화 : 팩스 : usasales@powerint.com 중국 ( 상하이 ) Rm 1601/1610, Tower 1, Kerry Everbright City No. 218 Tianmu Road West, Shanghai, P.R.C 전화 : 팩스 : chinasales@powerint.com 중국 ( 센젠 ) 3rd Floor, Block A, Zhongtou International Business Center, No. 1061, Xiang Mei Rd, FuTian District, ShenZhen, China, 전화 : 팩스 : chinasales@powerint.com 독일 Lindwurmstrasse Munich Germany 전화 : 팩스 : eurosales@powerint.com 인도 #1, 14th Main Road Vasanthanagar Bangalore India 전화 : 팩스 : indiasales@powerint.com 이탈리아 Via Milanese 20, 3rd. Fl Sesto San Giovanni (MI) Italy 전화 : 팩스 : eurosales@powerint.com 일본 Kosei Dai-3 Bldg , Shin-Yokomana, Kohoku-ku Yokohama-shi Kanagwan Japan 전화 : 팩스 : japansales@powerint.com 한국대한민국서울특별시강남구삼성동도심공항터미널빌딩 층 RM 602, 우편번호 : 전화 : 팩스 : koreasales@powerint.com 싱가포르 51 Newton Road #15-08/10 Goldhill Plaza Singapore, 전화 : 팩스 : singaporesales@powerint.com 대만 5F, No. 318, Nei Hu Rd., Sec. 1 Nei Hu Dist. Taipei, Taiwan 114, R.O.C. 전화 : 팩스 : taiwansales@powerint.com 유럽본사 1st Floor, St. James s House East Street, Farnham Surrey GU9 7TJ United Kingdom 전화 : +44 (0) 팩스 : +44 (0) eurosales@powerint.com 애플리케이션문의전화전세계통합번호 애플리케이션문의팩스전세계통합번호