データシート - Renesas

データシート
HA17431H シリーズ
R03DS0088JJ0400
Rev.4.00
2014.01.10
シャントレギュレータ
概要
HA17431H シリーズは温度補償された可変シャントレギュレータです。精密電源はもとより，ツェナーダ
イオードの置き換えとしても使用できます。HA17431H シリーズは耐圧 36V の高精度品です。
特長
• 高精度基準電圧源内蔵：2.500V ± 1% (Ta = 25°C)
• 基準電圧の温度係数が小さい
• 高密度実装に適した UPAKV, MPAK-5V(5 pin), MPAKV(3 pin)品あり
ブロック図
K
+
−
REF
2.500V
A
応用回路例
ࠬࠗ࠶࠴ࡦࠣ㔚Ḯߩ2ᰴ஥ࠛ࡜࡯Ⴧ᏷࿁〝
Vout
R
R1
+
−
K
A
REF
R2
GND
HA17431Hࠪ࡝࡯࠭
R03DS0088JJ0400 Rev.4.00
2014.01.10
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HA17431H シリーズ
製品ラインアップ
項目
通信工業用
リファレンス電源精度
HA17431HLP
2.500V ± 1%
パッケージコード(旧パッケージコード)
PLSP0005ZB-A (MPAK-5V)
HA17431HUP
HA17431HP
HA17432HUP
HA17431HLTP
HA17432HLTP
動作温度範囲
–20∼+85°C
PLZZ0004CA-A (UPAKV)
PRSS0003DA-A (TO-92V)
PLZZ0004CA-A (UPAKV)
PLSP0003ZB-A (MPAKV)
ピン配置図
MPAK-5V
NC
NC
UPAKV
(HA17431HUP)
A
UPAKV
(HA17432HUP)
A
TO-92V
ࡑ࡯ࠢ㕙
REF A
K
MPAKV
(HA17431HLTP)
A
REF
K
R03DS0088JJ0400 Rev.4.00
2014.01.10
REF
A
K
MPAKV
(HA17432HLTP)
A
K
K
A
REF
REF A
K
REF
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HA17431H シリーズ
絶対最大定格
(Ta = 25°C)
定格値
項目
記号
HA17431HLP
HA17431HP
HA17431HUP/
HA17432HUP
HA17431HLTP/
HA17432HLTP
単位
注
1
カソード電圧
VKA
連続カソード電流
IK
リファレンス入力電流
許容損失
動作温度範囲
Topr
–20∼+85
–20∼+85
–20∼+85
–20∼+85
°C
保存温度
Tstg
–55∼+150
–55∼+150
–55∼+150
–55∼+150
°C
【注】 1.
2.
3.
4.
36
36
36
36
V
–50∼+50
–50∼+50
–50∼+50
–50∼+50
mA
Iref
–0.05∼+10
–0.05∼+10
–0.05∼+10
–0.05∼+10
PT
150 *
2
500 *
3
800 *
4
150 *
2
mA
mW
2, 3, 4
電圧値はアノード端子を基準とします。
この値は Ta = 25°C の値であり，それ以降は 1.2mW/°C でディレーティングしてください。
この値は Ta = 25°C の値であり，それ以降は 4mW/°C でディレーティングしてください。
この値は 15mm×25mm×0.7mm アルミナセラミック基板実装時の Ta = 25°C までの値であり，それ以降は
6.4mW/°C でディレーティングしてください。
電気的特性
(指定なき場合 Ta = 25°C, IK = 10mA)
項目
リファレンス電圧
リファレンス電圧温度変化
記号
Typ
2.500
10
Max
2.525
―
単位
Vref
Vref(dev)
Min
2.475
―
リファレンス電圧温度係数
ΔVref/Ta
―
±30
―
ppm/°C
リファレンス電圧変動率
リファレンス入力電流
リファレンス電流温度変化
ΔVref/ΔVKA
Iref
Iref(dev)
―
―
―
2.0
0.6
0.5
3.7
3
―
mV/V
μA
μA
最小カソード電流
オフ時カソード電流
ダイナミックインピーダンス
Imin
Ioff
ZKA
―
―
0.06
0.001
0.2
1.0
mA
μA
―
0.2
0.5
Ω
V
mV
測定条件
注
VKA = Vref
1
VKA = Vref,
Ta = –20°C∼+85°C
VKA = Vref,
0°C∼50°C の勾配
VKA = Vref∼36V
R1 = 10kΩ, R2 = ∞
R1 = 10kΩ, R2 = ∞,
Ta = –20°C∼+85°C
VKA = Vref
VKA = 36V, Vref = 0V
2
VKA = Vref,
IK = 1mA∼50mA
【注】 1. Vref(dev) = (Ta = –20°C∼+85°C における Vref 最大値) – (Ta = –20°C∼+85°C における Vref 最小値)
Vref(dev)
−20
Ta (°C)
+85
2. 最小カソード電流の定義：Imin は，Vref = Vref(IK = 10mA) – 15mV になるカソード電流値です。
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2014.01.10
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HA17431H シリーズ
マークパターンについて
MPAKV 品，UPAKV 品は，パッケージが小さいため，以下のマークパターンを表示しております。製品コー
ドとマークパターンが異なりますので注意してください。
また，パターンはレーザー印刷されます。
HA17431HLP
NC
HA17432HUP
HA17431HLTP
HA17432HLTP
A
A
NC
(1)
(2)
4
G
(a)
(b)
REF
HA17431HUP
A
(4)
REF
(c)
4
T
(1)
(2)
K
A
K
A
ࡃࡦ࠼ࡑ࡯ࠢ
4
V
(1)
(2)
A
(2)
3
C
(a)
(b)
(4)
(1)
(2)
3
D
(c)
(a)
(b)
K
REF
ࡃࡦ࠼ࡑ࡯ࠢ
K
(1)
(4)
(c)
REF
K
REF
(3)
(4)
(5)
(3)
(4)
(5)
‫ޣ‬ᵈ‫ ޤ‬࿑ਛߦ޽ࠆ (1)㨪(5)㧘(a)㨪(c) ߩᄖᨒ "‫ߪ "غ‬ᢥሼߩ૏⟎ࠍ␜ߔ߽ߩߢ㧘ታ㓙ߦߪ⴫␜ߐࠇ߹ߖࠎ‫ޕ‬
マーク表示
位置
表示形式
(1), (2)
文字表示
形名コード
バー表示
生産年コード
(3)
(a), (b), (c)
表示の意味
HA17431HLP : 4G HA17431HUP : 4T HA17432HUP : 4V
HA17431HLTP : 3C HA17432HLTP : 3D
生産年コード (西暦年号の 1 の位を表示)
【注】1. UPAKV 品 (HA17431HUP, HA17432HUP) の場合のみ
↢↥ᐕ 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
(a)
0
0
0
0
1
1
1
1
(b)
0
0
1
1
0
0
1
1
(c)
0
1
0
1
0
1
0
1
【注】2. 1 はバー表示あり，0 は表示なし。
3. 2009 年以降は 8 年ごとの繰り返し。
4. MPAKV 品 (HA17431HLP, HA17431HLTP, HA17432HLTP) の場合のみ
(4)
文字表示
生産月コード
↢↥᦬ 1᦬
ࠦ࡯࠼
(5)
A
2᦬
3᦬
4᦬
5᦬
6᦬
7᦬
8᦬
B
C
D
E
F
G
H
9᦬ 10᦬ 11᦬ 12᦬
J
K
L
M
管理コード
【注】5. UPAKV 品 (HA17431HUP, HA17432HUP) の場合のみ
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HA17431H シリーズ
アプリケーションについて
HA17431H 動作説明
本 IC は，下図のように REF 端子を入力とする，反転アンプとして動作します。開ループ電圧利得は，電
気的特性の『リファレンス電圧変動率』の逆数で与えられ，約 50∼60dB です。
REF 端子は，高入力インピーダンスであり，入力電流 Iref = 0.6µA typ です。また，出力端子である K（カ
ソード）の出力インピーダンスは，ダイナミックインピーダンス ZKA として定義され，広いカソード電流範
囲で ZKA = 0.2Ωと低インピーダンスです。A（アノード）はグランドなどの最低電位になるようにして使用
します。
K
REF
−
+
VCC
OUT
VEE
VZ ≅ 2.5V
A
േ૞⺑᣿࿑
HA17431H アプリケーションヒント
No.
1. •
応用例の名称・回路図
Vin
Vout
R
K
REF
A
GND
2.
説
基準電圧発生回路
明
最も簡単な基準電圧回路です。抵抗 R の値は，カソード電流 IK≧
0.2mA となるように設定します。
Vout ≅ 2.5V で固定出力です。
容量接続の場合，発振防止のため通常 CL≧3.3μF とします。
CL
GND
• 可変出力シャントレギュレータ回路
Vin
Vout
R
Iref
R1
K
REF
A
上記 1 において，可変出力としたものです。
Vout ≅ 2.5V ×
R1 + R2
R2
となります。
R1 にはリファレンス入力電流 Iref = 0.6μA typ が流れるので，これ
による電圧降下が無視できるような抵抗値を選びます。
CL
R2
GND
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GND
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HA17431H シリーズ
HA17431H アプリケーションヒント（つづき）
No.
3. •
応用例の名称・回路図
説
明
入力スレシュホールド電圧が約 2.5V の反転形コンパレータです。
Rin は REF 端子の保護抵抗で，数 kΩ∼数 10kΩとします。
RL は負荷抵抗で，Vout が L 出力時のカソード電流が IK≧0.2mA
となるようにします。
単一電源反転コンパレータ回路
VCC
RL
Vout
᧦ઙ
Vin
Vout
IC
1
2.5Vᧂḩ
VCC‫(ޓޓ‬VOH)
OFF
2
2.5Vએ਄
⚂2V ‫(ޓ‬VOL)
ON
K
Rin
Vin
REF A
GND
GND
4.
• AC アンプ回路
電圧利得が G = –R1 /（R2 // R3）の AC アンプです。入力は容量 Cin
でカットされているので，REF 端子は 2.5VDC を中心に AC 入力信
号により駆動されます。
R2 は無入力時の直流カソード電位を決める抵抗も兼ねています
が，入力レベルが小さく，Vout が VCC にクリップする心配がない場
合は，省略することも可能です。
また，周波数特性を変える場合は，破線のように Cf を接続します。
VCC
Cf
RL
R1
Vout
K
Cin R3
Vin
REF
A
R2
GND
೑ᓧ G =
R1
R2 // R3
㧔⋥ᵹ೑ᓧ㧕
1
2π Cf (R1 // R2 // R3)
ࠞ࠶࠻ࠝࡈ๟ᵄᢙ fc =
5.
• スイッチング電源のエラー増幅回路
+
V
R4
+
LED
−
R3
Vout ≅ 2.5V ×
R1
‫ޣ‬ᵈ‫ޤ‬
㧞ᰴ஥GND
トランスの 2 次側で制御を行い，オフライン化のためにフォトカプ
ラを用いたスイッチング電源で，よく使用される回路です。
+
–
出力電圧（V ∼V 間）は次式となります。
Cf
R2
−
R1 + R2
R2
本回路では，Vout のエラー（誤差）に対する利得は，次のようにな
ります。
G=
⎛ HA17431Hߩ ⎞ ⎛ ࡈࠜ࠻ࠞࡊ࡜ߩ ⎞
R2
×⎜
⎟×⎜
⎟
✚ว೑ᓧ
R1 + R2
⎝ 㐿࡞࡯ࡊ೑ᓧ ⎠ ⎝
⎠
HA17431H の開ループ利得は，前述のように 50∼60dB です。
V
‫ޣ‬ᵈ‫ ޤ‬LED㧦ࡈࠜ࠻ࠞࡊ࡜ߩਛߩ⊒శ࠳ࠗࠝ࡯࠼
R3㧦ࠪࡖࡦ࠻࡟ࠡࡘ࡟࡯࠲ߩᦨዊࠞ࠰࡯࠼
‫ ޓޓ‬㔚ᵹࠍ⏕଻ߔࠆᛶ᛫
R4㧦LEDߩ଻⼔ᛶ᛫
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HA17431H シリーズ
HA17431H アプリケーションヒント（つづき）
No.
6. •
応用例の名称・回路図
説
定電圧レギュレータ回路
出力電圧がVout = 2.5V ×
R2 + R3
R3
明
のディスクリート構
成 3 端子レギュレータです。R1 は HA17431H のカソード電流と出
力トランジスタ Q のベース電流を供給するための，バイアス抵抗で
す。
VCC
R1
Q
Vout
R2
Cf
R3
GND
7.
GND
• 吐出（はきだし）型定電流回路
VCC
負荷に対し，定電流IL ≅
なお，IL には，HA17431H のカソード電流も重畳されるので注意が
必要です。
このカソード電流は Imin = 0.2mA 以上が必要です。したがって，IL
も数 mA 以上のオーダで設定の上，ご使用ください。
R
Q
2.5 V
RS
⽶⩄
+
IL
−
GND
8.
2.5V
[A] を供給する回路です。
Rs
• 吸込（すいこみ）型定電流回路
R
⽶⩄
VCC
+
IL
−
上記において，負荷をトランジスタ Q のコレクタ側に接続した回路
です。この場合，負荷は GND から浮きますが，HA17431H のカソー
ド電流は IL に重畳されないので，IL を小さくすることができます。
（0.2mA 以下可能）
定電流値は，上記と同様に
IL ≅
2.5V
[A] となります。
Rs
Q
GND
2.5 V
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RS
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HA17431H シリーズ
スイッチングレギュレータへの応用
1. トランスの 2 次側制御におけるシャントレギュレータ使用法 (HA17431 系およびスイッチングレギュ
レータ全品種)
この事例は，フォワードトランス，フライバックトランスいずれにも適用できます。2 次側でシャントレ
ギュレータをエラーアンプとして用い，フォトカプラを介して 1 次側にフィードバックを行います。
࠻࡜ࡦࠬ
R1
PWM IC
⎛HA16107/108/654/664/666 ⎞
⎝HA17384/385
⎠
SBD
IF
ࡈࠜ࠻
࠻࡜ࡦࠫࠬ࠲
IB
VF
ࡈࠜ࠻
࠻࡜ࡦࠫࠬ࠲
ࡈࠜ࠻ࠞࡊ࡜
C1
K
HA17431
(+)
಴ജ
V0
(−)
Vref
VK
⊒శ
࠳ࠗࠝ࡯࠼
R3
R2
R5
R4
REF
A
GND
図 1.1 典型的なシャントレギュレータ・エラーアンプ
2. シャントレギュレータまわりの外付け定数決定
A. DC 特性の決定
図 1.1 において，R1，R2 はフォトカプラ内の発光ダイオードの保護抵抗で，以下のように求まります。
フォトカプラの規格については，個別にその専門メーカーにお問い合わせください。図 1.1 内のパラ
メータを用いて，以下の式が成立します。
R1 =
V
V0 − VF − VK
, R2 = F
IF + IB
IB
なお，VK は HA17431 の動作電圧であり，変動の余裕を見て 3V 程度とします。R2 は発光ダイオード
の分流保護抵抗であり，バイアス電流 IB として，IF の 1 / 5 程度流しておきます。
次に，R3，R4 で出力電圧を求めることができ，次式が成立します。
V0 =
R3 + R4
× Vref , Vref = 2.500V typ
R4
R3，R4 の絶対値は，HA17431 のリファレンス入力電流 Iref と，次項の AC 特性から決まります。Iref =
0.6μA typ 程度です。
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HA17431H シリーズ
B. AC 特性の決定
これはシャントレギュレータの，エラーアンプとしての利得周波数特性を決めることです。図 1.1 の
構成とすると，エラーアンプの特性は図 1.2 のようになります。
G1
೑ᓧ
G
(dB)
G2
f1
fAC
f2
R5 ҁ 0ߩ႐ว
R5 = 0ߩ႐ว
fOSC ๟ᵄᢙ f(Hz)
̪fOSC㧦PWMࠬࠗ࠶࠴ࡦࠣ๟ᵄᢙ
図 1.2 HA17431 のエラーアンプ特性
図 1.2 において，次式が成立します。
利得
G1 = G0≒50dB（シャントレギュレータで決まる）
G2 =
R5
R3
コーナー周波数
f1 = 1 / (2π C1 G0 R3)
f2 = 1 / (2π C1 R5)
ただし，G0 はシャントレギュレータのオープンループ利得であり，これはリファレンス電圧変動ΔVref
/ ΔVKA の逆数で与えられ，約 50dB です。
3. 具体例
フォトカプラに例として内部の発光ダイオードの VF = 1.05V，IF = 2.5mA のものを用い，電源の出力電圧
V2 = 5V，バイアス抵抗 R2 の電流を IF の 1 / 5 程度として 0.5mA としておきます。シャントレギュレータ
の VK = 3V とすれば，以下のように求まります。
R1 =
5V − 1.05V − 3V
= 317 (Ω) (E24♽೉ࠃࠅ 330 Ω)
2.5mA + 0.5mA
R2 = 1.05V / 0.5mA = 2.1 (kΩ) (E24 系列より 2.0kΩ)
次に R3 = R4 = 10kΩとします。これで 5V 出力となります。また，R5 = 3.3kΩ, C1 = 0.022μF とすれば以下
のように求まります。
G2 = 3.3kΩ / 10kΩ = 0.33 倍 (–10dB)
f1 = 1 / (2 × π × 0.022μF × 316 (倍) × 10kΩ) = 2.3 (Hz)
f2 = 1 / (2 × π × 0.022μF × 3.3kΩ) = 2.2 (kHz)
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HA17431H シリーズ
外形寸法図
JEITA Package Code
RENESAS Code
Previous Code
MASS (Typ) [g]
SC-74A
PLSP0005ZB-A
MPAK-5 / MPAK-5V
0.015
D
A
e
Q
E
HE
L
A
c
LP
L1
A3
A
x M S
A
b
A2
A
A1
y S
S
b
c
A-A Section
Reference Dimensions in millimeters
Symbol
Min
Nom Max
A
A1
A2
A3
b
c
D
E
e
HE
L
L1
LP
x
y
Q
1.0
0
1.0
⎯
0.35
0.11
2.8
1.5
⎯
2.5
0.3
0.1
0.2
⎯
⎯
⎯
⎯
⎯
1.1
0.25
0.4
0.16
2.95
1.6
0.95
2.8
⎯
⎯
⎯
⎯
⎯
0.3
1.4
0.1
1.3
⎯
0.5
0.26
3.1
1.8
⎯
3.0
0.7
0.5
0.6
0.05
0.05
⎯
© 2013 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.
R03DS0088JJ0400 Rev.4.00
2014.01.10
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HA17431H シリーズ
JEITA Package Code
RENESAS Code
Previous Code
MASS (Typ) [g]
SC-59A
PLSP0003ZB-A
MPAK(T) / MPAK(T)V
0.011
D
A
Q
e
E
HE
L
A
c
LP
L1
A3
A
x M S
A
b
A2
A
A1
S
b
Reference Dimensions in millimeters
Symbol
Min Nom Max
c
A-A Section
A
A1
A2
A3
b
c
D
E
e
HE
L
L1
LP
x
Q
1.0
0
1.0
⎯
0.35
0.1
2.7
1.35
⎯
2.2
0.35
0.15
0.25
⎯
⎯
⎯
⎯
1.1
0.25
0.4
0.16
⎯
1.5
0.95
2.8
⎯
⎯
⎯
⎯
0.3
1.3
0.1
1.2
⎯
0.5
0.26
3.1
1.65
⎯
3.0
0.75
0.55
0.65
0.05
⎯
© 2013 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved.
R03DS0088JJ0400 Rev.4.00
2014.01.10
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HA17431H シリーズ
RENESAS Code
Previous Code
MASS[Typ.]
PLZZ0004CA-A
UPAK / UPAKV
0.050g
1.5 1.5
3.0
JEITA Package Code
RENESAS Code
SC-43A
PRSS0003DA-A
0.4
2.5 ± 0.1
4.25 Max
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2014.01.10
Page 12 of 12
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Colophon 3.0