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2 INDEX 1. MTBF 計算値 Calculated Values of MTBF 3 PAGE 2. 部品ディレーティング Components Derating 5 3. 主要部品温度上昇値 Main Components Temperature Rise ΔT List 7 4. 出力ディレーティング Output Derating 9 5. アブノーマル試験 Abnormal 振動試験 Vibration ノイズシミュレート試験 Noise Simulate はんだ耐熱性試験 Resistance to Soldering Heat 熱衝撃試験 Thermal Shock 2 1. 高温加湿通電試験 High Temperature and High Humidity Bias 22 * 試験結果は 代表データでありますが 全ての製品はほぼ同等な特性を示します 従いまして 以下の結果は参考値とお考え願います results are typical data. Nevertheless the following results are considered to be reference data because all units have nearly the same characteristics. 2/23

3 1. MTBF Calculated Values of MTBF MODEL : CCG S, CCG S (1) Calculating Method Telcordiaの部品ストレス解析法 (*1) で算出されています 故障率 λssは それぞれの部品ごとに電気ストレスと動作温度によって決定されます Calculated based on parts stress reliability projection of Telcordia(*1). Individual failure rate λss is calculated by the electric stress and temperature rise of the each device. *1: Telcordia document Reliability Prediction Procedure for Electronic Equipment (Document number SR 332,Issue3) < 算出式 > MTBF = = 1 m 時間 (hours) λ equip p N l l = l p p p ssi Gi Qi Si E å i = 1 Ti i ssi l epuip : 全機器故障率 (FITs) Total Equipment failure rate (FITs = Failures in 9 1 hours) l Gi : i 番目の部品に対する基礎故障率 Generic failure rate for the ith device p Qi : i 番目の部品に対する品質ファクタ Quality factor for the ith device p Si : i 番目の部品に対するストレスファクタ Stress factor for the ith device p Ti : i 番目の部品に対する温度ファクタ Temperature factor for the ith device m : 異なる部品の数 Number of different device types Ni : i 番目の部品の個数 Quantity of ith device type p E : 機器の環境ファクタ Equipment environmental factor 3/23

4 (2) MTBF MTBF Values 条件 Conditions 入力電圧 : 24VDC 環境ファクタ : GF (Ground, Fixed) Input Voltage Environmental Factor (2) 1 CCG S 1,, Ambient temperature vs. MTBF MTBF ( hours ) 1,, 1,, Output Current 1.5A(5%) Output Current 3A(1%) 1, Ambient temperature ( C) (2) 2 CCG S 1,, Ambient temperature MTBF Output Current 1.5A(5%) Output Current 3A(1%) 25 C 7,27,867(hours) 5,72,46(hours) 4 C 5,172,769(hours) 3,275,261(hours) 6 C 2,761,982(hours) 1,386,83(hours) 85 C 815,615(hours) Ambient temperature vs. MTBF MTBF ( hours ) 1,, 1,, Output Current.65A(5%) Output Current 1.3A(1%) 1, Ambient temperature ( C) Ambient temperature MTBF Output Current.65A(5%) Output Current 1.3A(1%) 25 C 9,457,627(hours) 6,4,441(hours) 4 C 6,661,479(hours) 4,57,177(hours) 6 C 3,478,17(hours) 1,673,54(hours) 85 C 1,15,677(hours) 4/23

5 2. Components Derating MODEL : CCG S, CCG S (1) Calculating Method (a) 測定方法 Measuring method 入力電圧 : 24VDC 出力電流 : 5V 3A(1%) Input Voltage Output Current 12V 1.3A(1%) 周囲温度 : 6ºC 冷却法 : 自然空冷 Ambient Temperature Cooling 取り付け Mounting : 水平置き Horizontal (b) 半導体 Semiconductors ケース温度 消費電力 熱抵抗より使用状態の接合点温度を求め最大定格 接合点温度との比較を求めました Compared with maximum junction temperature and actual one which is calculated based on case temperature, power dissipation and thermal impedance. (c) IC 抵抗 コンデンサ等 IC, Resistors, Capacitors, etc. 周囲温度 使用状態 消費電力など 個々の値は設計基準内に入っています Ambient temperature, operating condition, power dissipation and so on are within derating criteria. (d) 熱抵抗算出方法 Calculating method of thermal impedance q j c Tj (max) - Tc = Pj (max) q j a = Tj (max) - Pj (max) Ta q j l = Tj (max) - Pj (max) Tl Tc Ta Tl Pj(max) (Pch(max)) Tj(max) (Tch(max)) θj c (θch c) θj a (θch a) θj l (θch l) : ディレーティングの始まるケース温度一般に25 o C Case Temperature at Start Point of Derating;25 o C in General : ディレーティングの始まる周囲温度一般に25 o C Ambient Temperature at Start Point of Derating;25 o C in General : ディレーティングの始まるリード温度一般に25 o C Lead Temperature at Start Point of Derating;25 o C in General : 最大接合点 ( チャネル ) 損失 Maximum Junction (channel) Dissipation : 最大接合点 ( チャネル ) 温度 Maximum Junction (channel) Temperature : 接合点 ( チャネル ) からケースまでの熱抵抗 Thermal Impedance between Junction (channel) and Case : 接合点から周囲までの熱抵抗 Thermal Impedance between Junction (channel) and Air : 接合点からリードまでの熱抵抗 Thermal Impedance between Junction (channel) and Lead 5/23

6 (2) Components Derating List (2) 1 CCG S 部品番号 部品名 最大定格 使用状態 ディレーティング率 Location No. Part Name Maximum Rating Actual Rating Derating Factor Q1 CHIP MOS FET Tj(max):15ºC Tj:98.2ºC 65.5% Q11 CHIP MOS FET Tj(max):15ºC Tj:92.3ºC 61.6% Q12 CHIP TRANSISTOR Tj(max):15ºC Tj:96.3ºC 64.2% D2 CHIP FRD Tj(max):15ºC Tj:97.7ºC 65.2% D12 CHIP FRD Tj(max):15ºC Tj:94.3ºC 62.9% D13 CHIP FRD Tj(max):15ºC Tj:95.7ºC 63.8% A1 CHIP IC Tj(max):15ºC Tj:13.9ºC 69.2% A2 CHIP IC Tj(max):15ºC Tj:93.6ºC 62.4% PC1 CHIP COUPLER Tj(max):125ºC Tj:87.2ºC 69.7% (2) 2 CCG S 部品番号 部品名 最大定格 使用状態 ディレーティング率 Location No. Part Name Maximum Rating Actual Rating Derating Factor Q1 CHIP MOS FET Tj(max):15ºC Tj:98.5ºC 65.6% D2 CHIP FRD Tj(max):15ºC Tj:92.1ºC 61.4% D11 CHIP SBD Tj(max):15ºC Tj:14.9ºC 7.% A1 CHIP IC Tj(max):15ºC Tj:99.ºC 66.% A2 CHIP IC Tj(max):15ºC Tj:89.8ºC 59.9% PC1 CHIP COUPLER Tj(max):125ºC Tj:88.1ºC 7.5% 6/23

7 3. Main Components Temperature Rise ΔT List MODEL : CCG S, CCG S (1) Measuring Conditions 取り付け : 水平置き Mounting Horizontal 測定方法 Measuring Method 冷却法 Cooling : 自然空冷 基板 PCB モデル Model 入力電圧 Input Voltage 出力電圧 Output Voltage 出力電流 Output Current 周囲温度 Ambient Temperature CCG S CCG S 24VDC 5V 12V 3A (1%) 1.3A (1%) 6ºC 7/23

8 (2) Measuring Results (2) 1 CCG S 部品番号 部品名 温度上昇値 ΔT (ºC) Location No. Part Name Temperature Rise Q1 CHIP MOS FET 35.7 Q11 CHIP MOS FET 3.9 Q12 CHIP TRANSISTOR 35.4 D2 CHIP FRD 35.3 D12 CHIP FRD 34.3 D13 CHIP FRD 34.3 A1 CHIP IC 34.9 A2 CHIP IC 33.5 PC1 CHIP COUPLER 26.8 L1 CHOKE COIL 29.3 L11 CHOKE COIL 26.5 T1 TRANS,PULSE 27.8 T2 TRANS,PULSE 43.7 (2) 2 CCG S 部品番号 部品名 温度上昇値 ΔT (ºC) Location No. Part Name Temperature Rise Q1 CHIP MOS FET 36.3 D2 CHIP FRD 3.4 D11 CHIP SBD 33.4 A1 CHIP IC 3. A2 CHIP IC 29.8 PC1 CHIP COUPLER 27.8 L1 CHOKE COIL 3.2 L11 CHOKE COIL 28.2 T2 TRANS,PULSE /23

9 4. Output Derating MODEL : (1) Measuring Conditions 取り付け : 水平置き Mounting Horizontal 冷却法 : 自然空冷 Cooling 12.7mm 周囲温度測定点 Ambient temperature measurement point 76mm 基板 PCB 取り付け : 垂直置き Mounting Vertically 測定方法 Measuring Method 冷却法 Cooling : 強制空冷 Forced air cooling CL 25.4mm 基板 PCB 上面 Top View 周囲温度および風速測定点 Ambient temperature and air velocity measurement point 12.7mm 76mm 風向き Air flow 風向き Air flow モデル Model 出力電圧 Output Voltage 入力電圧 Input Voltage 風速 Air Velocity CCG S CCG S CCG S CCG S 3.3V 5V 12V 15V 9VDC, 12VDC, 24VDC, 36VDC.5m/s, 1.m/s, 1.5m/s, 2.m/s 9/23

10 (2) Measuring Results (2) 1 CCG S 12 1 Vin = 9VDC 1.5m/s 12 1 Vin = 12VDC 1.m/s m/s 1.m/s m/s Vin = 24VDC.5m/s 12 Vin = 36VDC.5m/s (2) 2 CCG S 12 Vin = 9VDC 2.m/s 12 Vin = 12VDC 1.m/s m/s 1.m/s 1.5m/s m/s Vin = 24VDC.5m/s 12 1 Vin = 36VDC.5m/s /23

11 (2) 3 CCG S 12 Vin = 9VDC 1.5m/s 12 Vin = 12VDC.5m/s m/s 1.m/s Vin = 24VDC.5m/s 12 Vin = 36VDC.5m/s (2) 4 CCG S Vin = 9VDC 2.m/s 12 Vin = 12VDC 1.m/s m/s 1.m/s m/s 2 1.5m/s Vin = 24VDC.5m/s 12 Vin = 36VDC.5m/s /23

12 5. Abnormal MODEL : CCG S, CCG S (1) Condition and Circuit Fuse 6.3A C1 +Vin +Vout TRM Vin Load RC Vout 入力電圧 : 36VDC 出力電流 : 5V 3A(1%) Input Voltage Output Current 12V 1.3A(1%) 周囲温度 : 25ºC 電解コンデンサ(C1) : 5V 12μF Ambient Temperature Electrolytic Cap. (2) Results (2) 1 CCG S position No. 部品 No. 試験端子 Location No. point mode ショート Short オープン Open a b c d e f g h I j k l ヒュ変発発破異赤破ーO O 出そ化 V C 力の火煙裂臭熱損なズ P P 断他し断 Fire Smoke Burst 1 G D Da:Q1,R35 2 G S 3 D S Q1 4 G Da:Q1 5 D 6 S Smell Red hot 7 G D 8 G S 効率低下 Efficiency down 9 D S Q11 1 G 11 D Damaged 12 S 13 B C Da:Z1 効率低下 Efficiency down 14 B E 15 C E 効率低下 Efficiency down Q3 16 B Fuse blown result 17 C 18 E No output No change Others 記事 Note (Da:Damaged) 12/23

13 position No. 部品 No. 試験端子 Location No. point mode ショート Short オープン Open a b c d e f g h I j k l ヒュ変発発破異赤破ーO O 出そ化 V C 力の火煙裂臭熱損なズ P P 断他し断 Fire Smoke 19 B C Burst Smell Red hot 2 B E 効率低下 Efficiency down 21 Q12A C E 22 B 効率低下 Efficiency down 23 C 効率低下 Efficiency down 24 E 効率低下 Efficiency down 25 B C 効率低下 Efficiency down 26 B E 効率低下 Efficiency down 27 C E 効率低下 Efficiency down Q12B 28 B 29 C 3 E 31 A K D2 32 A/K 効率低下 Efficiency down Damaged Fuse blown No output No change Others 33 A K 出力電圧上昇 Output voltage increase D12 34 A/K 35 A K D13 36 A/K 効率低下 Efficiency down 37 L 出力リップル増加 Output ripple increase L 効率低下 Efficiency down 効率低下 Efficiency down 43 1 効率低下 Efficiency down T 効率低下 Efficiency down 45 3 効率低下 Efficiency down 46 4 効率低下 Efficiency down 効率低下 Efficiency down T 効率低下 Efficiency down 58 4 効率低下 Efficiency down 59 5 効率低下 Efficiency down 6 6 効率低下 Efficiency down 61 7 効率低下 Efficiency down 62 8 効率低下 Efficiency down 63 9 効率低下 Efficiency down 64 1 result 記事 Note 効率低下 Efficiency down 出力リップル増加 Output ripple increase Da:R14,R15,Q3,Z1 効率低下 Efficiency down 13/23

14 (2) 2 CCG S position No. 部品 No. 試験端子 Location No. point mode ショート Short オープン Open a b c d e f g h I j k l ヒュ変発発破異赤破ーO O 出そ化 V C 力の火煙裂臭熱損なズ P P 断他し断 Fire Smoke Burst 1 G D Da:Q1,R35 2 G S 3 D S Q1 4 G Da:Q1 5 D Smell Red hot Damaged Fuse blown No output No change Others 6 S 7 B C Da:Z1 効率低下 Efficiency down 8 B E 9 C E 効率低下 Efficiency down Q3 1 B 11 C 12 E 13 A K D2 14 A/K 効率低下 Efficiency down 15 A K D11 16 A/K (Da:Damaged) 17 L 出力リップル増加 Output ripple increase L result Da:R14,R15,Q3,Z1 効率低下 Efficiency down 効率低下 Efficiency down T 効率低下 Efficiency down 32 4 効率低下 Efficiency down 33 5 効率低下 Efficiency down 34 6 効率低下 Efficiency down 35 7 効率低下 Efficiency down 効率低下 Efficiency down 38 1 効率低下 Efficiency down 記事 Note 14/23

15 6. Vibration MODEL : CCG S (1) Vibration Class 掃引振動数耐久試験 Frequency variable endurance test (2) Equipment Used EMIC ( 株 ) 製試験装置 F 16BDH/LA16AW EMIC CORP. Equipment (3) The Number of D.U.T. (Device Under ) CCG S : 1 台 (unit) (4) Conditions 周波数範囲 : 1~55Hz 振動方向 : X, Y, Z Sweep Frequency Direction 掃引時間 : 3. 分間 振幅 : 1.52mm ( 一定 ) Sweep Time 3.min Amplitude (const.) 試験時間 : 各方向共 1 時間 Time 1 hour each (5) Method 供試品を基板に取付け それを取付台に固定する Fix the D.U.T. on the circuit board and fit it on the fitting stage. Y 7mm 15mm Z X 振動方向 Direction 2mm 振動試験機 Vibrator 供試品 D.U.T. (Device Under ) 取付台 Fitting stage 15/23

16 (6) Results OK Conditions 入力電圧 : 24VDC 出力電流 : 3A(1%) 周囲温度 : 25ºC Input Voltage Output Current Ambient Temperature 測定確認項目 Check Item 試験前 Before 試験後 After 出力電圧 Output Voltage 効率 Efficiency 出力リップルノイズ電圧 Output Ripple and Noise Voltage V % mvp p 入力変動 Line Regulation mv 負荷変動 Load Regulation mv 耐電圧異常無し異常無し - Withstand Voltage OK OK 外観異常無し異常無し - Appearance OK OK 16/23

17 7. Noise Simulate MODEL : (1) Circuit and Equipment A. 入力ポート : +Vin Vin に同時に印加 Input Port : Apply to +Vin and Vin at the same time. ノイズシミュレーター Noise Simulator Fuse 6.3 A C1 +Vin +Vout TRM Vin RC Vout C2 Load B 1. 信号ポート : (RC Vin) に印加 Signal Port : Apply to (RC, Vin). Fuse 6.3 A C1 +Vin +Vout TRM Vin RC Vout C2 Load SW1 カップリングクランプ Coupling Clamp ノイズシミュレーター Noise Simulator B 2. 信号ポート : (TRM +Vout) (TRM Vout) に印加 Signal Port : Apply to (TRM, +Vout) and (TRM, Vout). Fuse 6.3 A C1 +Vin +Vout TRM Vin RC Vout C2 Load カップリングクランプ Coupling Clamp SW2 A B ノイズシミュレーター Noise Simulator SW2 A : (TRM +Vout) に印加 Apply to (TRM, +Vout). B : (TRM Vout) に印加 Apply to (TRM, Vout). 17/23

18 ノイズシミュレーター : INS 432A ( ノイズ研究所株式会社 ) Noise Simulator (Noise Laboratory Co. LTD) 電解コンデンサ(C1) : 5V 12μF Electrolytic Cap. セラミックコンデンサ(C2) : 25V 22μF Ceramic Cap. (2) Conditions 入力電圧 : 24VDC ノイズ電圧 : 入力ポート ~2kV Input Voltage Noise Level Input Port 出力電圧 : 定格 信号ポート ~75V Output Voltage Rated Signal Port 出力電流 : %, 1% 極性 : +, Output Current Polarity 周囲温度 : 25ºC 印加モード : 入力ポート ノーマル Ambient Temperature Mode Input Port Normal パルス幅 : 5~1ns 信号ポート コモン Pulse Width Signal Port Common トリガ選択 : Line Trigger Select (3) The Number of D.U.T (Device Under ) CCG S 1 台 (unit) CCG S 1 台 (unit) CCG S 1 台 (unit) CCG S 1 台 (unit) (4) Acceptable Conditions 1. 試験中 5% を超える出力電圧の変動のない事 The regulation of output voltage must not exceed 5% of initial value during test. 2. 試験後の出力電圧は初期値から変動していない事 The output voltage must be within the regulation of specification after the test. 3. 発煙 発火のない事 Smoke and fire are not allowed. (5) Results CCG S CCG S CCG S CCG S 合格 OK OK 合格 OK OK 合格 OK OK 合格 OK OK 18/23

19 8. Resistance to Soldering Heat MODEL : CCG S (1) Machine Used 自動はんだ付け装置 : TLC 35XIV ( セイテック ) Automatic Dip Soldering Machine (SEITEC) (2) The Number of D.U.T. (Device Under ) CCG S : 1 台 (unit) (3) Conditions 溶融半田温度 : 26ºC 予備加熱温度 : 125ºC Dip Soldering Temperature Pre heating Temperature 浸漬保持時間 : 1 秒間 予備加熱時間 : 6 秒間 Dip time 1 seconds Pre heating Time 6 seconds (4) Method 初期測定の後 供試体を基板にのせ 自動はんだ付装置でフラックス浸漬 予備加熱 はんだ付を行う 常温常湿下に1 時間放置し 出力に異常がないことを確認する Check if there is no abnormal output before test. Then fix the D.U.T. on a circuit board, transfer to flux dipping, preheat and solder in the automatic dip soldering machine. Leave it for 1 hour at the room temperature, then check if there is no abnormal output. (5) Results OK 試験条件 conditions 入力電圧 : 24VDC 出力電流 : 3A(1%) 周囲温度 : 25ºC Input Voltage Output Current Ambient Temperature 測定確認項目 Check Item 試験前 Before 試験後 After 出力電圧 Output Voltage 効率 Efficiency 出力リップルノイズ電圧 Output Ripple and Noise Voltage 入力変動 Line Regulation 負荷変動 Load Regulation V % mvp p mv mv 耐電圧異常無し異常無し Withstand Voltage - OK OK 外観異常無し異常無し - Appearance OK OK 19/23

20 9. Thermal Shock MODEL : CCG S (1) Equipment Used (Thermal Shock Chamber) ESPEC( 株 ) 製 ESPEC CORP. TSA 12ES W (2) The Number of D.U.T. (Device Under ) CCG S : 5 台 (units) (3) Conditions 1cycle 電源周囲温度 : 4ºC 125ºC 125ºC Ambient Temperature 試験時間 Time : 3min 3min 3min 試験サイクル Cycle 非動作 Not Operating : 5 75 サイクル 5, 75 Cycles 4ºC 3min (4) Method 初期測定の後 供試品を試験槽に入れ 上記サイクルで試験を行う 5, 75サイクル後に 供試品を常温常湿下に1 時間放置し 出力に異常がない事を確認する Before testing, check if there is no abnormal output, then put the D.U.T. in testing chamber, and test it according to the above cycle. 5, 75 cycles later, leave it for 1 hour at the room temperature, then check if there is no abnormal output. (5) Results OK 測定データは次項に示す See next page for measuring data. 2/23

21 5.1 出力電圧 (V) Output voltage 試験サイクル (cycle) cycle 88.5 効率 (%) Efficiency 出力リップルノイズ電圧 (mvp p) Output ripple and noise voltage 試験サイクル (cycle) cycle 試験サイクル (cycle) cycle 6 入力変動 (mv) Line regulation 試験サイクル (cycle) cycle 6 負荷変動 (mv) Load regulation 試験サイクル (cycle) cycle 21/23

22 1. High Temperature and High Humidity Bias MODEL : CCG S (1) Equipment Used TEMP.&HUMID. CHAMBER PR 1KH (ESPEC CORP.) (2) The Number of D.U.T. (Device Under ) CCG S : 1 台 (unit) (3) Conditions 周囲温度 : 85ºC Ambient Temperature 湿度 : 85% Humidity 試験時間 time : 5 時間 5 hours Input Voltage 24VDC 入力電圧 Input Voltage : VDC 24VDC 3hours 1hour 出力電圧 : 定格 Output Voltage Rated 出力電流 : A (% ) Output Current 4hours Input Voltage VDC (4) Method 初期測定の後 供試体を試験槽に入れ 槽の温度を室温 (25ºC) から周囲温度が規定温度 (85ºC) になるまで徐々に上げる 供試体を規定の条件にて5 時間試験を行い 常温常湿下に1 時間放置した後 出力に異常がない事を確認する Check if there is no abnormal output before test. Then fix the D.U.T. in testing chamber, and the ambient temperature is gradually increased from 25ºC to 85ºC. the D.U.T for 5 hours according to above conditions and leave D.U.T. for 1 hour at the room temperature, then check if there is no abnormal output. 22/23

23 (5) Results OK 試験条件 conditions 入力電圧 : 24VDC 出力電流 : 3A(1%) 周囲温度 : 25ºC Input Voltage Output Current Ambient Temperature 測定確認項目 Check Item 試験前 Before 試験後 After 出力電圧 Output Voltage 効率 Efficiency 出力リップルノイズ電圧 Output Ripple and Noise Voltage V % mvp p 入力変動 Line Regulation mv 負荷変動 Load Regulation mv 耐電圧異常無し異常無し - Withstand Voltage OK OK 外観異常無し異常無し - Appearance OK OK 23/23

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