FAN6300HMY

Is Now Part of To learn more about ON Semiconductor, please visit our website at www.onsemi.com Please note: As part of the Fairchild Semiconductor integration, some of the Fairchild orderable part numbers will need to change in order to meet ON Semiconductor’s system requirements. Since the ON Semiconductor product management systems do not have the ability to manage part nomenclature that utilizes an underscore (_), the underscore (_) in the Fairchild part numbers will be changed to a dash (-). This document may contain device numbers with an underscore (_). Please check the ON Semiconductor website to verify the updated device numbers. The most current and up-to-date ordering information can be found at www.onsemi.com. Please email any questions regarding the system integration to Fairchild_questions@onsemi.com. ON Semiconductor and the ON Semiconductor logo are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC dba ON Semiconductor or its subsidiaries in the United States and/or other countries. ON Semiconductor owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property. A listing of ON Semiconductor’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent-Marking.pdf. ON Semiconductor reserves the right to make changes without further notice to any products herein. ON Semiconductor makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does ON Semiconductor assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. Buyer is responsible for its products and applications using ON Semiconductor products, including compliance with all laws, regulations and safety requirements or standards, regardless of any support or applications information provided by ON Semiconductor. “Typical” parameters which may be provided in ON Semiconductor data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. ON Semiconductor does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. ON Semiconductor products are not designed, intended, or authorized for use as a critical component in life support systems or any FDA Class 3 medical devices or medical devices with a same or similar classification in a foreign jurisdiction or any devices intended for implantation in the human body. Should Buyer purchase or use ON Semiconductor products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold ON Semiconductor and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that ON Semiconductor was negligent regarding the design or manufacture of the part. ON Semiconductor is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner. FAN6300A / FAN6300H 高度集成的准谐振电流模式 PWM 控制器 特性 说明               高度集成的 FAN6300A/H PWM 控制器提供了一些可提 高反激式转换器性能的特性。FL6300A 应用于最大工作 频率低于 100 kHz 的准谐振反激式转换器。FAN6300H 适合高频率操作（高达 190 kHz）。内置的 HV 启动电 路可以提供更大的启动电流，以减少控制器的启动时 间。当 VDD 电压超过导通阈值电压，HV 启动功能就会 立即禁用以降低功耗。内部谷底电压检测器确保功率系 统在较宽的线路电压范围和任何负载条件下都以准谐振 状态运行，并减少开关损耗以最大限度地降低功率 MOSFET 漏极上的开关电压。 高压启动 准谐振工作模式 逐周期限流 峰值电流模式控制 前沿消隐（LEB） 内部最小 tOFF 内部软启动 5 ms 过功率补偿 栅极输出最大电压 自恢复过流保护（FB 引脚） 自恢复开环保护（FB 引脚） VDD 引脚及输出电压（DET 引脚）OVP 已闭锁 FAN6300A 低频率运行（低于 100 kHz） FAN6300H 高频率运行（高达 190 kHz） 应用   AC/DC NB 适配器 开架式 SMPS 为最大限度地降低待机功耗和提高轻载效率，该器件采 用了专有的绿色模式功能，提供关断时间调制以减小开 关频率，并扩大谷底电压切换范围，以最大限度地降低 开 关 电 压 。 工 作 频 率 由 最 小 toff 时 间 限 制 ， 对 于 FAN6300A 为 38 µs 至 8 µs，对于 FAN6300H 为 13 µs 至 3 µs，因此 FAN6300H 与 FAN6300A 相比能在更高 的开关频率下运行。 FAN6300A/H 控制器还具备多种保护功能。其逐脉冲电 流限制功能确保系统具有固定的峰值电流限度，即使发 生短路亦然。一旦反馈环路中出现开路故障，内部保护 电路便会立即终止 PWM 输出。此外，只要 VDD 降低到 关断阈值电压以下，该控制器也会终止 PWM 输出。栅 极输出被钳制在 18 V 以保护功率 MOSFET 在栅极-源极 出现高压时不被损坏。而最小 tOFF 时间限制能防止系统 频率过高。如果 DET 引脚触发 OVP 条件，或者内部 OTP 被触发，功率系统将进入闩锁模式，直到 AC 电源 断开为止。 FAN6300A/H 控制器采用 8 引脚小尺寸封装 (SOP) 列直 插式封装。 订购信息 器件编号 FAN6300AMY FAN6300HMY 工作温度范围 -40°C 至 +125°C 封装 8 引脚式小尺寸封装 (SOP) 包装方法 卷带和卷盘 卷带和卷盘 关于飞兆对生态状况的定义，请访问：http://www.fairchildsemi.com/company/green/rohs_green.html © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A/H • Rev. 1.0.2 www.fairchildsemi.com FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 January 2014 FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 应用框图 图 1. © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 典型应用 www.fairchildsemi.com 2 HV VDD 8 6 4 .2V FB 2 27 V 2R Soft -Start 5ms Latched T w o Steps U VLO 16 V/10 V/ 8V F B OLP T im er 52 m s R Internal Bias OVP IH V 2 .1m s 30 µs Starter 3 CS D RV Blanking C ircuit S Over-Pow er C om pensation PW M C ur rent Lim it R ID ET SE T C LR Q Latched tO F F - M IN 0.3 V Valley D etector V D ET tO F F Blanking S/ H tT IM E -O U T V D ET Latched 2. 5V 5 Q 18 V GA T E FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 内部框图 D ET OVP DET 1 5V I D ET Internal OT P 0 .3 V Latched 4 7 GN D NC 图 2. 功能框图 标识信息 : 飞兆 LOGO Z: 工厂编码 ZXYTT 6300A TPM X: 年份编码 ZXYTT 6300H TPM Y: 周编码 TT: 晶圆编码 T: 封装类型（M=SOP） P: Y=绿色封装 M: 制造流程编码 图 3. © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 标识框图 www.fairchildsemi.com 3 图 4. 引脚配置 引脚定义 引脚号 名称 说明 由于以下原因，该引脚可通过分压电阻连接至变压器的辅助绕组： - 一旦次级端开关电流降至零，就会产生 ZCD 信号。 1 DET - 产生的偏置电压可补偿峰值电流的阈值电压，可提供恒定的功率限值。当 PWM 信号使能 时，产生的偏移与输入电压一致。 FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 引脚配置 - 检测开关波形的波谷电压可获得波谷电压开关并尽量缩小开关损耗。 输出电压 OVP 保护电路由一个电压比较器及 2.5 V 参考电压构成。当使用光耦和次级并联稳压 器时，分压比可确定关闭栅极的输出电压。 反馈引脚应连接至故障放大器的输出，可获得电压控制环路。若功率转换器的次级配置有误差 放大器，则 FB 引脚应连接至光耦输出。 2 FB 对于初级控制应用，FB 可连接 RC 网络接地，从而实现反馈环路补偿。 该引脚的输入阻抗为 5 kΩ 等效电阻。在 FB 和 PWM 电路之间连接一个 1/3 衰减器，用于环路 增益衰减。FAN6300A/H 可在 FB 电压超过阈值电压（约 4.2 V）的时间超过 55 ms 时采用开环 保护。 过流保护的比较器输入。电阻检测开关电流，结果电压施加于该引脚用以逐周期电流限制。 3 CS 4 GND 功率地和信号地。建议在 VDD 和 GND 之间连接 0.1μF 去耦电容。 5 GATE 图腾柱输出可产生 PWM 信号，用以驱动外部功率 MOSFET。箝位栅极输出电压为 18 V。 6 VDD 电源。启动和关断的阈值电压分别为 16 V 和 10 V。启动电流低于20 µA 且工作电流低于 4.5 mA。 7 NC 未连接 8 HV 高压启动。 © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 www.fairchildsemi.com 4 应力超过绝对最大额定值，可能会损坏器件。在超出推荐的工作条件下，该器件可能无法正常工作，所以不建议让器 件在这些条件下长期工作。此外，长期在高于推荐的工作条件下工作，会影响器件的可靠性。绝对最大额定值仅是应 力规格值。 符号 参数 最小值 最大值 单位 VDD 电源电压（DC） 30 V VHV HV 500 V VH 栅极 -0.3 25.0 V VL VFB, VCS, VDET -0.3 7.0 V PD 功耗 400 mW TJ 工作结温 +150 °C +150 °C +270 °C TSTG TL ESD 存储温度范围 -55 引脚温度（焊接，10 秒） 人体模型，JEDEC JESD22-A114 3.0 元件充电模型, JEDEC JESD22-C101 1.5 KV 注意： 1. 若应力超过绝对最大额定值中所列的数值，可能会给器件造成不可修复的损坏。 2. 测得的所有电压，除差模电压之外，都参照 GND 引脚。 FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 绝对最大额定值 推荐的工作条件 推荐的操作条件表明确了器件的真实工作条件。指定推荐的工作条件，以确保器件的最佳性能达到数据表中的规格。 飞兆半导体建议不要超过推荐工作条件，也不能按照绝对最大额定值进行设计。 符号 TA 参数 工作条件 工作环境温度 © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 最小值 -40 典型值 最大值 单位 +125 °C www.fairchildsemi.com 5 若无其他规定，则 VDD=10~25 V, TA=-40°C~125°C (TA=TJ)。 符号 参数 工作条件 最小值 典型值 最大值 单位 VDD 部分 VOP 连续工作电压 VDD-ON 导通阈值电压 15 PWM 关断阈值电压 VDD-PWM-OFF VDD-OFF 关断阈值电压 IDD-ST 启动电流 VDD=VDD-ON -0.16 V GATE 开 IDD-OP 工作电流 VDD=15 V, fS=60 KHz, CL=2 nF 绿色模式工作电源电流（平均） VDD=15 V, fS=2 KHz, CL=2 nF IDD-PWM-OFF PWM 关断时的工作电流 VDD=VDD-PWM-OFF-0.5 V VDD-OVP IDD-GREEN 25 V 16 17 V 9 10 11 V 7 8 9 V 10 20 µA 4.5 5.5 mA 3.5 mA 70 80 90 µA VDD 过压保护 (Latch-Off) 26 27 28 V tVDD-OVP VDD OVP 去抖时间 100 150 200 µs IDD-LATCH VDD OVP Latch-Up 保持电流 VDD=5 V 42 µA FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 电气特性 HV 启动电源电流部分 VHV-MIN IHV IHV-LC HV 引脚的最小启动电压 引脚 HV 可补充的电源电流 VAC=90 V(VDC=120 V) VDD=0 V 启动后漏电流 HV=500 V, VDD=VDD-OFF +1 V 50 V 4.0 mA 1 20 µA 1/2.75 1/3.00 1/3.25 V/V 3 5 7 KΩ 1.2 2 mA 1.5 反馈输入部分 AV =∆VCS/∆VFB AV 输入电压至电流感测衰减 ZFB 输入阻抗 IOZ 偏置电流 VOZ 零占空比输入电压 0.8 1.0 1.2 V VFB-OLP 开环保护阈值电压 3.9 4.2 4.5 V 开环/过载保护的去抖时间 46 52 62 ms tD-OLP tSS 0VG) © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃ Temperature(°C) o 图 16. 启动计时器 (VFB>VG) www.fairchildsemi.com 10 FAN6300A/H PWM 控制器集成了多种可提高反激转换器 性能的设计。内置的波谷电压检测器，确保在较宽线路电 压 范 围 时 能 够 处 于 准 谐 振 (QR) 运 行 。 下 文 重 点 介 绍 FAN6300A/H 的几个特性。 绿色模式工作 专有绿色模式功能提供可在轻负载条件下线性降低开关频 率的关断时间调制。来自电压反馈环的 VFB 信号被选为参 考。在图 19 中，一旦 VFB 低于 VN，tOFF-MIN 随着 VFB 降 低线性增加。只有当 tOFF-MIN 结束时，波谷电压检测信号 才开始。因此，波谷检测电路直到 tOFF-MIN 结束才生效， 可以减小开关频率并扩展波谷电压开关。然而，在极度轻 载条件下，在 tOFF-MIN 结束时，可能无法检测到波谷电 启动电流 对于启动，应通过外部二极管及电阻 RHV，将 HV 引脚连 接到线路输入或大容量电容，建议分别选用 1N4007 和 100 kΩ。典型的HV引脚启动电流为 1.2 mA，且此电流会 通过二极管与电阻对保持电容充电。当 VDD 电压电平达 到 VDD-ON 时 ， 启 动 电 流 切 断 。 此 时 ， VDD 电 容 仅 向 FAN6300A/H 供电，以维持 VDD 恒定，直到主变压器的 辅助绕组能够提供工作电流时为止。 压。这种情况下，一个内部 tTIME-OUT 信号会在 9 μs 延迟 （在 H 版本中，是 5 µs 延迟）后开始一个新的周期。图 20 和显示两种不同情况。 tO F F -M I N 2 .1 m s 波谷检测 DET 引脚通过分压器电阻连接到变压器次级绕组，一旦 次级工作电流释放到零，就会产生一波谷信号。通过检测 切换波形的波谷电压，实现谷底电压开启 这样确保了准 谐振 (QR) 工作条件，由此降低开关损耗，且减小 EMI。 图 17 显示了分压电阻 RDET 和 RA 。推荐阻值 RDET 为 150 kΩ 至 220 kΩ，以实现波谷电压开关。当 VAUX （单 位是图 17）为负时，DET 引脚电压箝位在 0.3 V。 38/13 μ s 8 /3μ s 1 .2 V 图 19. 图 17. © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 VFB 2 .1 V VFB 与 tOFF-MIN 曲线的关系 波谷检测部分 当栅极信号变低后，内部计时器（最小 tOFF 时间）阻止 栅极在 8 µs（H 版本中是 3 µs） 内再触发。最小 tOFF 的 限制可防止系统频率过高。图 18 显示了一种典型的第一 谷底切换时的漏极电压波形。 图 18. FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 工作说明 图 20. 扩展波谷电压检测模式下 QR 工作波形 图 21. 内部 tTIME-OUT 在未能检测波谷电压后会 启动新周期 （FAN6300H 版本中为 5μs 延迟） 第一谷底开关 www.fairchildsemi.com 11 VDD 过电压保护 峰值电流模式可用来调整输出电压，并提供逐脉冲电流限 制。开关电流通过一感应电阻检测，并输入到 CS 引脚。 PWM 占空比取决于电流传感器信号以及 VFB。当 CS 引 脚的电压达到大约 VLIMIT=(VFB-1.2)/3 时，开关周期会立 即结束。VLIMIT 被内部箝位在一 0.85 V 附近的可变电 压，这样可以限制输出功率。 VDD 过电压保护能够防止异常状况引起的损坏。一旦 VDD 电压超过了 VDD 过压保护电压 (VDD-OVP)，且持续时间达 到 tVDDOVP，PWM 脉冲就会被禁用，直到 VDD 电压跌落 至低于 UVLO 为止，然后才能重新启动。 输出过电压保护 在关断序列之后，根据采样电压大小，输出过压保护起作 用，如图 23 所示。4 μs（H 版本中为 1.5 μs）的消隐时 间可忽略漏电感振荡。输出电压 OVP 保护电路由一个电 压比较器及 2.5 V 参考电压构成。由于光电耦合器与次级 并联稳压器的使用，故分压比决定了封锁栅极的采样电 压。如果 DET 引脚的 OVP 被触发，功率系统会进入到 闭锁模式，直到 AC 电源被拔出。 前沿消隐 (LEB) 每次功率 MOSFET 导通时，感应电阻上会出现一开通尖 峰信号。为了避免开关脉冲提前结束，其内置了前沿消隐 时间。在消隐期间，限流比较器被禁用；不会封锁栅极驱 动脉冲。 欠压锁定 (UVLO) 在 内 部 ， 导 通 ， PWM 关 断 和 关 断 阈 值 分 别 固 定 在 16/10/8 V。在启动期间，为了使能 IC，启动电容必须通 过启动电阻充电到 16 V。保持电容持续提供 VDD，直到 能量可从主变压器的次级绕组提供为止。在启动进程中， VDD不能低于 10V。UVLO 滞回确保启动期间支撑电容可 提供 VDD。 FAN6300A/H — 高集成准谐振电流模式 PWM 控制器 电流感测与 PWM 限流 栅极输出 BiCMOS 输出级为快速推挽栅极驱动电路。为了最大程 度降低热损、增加效率并提高可靠性，避免出现交叉导 通。输出驱动器被一个内部 18 V 稳压二极管箝位，防止 功率 MOSFET 栅极遭受不理想过压信号。 图 23. 关断序列后，4 μs （FAN6300H 版本为 1.5μs）的消隐时间过后采样 得到的电压 过功率补偿 为了补偿 AC 输入宽范围的波动变化，DET 引脚产生失 调电压来补偿峰值限流的阈值电压，以此提供恒定的功率 限度。当 PWM 信号使能时，产生的偏移与输入电压一 致。这导致在高电源电压输入时比低电压输入时的电流限 度更低。在固定负载条件下，RDET 的值越高，CS 限值也 越高。RDET 还会影响高压/低压线路恒定功率限制。 图 22. 短路及开环保护 如果电源供应短路或者过载时，FB 电压都会增加。如果 FB 电压比内置阈值高的时间超过了 tD-OLP，PWM 输出被 关断。PWM 输出关断后，电源电压 VDD 开始降低。 当 VDD 低于 PWM 封锁阈值 10 V 时，VDD 减小至 8 V， 然后控制器会彻底停工。通过启动电阻将 VDD 充电至 16 V 的导通阈值电压，直到 PWM 输出重新启动为止。 只要过载条件仍然存在，这种保护特性就会继续。这样， 可以防止电源由于过载而引起过热。 通过 DET 引脚补偿高/低线电压的恒功率限值 © 2009 飞兆半导体公司 FAN6300A / FAN6300H • Rev. 1.0.2 www.fairchildsemi.com 12 ON Semiconductor and are trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC dba ON Semiconductor or its subsidiaries in the United States and/or other countries. ON Semiconductor owns the rights to a number of patents, trademarks, copyrights, trade secrets, and other intellectual property. A listing of ON Semiconductor’s product/patent coverage may be accessed at www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. ON Semiconductor reserves the right to make changes without further notice to any products herein. ON Semiconductor makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does ON Semiconductor assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation special, consequential or incidental damages. Buyer is responsible for its products and applications using ON Semiconductor products, including compliance with all laws, regulations and safety requirements or standards, regardless of any support or applications information provided by ON Semiconductor. “Typical” parameters which may be provided in ON Semiconductor data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. ON Semiconductor does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. ON Semiconductor products are not designed, intended, or authorized for use as a critical component in life support systems or any FDA Class 3 medical devices or medical devices with a same or similar classification in a foreign jurisdiction or any devices intended for implantation in the human body. Should Buyer purchase or use ON Semiconductor products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold ON Semiconductor and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that ON Semiconductor was negligent regarding the design or manufacture of the part. ON Semiconductor is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner. PUBLICATION ORDERING INFORMATION LITERATURE FULFILLMENT: Literature Distribution Center for ON Semiconductor 19521 E. 32nd Pkwy, Aurora, Colorado 80011 USA Phone: 303−675−2175 or 800−344−3860 Toll Free USA/Canada Fax: 303−675−2176 or 800−344−3867 Toll Free USA/Canada Email: orderlit@onsemi.com © Semiconductor Components Industries, LLC N. American Technical Support: 800−282−9855 Toll Free USA/Canada Europe, Middle East and Africa Technical Support: Phone: 421 33 790 2910 Japan Customer Focus Center Phone: 81−3−5817−1050 www.onsemi.com 1 ON Semiconductor Website: www.onsemi.com Order Literature: http://www.onsemi.com/orderlit For additional information, please contact your local Sales Representative www.onsemi.com