FAN6961SY [ONSEMI]
功率因数控制器 (PFC)，CrCM;
| 型号： | FAN6961SY |
| 厂家： | 
ONSEMI |
| 描述： | 功率因数控制器 (PFC)，CrCM 控制器 功率因数校正 光电二极管 |
| 文件： | 总14页 (文件大小：743K) |
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(_), the underscore (_) in the Fairchild part numbers will be changed to a dash (-). This document may contain
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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
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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
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is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. This literature is subject to all applicable copyright laws and is not for resale in any manner.
2016 年 8 月
FAN6961
临界模式 PFC 控制器
特性
说明
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
临界模式 PFC 控制器
低输入电流 THD
FAN6961 是一款用于控制 PFC 预调节器的 8 引脚、临
界模式、PFC 控制器 IC。FAN6961 提供受控导通时间
来调节输出 DC 电压，实现自然功率因数校正。外部开
关的最大导通时间可编程设定，以确保 AC 欠压期间的
安全运行。内置创新的多向量误差放大器，以提供快速
瞬态响应和精确的输出电压箝位。如果输出反馈环路断
开，则内置电路会禁用控制器。启动电流低于 20 μA，
工作电流已降至 6 mA 以下。电源电压最高可达 25 V，
最大限度地提高应用灵活性。
受控导通时间 PWM
零电流检测
逐周期限流
前沿消隐取代 RC 滤波
低启动电流：10 µA（典型值）
低工作电流：4.5 mA（典型值）
反馈开环保护
可编程最大导通时间 (MOT)
输出过压箝位保护
箝位栅极驱动输出电压 16.5 V
应用
.
.
.
.
电灯镇流器
AC-DC 开关电源转换器
开架式电源和电源适配器
反激式电源转换器，带 ZCS/ZVS
订购信息
器件编号
FAN6961SZ
FAN6961DZ
FAN6961SY
注：
工作温度范围
-40°C 至 +125°C
-40°C 至 +125°C
-40°C 至 +125°C
封装
8-引脚小尺寸封装 (SOP)(1)
8 引脚双列直插封装 (DIP)
8-引脚小尺寸封装 (SOP)(1)
包装方法
卷带和卷盘
塑料管
卷带和卷盘
1. SZ & SY封装标记表示符合绿色标准, 请访问https://www.fairchildsemi.com/products/power-management/power-
factor-correction/critical-bounary-conduction-mode-crcm/FAN6961.html.有关更多信息.
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应用框图
FAN6961
图 1.
典型应用
框图
图 2.
功能框图
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2
标识信息
F- 飞兆标志
Z- 工厂编码
X- 年份编码
Y- 星期编码
TT：晶圆编码
T：封装类型 (S=SOP, D=DIP)
FAN6961
TPM
P：Z：无铅
Y：绿色复合材料
M：制造流程编码
图 3.
标识信息
引脚配置
VCC
GATE
GND
ZCD
8
7
6
5
1
2
3
4
INV
COMP MOT
CS
图 4. DIP 和 SOP 引脚配置（顶视图）
引脚定义
引脚号
名称
INV
说明
误差放大器的反相输入。INV 通过分压电阻连接至转换器输出。该引脚还用于过压箝位和开环反
馈保护。
1
2
3
COMP 误差放大器的输出。为了创建精确的箝位保护，建议在该引脚与 GND 之间建立补偿电路。
最大导通时间。MOT 至 GND 之间的电阻用于确定外部功率 MOSFET 的最大导通时间。转换器
的最大输出功率是最大导通时间的函数。
MOT
电流检测。过流保护比较器输入。当检测电阻两端的检测电压达到内部阀值 (0.8 V) 时，开关关
闭，以激活逐周期限流。
4
5
CS
零电流检测。该引脚通过电阻连接至辅助绕组，以检测开关电流过零。当检测到过零时，开始一
个新的开关周期。如果该引脚连接至 GND，器件被禁用。
ZCD
6
7
8
GND
栅极
VCC
接地。功率地和信号地。推荐在 VCC 和 GND 之间放置一个 0.1 µF 的去耦电容。
驱动器输出。驱动外部功率 MOSFET 的图腾柱驱动器输出 箝位栅极输出电压为 16.5 V。
电源。驱动器和控制电路电源电压。
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3
绝对最大额定值
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的情况下，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。测得的所有电压，除差模电压之外，都参照 GND 引脚。
符号
VVCC
VHIGH
VLOW
VZCD
参数
最小值
最大值
30
单位
V
电源电压（DC）
栅极驱动器
-0.3
-0.3
-0.3
30.0
7.0
V
其它（INV、COMP、MOT、CS）
ZCD 引脚上的输入电压
V
12.0
400
V
SOP
DIP
PD
TJ
功耗
mW
C
800
工作结温
-40
-65
+125
150
SOP
DIP
θJA
TSTG
TL
热阻（结到空气）
存储温度范围
C/W
C
113
+150
+230
+260
2.5
SOP
DIP
引脚温度（波峰焊接或 IR，10 秒）
C
人体模型：JESD22-A114
KV
V
ESD
元件充电模型：JESD22-A115
200
推荐工作条件
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
参数
最小值
典型值
最大值
单位
TA
工作环境温度
-40
+125
C
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4
电气特性
VDD=12V, TJ=-40°C~125°C，除非另有说明。流入器件的电流定义为正，流出器件的电流定义为负。
符号
参数
工作条件
最小值 典型值 最大值 单位
VCC 部分
VCC-OP 连续工作电压
VCC-ON 导通阈值电压
24.5
13.5
10.5
20
V
V
11.5
8.5
12.5
9.5
10
VCC-OFF 关断阈值电压
V
ICC-ST
ICC-OP
启动电流
VCC=VCC-ON – 0.16 V
µA
VCC=12 V, VCS=0 V,
CL=3 nF, fSW=60 KHz
工作电源电流
4.5
6
mA
VCC-OVP
V
DD 过压保护水平
DD 过压保护延迟
26.8
27.8
30
28.8
V
tD-VCCOVP
V
µs
误差放大器部分
VREF
Gm
参考电压
跨导
2.475 2.500 2.525
125
V
μmho
V
VINVH
VINVL
箝位高电平反馈电压
箝位低电平反馈电压
2.65
2.30
2.70
2.25
4.8
V
VOUT HIGH 输出高电平
V
VOZ
零占空比输出电压
1.15
2.70
0.40
10
1.25
2.75
0.45
20
1.35
2.80
0.50
V
VINV-OVP INV 输入的过压保护
VINV-UVP INV 输入的欠压保护
V
V
VINV=2.35 V, VCOMP=1.5 V
VINV=1.5 V,
源电流
ICOMP
550
10
800
20
μA
灌电流
VINV=2.65 V, VCOMP=5 V
电流检测部分
VPK
tPD
峰值电流逐周期限制阀值电压
0.77
0.82
0.87
V
传播延时
200
ns
RMOT=24 kΩ, VCOMP=5 V
400
270
500
350
tLEB
前沿消隐时间
ns
RMOT=24 kΩ,
VCOMP=VOZ+50 mV
栅极部分
VZ-OUT 最大输出电压（箝位）
VCC=25 V
14.5
8
16.0
17.5
1.4
V
V
V
VOL
VOH
输出低电平
输出高电平
VCC=15 V, IO=100 mA
VCC=14 V, IO=100 mA
VCC=12 V, CL=3 nF,
20~80%
tR
tF
上升时间
下降时间
80
40
ns
ns
VCC=12 V, CL=3 nF,
80~20%
接下页
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5
电气特性
除非另有说明，VCC=15 V 且 TJ= -40°C 至 150°C。电流流入器件定义为正向，且流出器件为负向。
符号
参数
工作条件
最小值 典型值 最大值 单位
零电流检测部分
VZCD
上升沿电压输入阀值
阈值滞回电压
VZCD 升高
1.9
2.1
2.3
12
V
V
HYS of
VZCD
VZCD 降低
0.35
VZCD-HIGH 箝位电压上限
VZCD-LOW 箝位电压下限
IZCD=3 mA
V
V
IZCD=-1.5 mA
0.3
100
300
VCOMP=5 V，
fSW=60 KHz
tDEAD
最大延时，ZCD 至输出导通
400
700
ns
tRESTART 重启时间
tINHIB 禁止时间（最大开关频率限制）
VDIS 禁用阈值电压
ZCD 关断输出
RMOT=24 kΩ
500
2.8
μs
μs
130
800
200
250
mV
RMOT=24 kΩ，
VZCD=100 mV
tZCD-DIS 禁用功能延迟时间
μs
最大导通时间部分
VMOT
最大导通时间电压
1.25
1.30
25
1.35
V
RMOT=24 kΩ,
VCS=0 V, VCOMP=5 V
tON-MAX 最大导通时间编程（基于电阻）
μs
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6
典型性能特征
2.525
2.515
2.505
2.495
2.485
3.0
2.4
1.8
1.2
0.6
0.0
2.475
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
Temperature (℃)
Temperature (℃)
图 5.
VREF 与 TA 的关系
图 6.
ICC-OP 与的关系 TA
24.60
24.52
24.44
24.36
24.28
14.0
13.4
12.8
12.2
11.6
11.0
24.20
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
Temperature (℃)
Temperature (℃)
图 7.
t
ON-MAX 与的关系 TA
图 8.
Vth-ON 与的关系 TA
10.5
10.1
9.7
16.0
13.6
11.2
8.8
9.3
8.9
6.4
8.5
4.0
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
Temperature (℃)
th-OFF 与 TA 的关系
Temperature (℃)
图 9.
V
图 10.
ICC-ST 与的关系 TA
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7
典型性能特征（续）
1.350
1.330
1.310
1.290
1.270
1.250
18.0
17.4
16.8
16.2
15.6
15.0
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
Temperature (℃)
MOT 与的关系 TA
Temperature (℃)
图 11.
V
图 12.
VZ-OUT 与的关系 TA
0.87
0.85
0.83
0.81
0.79
0.77
-40 -25 -10
5
20 35 50 65 80 95 110 125
Temperature (℃)
图 13.
VPK 与 TA 的关系
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8
功能说明
误差放大器
前沿消隐 (LEB)
当功率 MOSFET 导通时，CS 引脚上出现导通尖峰。在
每个开关脉冲开始时，限流比较器被禁用约 400 ns，以
避免误触发保护。栅极驱动输出在消隐时段不能被关
断。不需要传统的 RC 滤波，因此能够最小化限流保护
的传播延时。
误差放大器的反相输入以 INV 作为基准。误差放大器的
输出以 COMP 作为基准。同相输入内部连接到固定的
2.5 V ±2% 电压。误差放大器的输出用于确定 PWM 输
出的导通时间并调节输出电压。为了实现较低的输入电
流总谐波失真度，单个交流输入周期内的导通时间变化
应该非常小。内置多向量误差放大器，以提供快速瞬态
响应和精确的输出电压箝位。
欠压锁定 (UVLO)
导通和关断阈值电压在内部固定为12 V/9.5 V。该滞回
特性保证在适当的启动电阻和保持电容下一次性成功启
动。采用 20 µA 的超低启动电流，一个 1 MΩ 的 RIN 就
足以实现低线电压 85 Vrms 的启动。即使在高线电压
(VAC= 265 Vrms) 情况下，RIN上的功耗也低于 0.1 W。
建议在 COMP 和 GND 之间连接一个电容，如 1 µF。
误差放大器是能够以 125 µmho 将电压转换为电流的跨
导放大器。
启动电流
典型的启动电流低于 20 µA。该超低启动电流允许使用
高阻值和低功率启动电阻。例如，推荐将 1 MΩ/0.25 W
的启动电阻和 10 µF/25 V（VCC 保持）的电容用于输入
范围较宽 85-265 VAC 的交流-直流电源适配器。
输出驱动器
凭借低导通电阻和高电流驱动能力，输出驱动器能够驱
动大于 3000 pF 的外部容性负载。避免交叠导通的出现
最大限度地降低热损、增加效率并提高了可靠性。该输
出驱动器由 16.5 V 的齐纳二极管进行内部箝位。
工作电流
工作电流通常为 4.5 mA。较低的工作电流有助于提高效
率、减小所需 VCC 电容容量。
零电流检测 (ZCD)
电感的零电流检测通过辅助绕组实现。当电感中存储的
能量完全释放到输出时，ZCD 电压下降并在触发 ZCD
后启动一个新的开关周期。功率 MOSFET 总是以零电
感电流导通，以便最小化导通损耗和噪声。转换器以临
界模式工作，并且峰值电感电流总是平均电流的两倍。
以低带宽和导通时间调制实现自然功率因数校正功能。
内置有固有的最大关断时间，以确保正确的启动运行。
该 ZCD 引脚可用作同步输入。
最大导通时间运行
给定固定电感值和最大输出功率情况下，导通时间和线
电压之间的关系是：
2 L Po
ton
(1)
2
Vrms
如果线电压过低或电感值过高，tON 会过长。为了避免超
低工作频率并实现欠压保护，tON 通过 MOT 和 GND 之
间连接的电阻 RI 实现控制导通时间。24 kΩ 的电阻 RI
对应 25 µs 的最大导通时间：
抗噪性
电流检测或控制信号噪声可能导致明显的脉宽抖动，尤
其是在临界模式下。斜坡补偿和内置保护延迟电路可以
缓解该问题。因为 FL6961 有单个接地引脚，较高的输
出灌电流不能从单独路径返回。应该遵循良好的高频或
RF 布局实践。避免长 PCB 引线和元件引线，将补偿和
滤波元件放置在 FL6961 附近，以及增加功率 MOSFET
栅极电阻都能提高性能。
25
ton(max) RI (k)
s
(2)
24
最大导通时间范围是 10 ~ 50 µs。
峰值电流限流
开关电流由一个电阻检测。信号馈入 CS 引脚和比较器
的一个输入端子。若 CS 引脚为高电压，开关周期将立
即终止，并实现逐周期限流。设计的保护点阀值为
0.82 V。
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9
参考电流
图 14. 参考电流
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10
0.400 10.160
0.355 9.017
[
]
8
5
PIN 1 INDICATOR
0.280 7.112
0.240
[
6.096
]
1
4
HALF LEAD STYLE 4X
0.031 [0.786] MIN
FULL LEAD STYLE 4X
0.010 [0.252] MIN
0.325 8.263
0.300 7.628
[
]
0.195 4.965
MAX 0.210 [5.334]
0.115
[
2.933
]
SEATING PLANE
0.150 3.811
0.115
[
2.922
]
C
MIN 0.015 [0.381]
0.100 [2.540]
0.300 [7.618]
4X
(0.031 [0.786])
0.430 [10.922]
MAX
0.022 0.562
0.014
[
0.358
]
C
4X FOR 1/2 LEAD STYLE
0.070 1.778
0.045
[
1.143
]
0.10
8X FOR FULL LEAD STYLE
NOTES:
A) THIS PACKAGE CONFORMS TO JEDEC MS-001 VARIATION BA WHICH DEFINES
2 VERSIONS OF THE PACKAGE TERMINAL STYLE WHICH ARE SHOWN HERE.
B) CONTROLING DIMS ARE IN INCHES
C) DIMENSIONS ARE EXCLUSIVE OF BURRS, MOLD FLASH, AND TIE BAR EXTRUSIONS.
D) DIMENSIONS AND TOLERANCES PER ASME Y14.5M-2009
E) DRAWING FILENAME AND REVSION: MKT-N08MREV2.
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PUBLICATION ORDERING INFORMATION
LITERATURE FULFILLMENT:
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
ON Semiconductor Website: www.onsemi.com
Order Literature: http://www.onsemi.com/orderlit
Literature Distribution Center for ON Semiconductor
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Phone: 303−675−2175 or 800−344−3860 Toll Free USA/Canada
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