FL103M [ONSEMI]
LED 照明用原边反馈（PSR） PWM 控制器;
| 型号： | FL103M |
| 厂家： | 
ONSEMI |
| 描述： | LED 照明用原边反馈（PSR） PWM 控制器 控制器 |
| 文件： | 总15页 (文件大小：734K) |
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FL103
LED 照明用
原边反馈（PSR） PWM 控制器
特性
说明
. 低待机功率： < 30 mW
这种第三代原边反馈(PSR)和高度集成的PWM控制器提供了
各种增强LED照明性能的功能。
. 高压启动
专有拓扑结构TRUECURRENT®能够为 LED 照明应用提供精
确的恒流调节和简化电路。与常规设计或线性变压器相比
，其具有低成本和更小型化的LED照明。
. 极少的外部元件数量
. 恒压(CV)和恒流(CC)控制（不带次级反馈电路）
. 绿色模式： 线性降低PWM频率
为了尽量降低待机功耗，专有绿色模式功能提供了关断时
间调制，可在轻负载条件下线性降低PWM频率。绿色模式
有助于电源达到节电要求。
. 50 kHz 和 33 kHz 的固定 PWM 频率（采用抖频来解
决电磁干扰问题）
. 恒压模式下的峰值电流模式控制
. 逐周期限流
通过使用FL103，可以用极少的外部元件和最低的成本来
实现LED照明。
. VDD过压保护 (OVP)
. VDD欠压锁定 (UVLO)
. 可调欠压检测器
. 栅极输出最大电压箝位在 15 V
. 热关闭保护（TSD）
. 采用8引脚SOIC封装
图1. 8 引 脚 SOIC
. 应用电压范围： 80 VAC ~ 308 VAC
应用
. LED照明
. 电池充电器适用于移动电话、无线电话、PDA、数码
相机、电动工具
订购信息
工作
温度范围
器件编号
顶标
封装
包装方法
FL103M
-40°C至+125°C
FL103
8 引脚小尺寸封装 (SOIC-8)
卷带和卷盘
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应用框图
CSN2
RSN2
T1
DBridge
LEDs
Fuse
DF
CO
CSN
RSN
CDL
DSN
VLINE
RStart
Q1
RGATE
RCS
RSense
8
7
4
6
2
1
3
5
GATE
CS
HV
NC
FL103
DFA
NC
VDD
VS
R1
R2
GND
CVS
CVDD
图2.典型应用
框图
HV
8
VDD
Auto
TSD
+
-
Recovery
Soft
Driver
28V
2
1
G ATE
S
R
Q
M ax. Duty
VDD
3
+
VRESET
-
0.8V
16V
/
7.5V
+
-
OSC
CS
LEB
Peak
...
Detector
EAI
Pattern
X
TS
-
G enerator
2.5V
+
Σ
TDIS
VRESET
Slope
Com pensation
EAV
2.5V
Protection:
OVP (Over-Voltage Protection)
UVLO (Under-Voltage Lockout)
TSD (Thermal Shutdown Protection)
+
-
Sam pling
& Holder
5
VS
6
G ND
图3.内部框图
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2
标识信息
F: 飞兆公司标志
Z: 工厂编码
X: 一位数字年份代码
Y: 一位数字周代码
TT: 两位数字模具运行代码
T: 封装类型 (M=SOP)
P: Y = 绿色封装
ZXYTT
FL103
TPM
M: 制造 流程编码
图4.顶标
引脚布局
CS
G ATE
VDD
HV
NC
G ND
VS
NC
图5.引脚布局
引脚定义
引脚号
1
名称
说明
电流检测。该引脚连接电流检测电阻以检测 MOSFET 电流，实现恒压模式下的峰值电流模式
CS
控制，该引脚还提供恒流模式下的输出电流调节。
PWM 信号输出。此引脚采用内部图腾柱输出驱动器，用于驱动功率 MOSFET。该引脚内部箝
位到低于 15 V。
2
3
栅极
电源。集成电路工作电流和 MOSFET 驱动电流通过此引脚提供。该引脚连接至外部 VDD电
容，典型值为 10 µF。启动和关断的阈值电压分别为 16 V 和 7.5 V。工作电流低于 5
mA。
VDD
4
5
6
7
NC
VS
未连接。该引脚连接至 GND 或无连接。不连接任何电压源。
电压检测。该引脚根据辅助绕组电压检测输出电压信息和放电时间。
GND
NC
接地
未连接
高压。该引脚连接至直流支撑电容，实现高压启动。该引脚连接至典型值为 100 kΩ 的外部
启动电阻。
8
HV
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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，过度暴露在高于推荐的工作条件下，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
VHV
VVDD
VVS
VCS
PD
HV引脚输入电压
直流电源电压(1)
VS 引脚输入电压
CS 引脚输入电压
功率耗散(TA < 50°C)
热阻（结到空气）
热阻（结到外壳）
结温
500
30
V
V
-0.3
-0.3
7.0
7.0
660
+150
39
V
V
mW
θJA
θJC
TJ
°C/W
°C/W
°C
°C
°C
-40
-55
+150
+150
+260
TSTG
TL
存储温度范围
引脚温度（波峰焊接或 IR，10 秒）
人体放电模式（HV 引脚除外），
JEDEC-JESD22_A114
4.50
1.25
ESD(2)
静电放电能力
kV
组件充电模式（HV 引脚除外），JEDEC-
ESD22_C101
注：
1. 测得的所有电压，除差模电压之外，都参照GND引脚。
2. 全部引脚： HBM =1500 V, CDM =750 V.
推荐工作条件
推荐的操作条件表定义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
VDD
参数
最小值 典型值 最大值 单位
连续工作电压
工作环境温度
25
V
TA
-40
+125
°C
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4
电气特性
除非另有说明，VDD = 15 V 且 TA = 25°C。
符号
参数
工作条件
最小 典型 最大 单位
值
值
值
VDD部分
VDD-ON
VDD-OFF
IDD-OP
导通阈值电压
关断阈值电压
工作电流
15
16
7.5
3.2
0.95
28
17
8.0
5.0
1.20
29
V
V
7.0
mA
mA
V
IDD-GREEN
VDD-OVP
tD-VDDOVP
绿色模式工作电源电流
VDD过压保护值
27
90
VDDOVP 延迟时间
200
350
µs
高压 (HV) 部分
VHV-MIN HV 引脚的最小启动电压
IHV
50
V
引脚 HV 可补充的电源电流
VDL=100 V
1.5
2.0
0.5
5.0
mA
HV=500 V,
VDD=VDD-OFF +1 V
IHV-LC
启动后漏电流
3.0
µA
振荡器部分
中心频率
正常频率
抖频范围
47
50
53
> VO * 0.5
< VO * 0.5
±1.5 ±2.0 ±2.5
fOSC
kHz
中心频率
保护频率(3)
抖频范围
33
±1.3
VF-JUM-53
VF-JUM-35
fOSC-N-MIN
fOSC-CM-MIN
fDV
50 kHz 33 kHz, VS
33 kHz 50 kHz, VS
1.05
1.28
300
7
1.25
1.50
450
12
1.55
1.75
600
17
V
V
跳频点
空载时的最小频率
Hz
kHz
%
CCM 模式下的最小频率
频率变化与 VDD偏差的关系
频率变化与温度偏差的关系
1
2
VDD=10 V to 25 V
fDT
TA= -40°C 至 +105°C
15
%
电压检测 (VS) 部分
VR
VN
误差放大器的参考电压
2.475 2.500 2.525
V
V
绿色模式开启EAV 上的电压
绿色模式结束EAV (3)上的电压
VCOMV控制的自适应偏置电压
IC 偏置电流
fOSC=2 kHz
fOSC=1 kHz
RVS=20 kΩ
2.5
0.5
1.4
VG
V
VBIAS-COMV
Itc
V
7.3
10.0
175
12.7
µA
µA
µA
µA
IVS-BO
IVS-MIN
IVS-MAX
欠压检测电流(3)
最小 VS 电流(3)
90 VAC，重载
264 VAC，空载
fOSC=50 kHz
227
最大 VS 电流(3)
721
正常运行(3)
最小放电时间
保护区
0.65
2.6
tDIS_MIN
µs
fOSC=33 kHz
2.0
4.0
接下页
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电气特性 (续)
除非另有说明，VDD = 15 V 且 TA = 25°C。
符号
参数
工作条件
最小 典型 最大 单位
值
值
值
电流检测 (CS) 部分
tPD
tMIN-N
VTH
GATE 输出传播延迟
90
200
1150
0.85
ns
ns
V
空载时的最小导通时间
限流的阈值电压
VCOMR=1 V
800
975
0.75
0.80
0.25
VTL
VS 引脚阀值电压低于 0.5V
V
栅极部分
DCYMAX
最大占空比
输出低电平
60
5
75
85
%
V
VDD= 20V，
栅极灌电流为 10mA
VOL
VOH
1.5
VDD= 8V，
栅极源电流为 1mA
输出高电平
V
tr
tf
上升时间
CL=1 nF
CL=1 nF
VDD=25 V
200
60
250
100
18
ns
ns
V
下降时间
VCLAMP
输出箝位电压
15
热关断（TSD）部分
TSD
热关断温度(3)
热关断滞回(3)
+140
°C
°C
TSDHYS
+15
注：
3. 该参数由设计保证；未经 100% 产品测试。
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6
典型性能特征
17.0
16.6
16.2
15.8
15.4
8.0
7.8
7.6
7.4
7.2
7.0
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
110 125
110 125
Temperature [℃]
Temperature [℃]
图6.VDD-ON与温度的关系
图7.VDD-OFF与温度的关系
5
4
3
2
1
56
54
52
50
48
46
44
0
-40 -25 -10
5
20
35
50
65
80
95
110 125
-40 -25 -10
5
20
35
50
65
80
95
Temperature [℃]
Temperature [℃]
图8.IDD-OP与温度的关系
图9.fOSC与温度的关系
2.525
2.515
2.505
2.495
2.485
1.20
1.12
1.04
0.96
0.88
0.80
2.475
-40 -25 -10
5
20
35
50
65
80
95
110 125
-40 -25 -10
5
20
35
50
65
80
95
Temperature [℃]
Temperature [℃]
图10.
VR与温度的关系
图11.
IDD-GREEN与温度的关系
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7
典型性能特征（续）
450
420
390
360
330
300
16
15
14
13
12
11
10
-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12.
fOSC-N-MIN与温度的关系
图13.
fOSC-CM-MIN与温度的关系
3.5
2.8
2.1
1.4
0.7
0.0
1150
1100
1050
1000
950
900
850
800
-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14.
IHV与温度的关系
图15.
tMIN-N与温度的关系
12.0
11.2
10.4
9.6
18.0
17.2
16.4
15.6
14.8
14.0
8.8
8.0
-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 [℃]
Temperature [℃]
图16.
Itc与温度的关系
图17.
VCLAMP与温度的关系
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8
典型性能特征（续）
1.45
1.37
1.29
1.21
1.13
1.05
1.70
1.62
1.54
1.46
1.38
1.30
-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18.
VF-JUM与温度的关系
图19.
VF-JUM-HYS与温度的关系
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9
功能说明
CSN2
IF
RSN2
T1
NP NS
DBridge
LEDs
IO
+
OVO
-
Fuse
DF
VF
C
+
VDL
-
CSN
-
+
RSN
Lm
ZD
CDL
DSN
VLINE
RZD
IStart
RStart
Q1
RGATE
IDS
RCS
+
VCS
-
RSense
8
7
4
6
2
1
3
5
GATE
CS
HV
NC
FL103
DFA
NA
NC
VDD
VS
+
-
VFA
+
VA
-
R1
GND
R2
CVS
CVDD
图20.
LED 照明用 PSR 反激式转换器基本电路
图20显示原边反馈反激式转换器的基本电路图，图21显
示典型波形。一般而言，原边反馈更适合在不连续导通
模式 (DCM) 下工作，因为它可实现更佳的输出调节。
DCM 反激式转换器的工作原理如下所示：
第一阶段
在 MOSFET 导通期间 (tON)，输入电压 (VDC) 加在初级端
电感 (Lm) 两端。随后，MOSFET 电流 (IDS) 由零至峰值
(IPK) 线性上升。在此期间，从输入电源获取能量，并存
储在电感中。
Stage III Stage I
Stage I
IPK
IDS
第二阶段
当 MOSFET (Q1) 关断时，存储在电感中的能量迫使整流
二极管 (DF) 导通。当二极管导通时，输出电压 (VO) 以
及二极管正向压降 (VF) 施加到次级端电感两端，二极管
电流 (IF) 由峰值 (IPK NP/NS) 至零线性下降。电感电
流放电时间 (tDIS) 结束时，存储在电感中的所有能量都
已被传输至输出。
N
P
N
S
IF
IO = IF_AVG
第三阶段
当二极管电流达到零时，变压器辅助绕组电压 (VA) 开始
因初级端电感 (Lm) 与 MOSFET (Q1) 等效电容之间的谐
振而振荡。
N A
VF
N S
恒压调节
VA
在电感电流放电期间 (tDIS)，输出电压 (VO) 和二极管正
向压降 (VF) 之和反射到辅助绕组端，为 (VO+VF) NA/NS
。由于二极管正向压降 (VF) 随着电流的减小而减小，辅
助绕组电压 (VA) 在二极管导通时间 (tDIS) 结束时最能准
确反映输出电压(VO)，此时二极管电流 (IF) 减小至零。
通过在二极管导通时间 (tDIS) 结束时对绕组电压进行采
样，可以获得输出电压 (VO) 信息。用于输出电压调节
(EAV) 的内部误差放大器将采样得到的电压与内部精确参
考值进行比较，生成误差电压 (VCOMV)，该值可确定
MOSFET (Q1) 在恒压模式下的占空比。
tON
图21.
DCM 反激式转换器的波形
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10
恒流调节
抖频
输出电流 (IO) 可以通过峰值漏极电流 (IPK) 和电感电流
放电时间 (tDIS) 来计算，这是因为稳定状态时输出电流
(IO) 与二极管电流 (IF_AVG) 的平均值相等。输出电流估计
量（IO估计量）通过峰值检测电路确定漏极电流的峰值，
并通过电感放电时间 (tDIS) 和开关周期 (tS) 来计算输出
电流 (IO)。该输出信息同精确的内部参考相比较从而产
生一个误差电压 (VCOMI)，它可以确定恒流模式中 MOSFET
(Q1) 的占空比。凭借飞兆公司的创新技术TRUECURRENT®
，恒流输出可以实现精确控制。
EMI 的减少可通过抖频实现，它将能量分布在比 EMI 测
试设备测得的带宽还要宽的频率范围内。FL103 具有内部
抖频电路，能够在 47 kHz 和 53 kHz 之间改变开关频率
。
高压启动
图23显示启动框图。HV 引脚连接至线路输入或直流支撑
电容 (CDC)。启动期间，内部启动电路被启用。同时，线
路输入提供电流 (IStart)，为 VDD电容 (CVDD)充电。当 VDD
电压达到 VDD-ON (16 V) 且 VDC足够高以避免欠压时，内部
启动电路被禁用，阻止 IStart流入 HV 引脚。一旦 IC 启
动，CVDD是 PWM 开始开关前唯一提供 IC 消耗电流的能源
。因此，CVDD必须足够大，以在能量从辅助绕组输入之前
阻止 VDD-OFF (7.5 V)。为了避免输入电源浪涌，在 CDC和
HV 之间连接 RStart，推荐值为 100 kΩ。
电压和电流误差放大器
在两个误差电压 VCOMV和 VCOMI中，较小的电压确定占空比。
因此，在恒压控制模式中，VCOMV确定占空比，而 VCOMI饱和
至高电平。在恒流控制模式期间，VCOMI确定占空比，而
VCOMV饱和至高电平。
Aux. Winding
IStart
工作电流
HV
Brown-Out: ‘H’
Brown-In: ‘L’
1
VLINE
SW1
+
VDL
-
Brown-Out
Detector
VS
工作电流通常为 3.2 mA。工作电流较低时，会提高效率
，并且减少对 VDD电容 (CVDD)要求。FL103 进入绿色模式
后，工作电流下降至 0.95 mA，有助于电源满足节能要求
。
4
CDL
DVDD
VDD
SW2
VA
3
Internal Bias
CVDD
+
-
SW3
16V
绿色模式运行
7.5V
Reset
Normal Operation: ‘H’
SW4
FL103 将电压调节误差放大器输出 (VCOMV) 用作输出负载
指示器，并调节 PWM 频率，如图22所示。开关频率随着
负载的减少而减小。在重载条件下，开关频率固定为 50
kHz。一旦 VCOMV降至 2.5 V 以下，PWM 频率就会从 50
kHz 线性下降。FL103 进入绿色模式时，PWM 频率会降至
最小频率 370 kHz，从而实现节能，有助于满足国际节能
要求。
OSC Disable: ‘L’
图23.
启动框图
保护
FL103 具有几个自我保护功能，过压保护、热关断保护、
欠压保护和逐脉冲限流。
VDD欠压锁定 (UVLO)
内部导通和关断阈值分别固定为 16 V 和 7.5 V。在启动
期间，VDD电容(CVDD) 必须被充电至 16 V。VDD电容(CVDD)继
续提供 VDD直至主变压器的辅助绕组能提供能量。在启动
过程中，VDD不能低于 7.5 V。在启动过程中，UVLO 滞回
窗口确保 VDD电容(CVDD)足够为 VDD供电。
fS
50kHz
Green
Load
(PFM)
Light & Middle
Load
(PFM + PWM)
Heavy
Load
(PWM)
33kHz
370Hz
VDD过压保护 (OVP)
OVP 功能防止过压状况下的损害。如果在开环反馈状况下
VDD电压超过 28 V，则触发 OVP 功能并且禁用 PWM 开关
。OVP 设置有保护延迟时间（典型值 200 µs），防止开
关噪声引起误触发。
VCOMV
0.5V
2.5V
图22.
随输出负载变化的开关频率
热关断保护 (TSD)
当结温超过 140°C 时，内置温度检测电路会关断 PWM
输出。有 15°C 的滞回。
内置前沿消隐时间。不必使用传统的 RC 滤波。在消隐时
间内，限流比较器被禁用并且不能关断栅极驱动器。
逐脉冲限流
当 MOSFET (Q1) 电流检测电阻 (RSense) 两端的电流检测
电压 (VCS) 超过内部阀值 0.8 V 时，在本次剩下的开关
周期中 MOSFET (Q1) 被关断。在正常运行中，逐脉冲限
流不会触发，因为峰值电流由控制环路限制。
栅极输出
FL103 输出级为快速图腾柱栅极驱动器。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 15 V 的齐纳二极管箝位，防止功率
MOSFET 晶体管遭受不想要的过压栅极信号。
前沿消隐（LEB）
每次功率 MOSFET (Q1) 导通时，感测电阻 (RSense) 上都
会出现一个导通尖峰信号。为了避免过早终止开关脉冲，
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内置斜率补偿
电流检测电阻两端的检测电压用于电流模式控制和逐脉冲
限流。内部斜率补偿能够提高稳定性，并阻止因峰值电流
模式控制产生的谐波振荡。FL103 具有内置于每个开关周
期中的同步的，正斜率斜坡。
抗噪性
电流检测或控制信号产生的噪声可能导致明显的脉宽抖动
，尤其是在连续导通模式下。尽管斜坡补偿有助于缓解这
些问题，但仍应该特别谨慎小心。应该遵循良好的布置和
布局实践。建议避免长 PCB 引线和元件引线，将补偿和
滤波元件放置在 FL103 附近，并且增加功率 MOSFET 栅
极电阻。
工作区
图24显示工作区。FL103 在恒流模式下具有两个开关频率
(fS)。一个是 50 kHz。这种情况下，FL103 可以以最佳
状态运行，提供 LED 照明。输出电压范围介于正常输出
电压 (VON) 和 50% 的正常输出电压 (VON) 之间。另一个
是 33 kHz。当输出电压由于负载增加和 LED 数量减少而
降低时，输出电压 (VO) 降低至正常电压 (VON) 的 50%
以下。那时，VDD跌至欠压锁定保护值附近，并触发保护功
能。为了避免 33 kHz 的频率，VON应该设计有足够的余量
。
VO
Constant Voltage
Operation
N
VO
A
Constant Current
Operation
fS = 50kHz
fS = 33kHz
N
0.5*VO
B
C
UVLO
Protection
IO
O
图24.
工 作 区
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12
物理尺寸
5.00
4.80
A
0.65
3.81
8
5
B
1.75
6.20
5.80
4.00
3.80
5.60
1
4
PIN ONE
INDICATOR
1.27
1.27
(0.33)
M
0.25
C B A
LAND PATTERN RECOMMENDATION
SEE DETAIL A
0.25
0.10
0.25
0.19
C
1.75 MAX
0.10
C
0.51
0.33
OPTION A - BEVEL EDGE
0.50
0.25
x 45°
R0.10
R0.10
GAGE PLANE
OPTION B - NO BEVEL EDGE
0.36
NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED
8°
0°
0.90
A) THIS PACKAGE CONFORMS TO JEDEC
MS-012, VARIATION AA, ISSUE C,
B) ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS.
C) DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD
FLASH OR BURRS.
SEATING PLANE
(1.04)
0.406
D) LANDPATTERN STANDARD: SOIC127P600X175-8M.
E) DRAWING FILENAME: M08AREV13
DETAIL A
SCALE: 2:1
图25.
8 引脚小尺寸封装 (SOIC-8)
封装图纸是作为一项服务而提供给考虑选用飞兆半导体产品的客户。具体参数可能会有变化，且不会做出相应通知。请注意图纸上的
版本和/或日期，并联系飞兆半导体代表核实或获得最新版本。封装规格并不扩大飞兆公司全球范围内的条款与条件，尤其是其中涉及飞
兆公司产品的保修。
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13
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