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2013年6月

FL6300A

用于照明的准谐振电流模式PWM控制器

说明

特性

FL6300A照明功率控制器包含一个高度集成的PWM控制器，

提供几种功能以增强中到高功率流明应用中反激式转换器

的性能。

. 高压启动

. 准谐振工作模式

. 逐周期限流

FL6300A 应用于最大工作频率限制低于 100 kHz 的准谐

振反激式转换器。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V_DD电压超过导通阈值

电压，HV启动功能就会立即禁止以降低功耗。内部谷底电

压检测器确保电源系统在较宽的线路电压范围和负载条件

下都以准谐振状态运行，并最大限度地降低功率MOSFET漏

极上的开关电压以减少开关损耗。

. 峰值电流模式控制

. 前沿消隐（LEB）

. 内部最小 t_OFF

. 内部软启动 5 ms

. 过功率补偿

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，并通过延伸的谷底电压开关以最大限度地减少开关脉

冲。工作频率由最小 t_OFF时间限制，为 38 µs 至 8 µs。

. 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）

. V_DD引脚和输出电压（DET 引脚）OVP锁定保护

. 工作频率低于 100 kHz

FL6300A可提供多种保护功能。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。当 V_DD降低到关断阈值电压以下时，该控制器会

终止 PWM 输出。栅极输出被箝制在 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t_OFF时

间限制则能够防止系统频率过高。当 DET 触发过压保护

(OVP) 或触发内部过温保护 (OTP) 时，电源系统进入锁

定模式，直至移除交流电源。

应用

. 通用LED照明

. 工业、商业及住宅装置

. 户外照明：街道、车道、停车场、建筑及装饰品LED照

明装置

订购信息

工作温度范围

器件编号

封装

包装方法

FL6300AMY

-40°C至+125°C

8-引脚式小尺寸封装(SOP)

卷带和卷盘

• Rev. 1.0.2`

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FL6300A

应用框图

FL6300A

1

2

3

4

DET

HV

8

7

6

5

V_ac

C_F1

C_F2

C_HF

FB

NC

CS

VDD

GATE

GND

图 1.

反激转换器的典型应用电路

内部框图

HV

V_DD

6

8

I_HV

INTERNAL

BIAS

OVP

TWO STEPS

TIMER

52ms

FB OLP

Latched

UVLO

16V/10V/8V

4.2V

27V

V_REF

STARTER

V_DD

2.1ms 30µs

2R

SOFT-START

5ms

FB

2

3

1R

S

R

18V

Q

5

GATE

PWM

Current Limit

LEB

CS

OVER-POWER

COMPENSATION

I_DET

DET OVP

0.3V

V_DET

VALLEY

DETECTOR

t_{OFF_MIN}

t_{OFF_OUT}

7

4

NC

V_DET

2.5V

t_{OFF_MIN}

BLANKING

S/H

Latched

INTERNAL

OTP

Latched

GND

DET

1

0.3V

I_DET

5V

图 2.

功能框图

标识信息

: 飞兆 LOGO

Z: 工厂编码

X: 年份编码

Y: 周编码

ZXYTT

FL6300A

TT: 晶圆编码

TPM

T: 封装类型 (M = SOP)

P: Y= 绿色封装

M

:

制造流程

编码

图 3.

标识框图

FL6300A Rev. 1.0.2

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•

2

引脚布局

HV

NC

DET

1

2

3

4

8

7

6

5

FB

CS

V_DD

GND

GATE

图 4. 引脚配置

引脚说明

引脚

号

名称

说明

由于以下原因，该引脚可通过分流电阻连接至变压器的辅助绕组：

-

当次级开关电流跌落到零后，可产生零电流感测（ZCD）信号。

-

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。

1

DET

-

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2.5V参考电压构成。分压比可确定输出电压如何关闭

栅极，作为光耦和次级并联稳压器使用。

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故障放

大器，则FB引脚可连接至光耦输出。

2

FB

对于初级控制应用，FB可连接至RC网络，接地可进行反馈环路补偿。

该引脚的输入阻抗为 5 k等效电阻。在FB和PWM电路之间连接一个1/3衰减器，用以衰减环路增

益。FL6300A可在FB电压超过阈值电压（约4.2V）55ms以上时采用开环保护（OLP）。

3

4

5

CS

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。

功率地和信号地。建议将 0.1μF 去耦电容连接在 V_DD和 GND 之间。

GND

栅极

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。

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，并且工作电流低于

4.5 mA。

6

V_DD

7

8

NC

HV

未连接

高压启动

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•

3

绝对最大额定值

应力超过绝对最大额定值，可能会损坏设备。在超出推荐的工作条件的情况下，该器件可能无法正常运行或操作，且不

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

仅是额定应力值。

符号

V_VDD

V_HV

V_H

参数

最小值

最大值

30

单位

V

电源电压（DC）

HV

500

V

栅极

-0.3

25.0

7.0

V

V_L

V_FB, V_CS, V_DET

功耗

V

P_D

400

mW

°C

T_J

工作结温

存储温度范围

+150

+270

3.0

T_STG

T_L

-55

引脚温度（焊接，10秒）

人体模型，JEDEC JESD22-A114

ESD

KV

1.5

充电器件模型, JEDEC JESD22-C101

注意：

1. 若压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。

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，以确保设备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

最大值

单位

°C

T_A

操作环境温度

-40

+125

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•

4

电气特性

除非另有说明，则 V_DD=10~25 V, T_A=-40°C~125°C (T_A=T_J)。

符号

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

V_DD部分

V_OP

连续工作电压

导通阈值电压

PWM关断阈值电压

关断阈值电压

25

17

11

9

V

V_DD-ON

15

9

16

10

8

V_DD-PWM-OFF

V_DD-OFF

7

V_DD= V_DD-ON-0.16 V

I_DD-ST

启动电流

工作电流

10

20

µA

mA

栅极开路

V_DD=15 V, f_S=60 kHz,

C_L=2 nF

I_DD-OP

4.5

5.5

3.5

V_DD=15 V, f_S=2 kHz,

C_L=2 nF

I_DD-GREEN

绿色模式工作电源电流（平均）

I_DD-PWM-OFF

V_DD-OVP

t_VDD-OVP

I_DD-LATCH

PWM 关断相位的工作电流

VDD 过压保护 (Latch-Off)

V_DDOVP 反跳时间

V_DD=V_DD-PWM-OFF-0.5 V

70

26

80

27

90

28

µA

V

100

150

42

200

µs

µA

V_DDOVP Latch-Up 保持电流

V_DD=5 V

HV 启动电源电流部分

V_HV-MINHV引脚的最小启动电压

50

V

V_AC=90 V (V_DC=120 V)

V_DD=0 V

I_HV

引脚 HV 可补充的电源电流

1.5

4.0

mA

HV=500 V,

I_HV-LC

启动后漏电流

1

20

µA

V_DD=V_DD-OFF+1 V

反馈输入部分

A_V

Z_FB

输入电压至电流感测衰减

输入阻抗

1/2.75 1/3.00 1/3.25

V/V

KΩ

mA

V

A_V=V_CS/V_FB, 0<V_CS<0.9

3

5

7

I_OZ

偏置电流

FB=V_OZ

1.2

1.0

4.2

52

2.0

1.2

4.5

62

V_OZ

零占空比输入电压

开环保护阈值电压

开环/过载保护的反跳时间

内部软启动时间

0.8

3.9

46

V_FB-OLP

t_D-OLP

t_SS

V

ms

5

接下页……

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FL6300A

•

Rev. 1.0.2

5

电气特性 (续)

除非另有说明，V_DD= 10~25 V、T_A= -40°C ~125°C (T_A= T_J)。

符号

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

DET 引脚 OVP 和波谷检测部分

V_DET-OVP

Av

比较器参考电压

开环增益⁽³⁾

2.45

2.50

60

2.55

V

dB

MHz

V

Bw

增益带宽⁽³⁾

1

V_V-HIGH

输出高电平

输出低电平

4.5

100

V_V-LOW

0.5

200

1

V

t_DET-OVP

I_DET-SOURCE

V_DET-HIGH

V_DET-LOW

t_VALLEY-DELAY

t_OFF-BNK

t_TIME-OUT

输出 OVP (闩锁) 反跳时间

最大电流源

150

µs

mA

V

V_DET=0 V

箝位电压上限

I_DET=-1 mA

I_DET=1 mA

5

箝位电压下限

0.1

0.3

200

4

V

从波谷信号检测到输出导通的延迟时间⁽³⁾

PWM MOS 关断时 DET 的前沿消隐时间⁽³⁾

t_OFF-MIN后超时

ns

µs

9

振荡器部分

t_ON-MAX

最大导通时间

最小关断时间

38

45

8

54

µs

V_FB≧V_N,

t_OFF-MIN

V_FB=V_G

38

V_N

V_G

FB 电平处绿色模式导通的开始

FB 电平处绿色模式关闭的开始

绿色关闭模式 V_FB滞环电压

1.95

1.0

0.05

1.8

25

2.10

1.2

0.10

2.1

30

2.25

1.4

0.20

2.4

45

V

V_FBG

V

V_FB<V_G

ms

µs

t_STARTER

启动计时器（超时计时器）

V_FB>V_FB-OLP

输出部分

V_DD=15 V,

I_O=150 mA

V_OL

输出低电平

输出高电平

1.5

V

V_DD=12 V,

I_O=150 mA

V_OH

7.5

t_R

t_F

上升时间

145

55

200

120

ns

V

下降时间

V_CLAMP

栅极输出箝位电压

16.7

18.0

19.3

接下页

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•

Rev. 1.0.2

6

电气特性 (续)

除非另有说明，V_DD= 10~25 V、T_A= -40°C ~125°C (T_A= T_J)。

符号

电流检测部分

t_PD

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

输出延迟

20

150

0.85

0.415

0.3

200

0.88

0.450

ns

V

I_DET< 74.41 µA

I_DET=550 µA

t_ON=45 µs

0.82

0.380

V_LIMIT

CS 引脚上的过功率补偿电压限制

V_SLOPE

斜率补偿⁽³⁾

V

t_ON=0 µs

0.1

前沿消隐时间(MOS 导通)

t_BNK

525

4.5

625

150

725

5.0

ns

V_CS-H

t_CS-H

V_CSCS 引脚悬空后箝位高电压

CS引脚悬空后的延迟时间

CS引脚悬空

V

µs

内部过温保护部分

T_OTP

内部 OTP 的阈值温度⁽³⁾

内部 OTP 的滞环温度⁽³⁾

+140

+15

°C

T_OTP-HYST

注意：

3. 该参数由设计保证；生产过程中不做测试。

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•

Rev. 1.0.2

7

典型性能特征

图形通常的测量条件为 T_A=25°C.

10.00

9.80

9.60

9.40

9.20

9.00

17.0

16.5

16.0

15.5

15.0

-40℃ -25℃ -10℃ 5℃ 20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃

-40℃ -25℃ -10℃

5℃

20℃

35℃

Temperature(°C)

50℃

65℃

80℃

95℃ 110℃ 125℃

Temperature(^oC)

图 5.

导通阈值电压

图 6.

PWM关断阈值电压

8.1

8.0

7.9

7.8

7.7

7.6

7.5

18

16

14

12

10

8

6

-40℃ -25℃ -10℃

5℃

20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃

Temperature(°C)

-40℃ -25℃ -10℃ 5℃ 20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃

Temperature(^oC)

图 7.

关断阈值电压

图 8.

启动电流

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

4.50

4.20

3.90

3.60

3.30

3.00

-40℃ -25℃ -10℃

5℃

20℃

35℃

50℃

65℃

80℃

95℃ 110℃ 125℃

-40℃ -25℃ -10℃

5℃

20℃

35℃

Temperature(°C)

50℃

65℃

80℃

95℃ 110℃ 125℃

Temperature(°C)

图 9.

工作电流

图 10.

从引脚 HV 可提供电流

0.32

0.40

0.35

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.31

0.30

0.29

0.28

0.27

0.26

0.25

-40℃ -25℃ -10℃ 5℃ 20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃

Temperature(^oC)

Temperature(°C)

图 11.

启动后漏电流

图 12.

箝位电压下限

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•

8

典型性能特征（接上页）

图形通常的测量条件为T_A= 25°C.

8.70

8.40

8.10

7.80

7.50

2.52

2.51

2.50

2.49

2.48

-40℃ -25℃ -10℃ 5℃ 20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃

Temperature(^oC)

Temperature(°C)

图 13.

比较器参考电压

图 14.

最小关断时间 (V_FB> V_N)

42.0

40.0

38.0

36.0

34.0

32.0

2.50

2.40

2.30

2.20

2.10

2.00

1.90

-40℃ -25℃ -10℃ 5℃ 20℃ 35℃ 50℃ 65℃ 80℃ 95℃ 110℃ 125℃

Temperature(°C)

Temperature(^oC)

图 15.

最小关断时间 (V_FB=V_G)

图 16.

启动计时器 (V_FB< V_G)

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•

9

工作说明

The FL6300A PWM控制器集成了许多优秀特征，提高了反

激转换器的性能。内置的波谷电压检测器，确保在较宽电

源电压变化时能够处于准谐振（QR）运行。

绿色模式工作

在轻载条件下，专有的绿色模式通过关断时间调制技术可

以线性地降低开关频率。来自电压反馈环的 V_FB信号被选

为参考。在图 19中，一旦 V_FB低于V_N，t_OFF-MIN随着 V_FB降低

线性增加。只有当 t_OFF-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t_OFF-MIN结束都生效，可以减小

开关频率并扩展波谷电压过渡。然而，在极度轻载条件

下，在t_OFF-MIN结束时，波谷电压检测可能会失效。此时，内

部 t_TIME-OUT信号将在 9 μs 后启动一个新周期。图 20与图

21 显示了两种情形。

启动电流

对于启动，应通过外部二极管及电阻 R_HV，将 HV 引脚连

接到电源输入或电容组，建议分别选用 1N4007 或

100 k。典型的HV引脚启动电流为1.2mA，且此电流会通

过二极管与电阻对保持电容充电。当 V_DD电压电平达到

V_DD-ON时，启动电流切断。此时，V_DD电容仅向 FL6300A 供电

，以维持 V_DD恒定，直到主变压器的辅助绕组能够提供工

作电流时为止。

t_{O F F -M IN}

2.1ms

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，判断波谷电压过渡。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 R_DET和 R_A。建议 R_DET选为 150 k至

220 k，实现谷底电压切换。当 V_AUX（如图 17所示）为

负时，DET 引脚电压箝位在 0.3 V。

38/13μs

8/3μs

V_AUX

V_DD

6

1

4

1.2V

2.1V

V_{F B}

R_DET

图 19.

V_FB与 t_OFF-MIN曲线的关系

DET

R_A

GND

图 17.

波谷检测部分

当栅极信号变低后，内部时钟（最小 t_OFF）阻止栅极在

8 µs 内再触发。最小 t_OFF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 20. 扩展波谷电压检测模式下QR工作波形

图 18. 第一谷底开关

图 21. 波谷电压检测失败时内部t_TIME-OUT启动新周期

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FL6300A

•

Rev. 1.0.2

10

V_DD过电压保护

电流感测与PWM限流

V_DD过电压保护能够防止异常情况引起的损坏。一旦V_DD电

压超过了V_DD过压保护电压（V_DD-OVP），且持续时间达到V_DDOVP

，P_WM脉冲就会被封锁，直到VDD电压跌落至低于UVLO为止

，然后才能重新启动。

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V_FB。当CS引脚的电

压达到V_LIMIT=(V_FB-1.2)/3附近时，开关周期会立即结束。

V_LIMIT被内部箝位在一0.85V附近的可变电压，这样可以限

制输出功率。

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，如图图 23所示。消隐时间 4 μs 后可忽略漏电感

的振荡。输出电压OVP保护电路由一个电压比较器及2.5V

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，直到交流电源

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，开启、PWM关闭及关闭阀值分别固定在 16 V、

10 V、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16V。保持电容持续提供V_DD，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，V_DD

不能低于10V。UVLO滞环确保启动期间支撑电容可提供

V_DD。

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18V稳压二极管箝位，防止功率

MOSFET栅极遭受不期望过压信号。

图 23. 关断时序后消隐时间 4 μs

时的电压采样

过功率补偿

为了补偿交流输入的宽范围波动变化，DET引脚产生一偏

移电压来补偿峰值限流的阀值电压，以此达到固定功率限

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，CS限值在R_DET更大时会更高。R_DET也

能影响高/低线电压的恒功率限值。

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

电压比内部设定阀值高的时间超过了

t_D-OLP，PWM输出被封锁。PWM输出封锁后，电源电压 V_DD开始

降低。

V_AUX

V_IN

当 V_DD低于PWM封锁阀值10V时，V_DD减小至8V，然后控制器

会彻底停工。V_DD将通过启动电阻产生16V的开通阀值电压

，直到PWM输出重新启动为止。只要出现过载条件，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。

6

R_DET

VDD

1

DET

R_A

ON

5

3

GATE

CS

R_S

GND

4

图 22. 通过DET引脚补偿高/低线压的恒功率限值

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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

(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

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 24. 8-引脚小尺寸封装(SOP)

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。具体参数可进行改动，且无需做出相应通知。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。封装规格并不超出飞兆公司全球范围内的条款与条件，尤其指保修，保修涉

及飞兆半导体的全部产品。

随时访问飞兆半导体在线封装网页，可以获得最新的封装图:

http://www.fairchildsemi.com/packaging/。

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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

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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

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型号：	FL6300AMY
厂家：	ONSEMI
描述：	准谐振电流模式 PWM 控制器，用于照明控制器信息通信管理开关光电二极管
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FL6300AMY [ONSEMI]

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SI9130CG-T1-E3

SI9130LG-T1-E3

SI9130_11

SI9137

SI9137DB