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2013年11月

FL6961

单级反激式和临界模式PFC控制器（用于照明）

特性

说明

. 临界模式 PFC 控制器

FL6961 是通用照明功率控制器，适用于要求功率因数校

正的低功率至高功率照明应用。该器件为临界模式下的反

激式或升压转换器而设计。

. 低输入电流 THD

. 受控导通时间 PWM

FL6961 提供受控导通时间来调节输出 DC 电压，实现功

率因数校正 (PFC)。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。采用创新的多向量误差

放大器，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，工作电流低于 6 mA。电源电压最高可达 25

V，最大限度地提高应用灵活性。

. 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

. 箝位栅极输出电压： 16.5V

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

器件编号

工作温度范围

封装

包装方法

FL6961MY

-40°C至+125°C

8 引脚小尺寸封装 (SOP)

卷带和卷盘

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应用框图

V_OUT

V_ac

C_F1

C_F2

C_HF

1

2

3

4

8

7

6

5

VCC

INV

GATE

COMP

GND

ZCD

MOT

CS

图 1. 升压转换器的典型应用电路

FL6961

1

2

3

4

8

7

6

5

INV

VCC

C_F1

C_F2

C_HF

COMP

GATE

MOT

CS

GND

ZCD

图2.单级 PFC 转换器的典型应用电路

框图

MOT

3

COMP

2

2.65V

2.3V

OVP

2.75V

0.45V

1

8

INV

LEB

4

CS

2.5V

V_LIMIT

THD

OPTIMIZATION

SAWTOOTH

GENERATOR

VOLTAGE

REGULATOR

Internal

Supply

V_REF

V_CC

9R

1R

R

S

UVLO

Q

INHIBIT

TIMER

2.1V/1.75V

16.5V

7

GATE

V_ZCDHYS= 0.35V

2.75V

V_{CC_ON}= 12V

V_{CC_OFF}= 9.5V

DISABLE

GND

6

10V

5

ZCD

图3.

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

FL6961

TPM

T: 封装类型 (M=SOP)

P: Z: 无铅 Y: 绿色复合材料

M: 制造流程编码

图4.

标识信息

引脚布局

INV

1

2

3

4

8

7

6

5

V_CC

GATE

GND

COMP

MOT

CS

ZCD

图5.引脚配置（顶视图）

引脚定义

引脚号名称

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

INV

COMP

MOT

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。

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

V_CC

接地。功率地和信号地。推荐在 V_CC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 16.5V。

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，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。测得的所有电压，除差模电压之外，都参照 GND 引脚。

符号

V_VCC

参数

最小值

最大值

30

单位

V

电源电压（DC）

栅极驱动器

V_HIGH

V_LOW

-0.3

30.0

7.0

其它（INV、COMP、MOT、CS）

V_ZCD

P_D

ZCD 引脚上的输入电压

12.0

660

V

功耗

mW

°C

T_J

工作结温

-40

+150

θ_JA

150

°C /W

热阻（结到空气）

θ_JC

T_STG

T_L

39

°C /W

°C

热阻（结到外壳）

存储温度范围

-65

+150

+230

°C

引脚温度（波峰焊接或 IR，10 秒）

人体放电模型： JESD22-A114

机器放电模型： JESD22-A115

2.5

200

KV

V

ESD

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

参数

最小值

典型值

最大值

单位

T_A

操作环境温度

-40

+125

°C

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4

电气特性

除非另有说明，V_CC=15V 且 T_J= -40°C 至 150°C。电流流入器件定义为正向，从器件流出为负向。

最大

值

单位

最小值

典型值

符号

参数

工作条件

V_CC部分

V_CC-OP

连续工作电压

导通阈值电压

关断阈值电压

启动电流

24.5

13.5

10.5

20

V

V_CC-ON

11.5

8.5

12.5

9.5

10

V_CC-OFF

I_CC-ST

V

V_CC=V_CC-ON– 0.16V

µA

V_CC=12V, V_CS=0V, C_L=3nF,

f_SW=60KHz

I_CC-OP

工作电源电流

4.5

6

mA

V

_DD过压保护水平

_DD过流保护延迟

V_CC-OVP

26.8

27.8

30

28.8

V

t_D-VCCOVP

µs

误差放大器部分

参考电压

V_REF

Gm

2.475 2.500 2.525

125

V

跨导

μmho

箝位高电平反馈电压

箝位低电平反馈电压

输出高电平

V_INVH

2.65

2.30

2.70

V

V_INVL

2.25

4.8

1.15

2.70

0.40

10

V_{OUT 高电平}

V_OZ

V_INV-OVP

V_INV-UVP

零占空比输出电压

INV 输入的过压保护

INV 输入的欠压保护

1.25

2.75

0.45

20

1.35

2.80

0.50

V_INV=2.35V, V_COMP=1.5V

V_INV=1.5V

源电流

灌电流

I_COMP

550

10

800

20

μA

V_INV=2.65V, V_COMP=5V

电流检测部分

V_PK

t_PD

0.77

V

峰值电流逐周期限制阀值电压

0.82

0.87

200

传播延时

ns

R_MOT=24kΩ, V_COMP=5V

400

270

500

350

t_LEB

前沿消隐时间

ns

R_MOT=24kΩ, V_COMP=V_OZ+50mV

栅极部分

V_Z-_OUT

V_OL

V_OH

t_R

V_CC=25V

14.5

8

16.0

17.5

1.4

V

最大输出电压（箝位）

输出低电平

V_CC=15V, I_O=100mA

V_CC=14V, I_O=100mA

V_CC=12V, C_L=3nF, 20~80%

V_CC=12V, C_L=3nF, 80~20%

V

输出高电平

上升时间

80

40

ns

下降时间

t_F

ns

接下页

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5

电气特性

除非另有说明，V_CC=15V 且 T_J= -40°C 至 150°C。电流流入器件定义为正向，且流出器件为负向。

单位

最小值

典型值最大值

符号

参数

工作条件

零电流检测部分

V_ZCD升高

V_ZCD

上升沿电压输入阀值

1.9

2.1

2.3

12

V

H_YSof

V_ZCD

阈值滞回电压

V_ZCD降低

0.35

V_ZCD-HIGH箝位电压上限

I_ZCD=3mA

V

V_ZCD-LOW

t_DEAD

箝位电压下限

I_ZCD=-1.5mA

0.3

100

300

V

V_COMP=5V, f_SW=60KHz

ZCD 关断输出

R_MOT=24kΩ

400

700

ns

最大延时，ZCD 至输出导通

重启时间

t_RESTART

t_INHIB

V_DIS

500

2.8

200

μs

mV

禁止时间（最大开关频率限制）

禁用阈值电压

130

800

250

t_ZCD-DIS

禁用功能延迟时间

R_MOT=24kΩ, V_ZCD=100mV

μs

最大导通时间部分

V_MOT

最大导通时间电压

1.25

1.30

25

1.35

V

最大导通时间编程

（基于电阻）

R

_MOT=24kΩ, V_CS=0V,

t_ON-MAX

μs

V

_COMP=5V

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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 (℃)

图6.

V_REF与 T_A的关系

图7.

I_CC-OP与 T_A的关系

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 (℃)

图8.

t_ON-MAX与 T_A的关系

图9.

V_th-ON与 T_A的关系

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 (℃)

图10.

V_th-OFF与 T_A的关系

图11.

I_CC-ST与 T_A的关系

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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 (℃)

V_MOT与 T_A的关系

Temperature (℃)

图12.

图13.

V_Z-OUT与 T_A的关系

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14.

V_PK与 T_A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)

内部导通和关断阀值电压分别固定为 12 V 和 9.5 V。

该滞回特性能够通过合适的启动电阻和保持电容确保一

次性启动。采用 20 µA 的超低启动电流，一个 1 MΩ

的 R_IN就足以实现低线电压 85 V_rms的启动。即使在高线电

压 (V_AC= 265 V_rms) 情况下，R_IN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（V_CC保持）的电容用于输入范

围较宽 85-265 V_AC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V_CC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。转换器以边界模

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 • P_o

t_on

=

(1)

2

V_rms•η

如果线电压过低或电感值过高，t_ON会过长。为了避免超

低工作频率并实现欠压保护，t_ON通过 MOT 和 GND 之间

连接的电阻 R_I实现控制导通时间。24 kΩ 的电阻 R_I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

t_on(max)= R_I(kΩ) •

(

µs

)

(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

0.82V。

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9

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15.

8 引脚、SOIC、JEDEC MS-012、.150 英寸窄体

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。

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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10

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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

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

For additional information, please contact your local

Sales Representative

www.onsemi.com

1


型号：	FL6961MY
厂家：	ONSEMI
描述：	单级反激和边界模式 PFC 控制器，用于照明控制器功率因数校正光电二极管
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FL6961MY [ONSEMI]

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