FSEZ1016AMY [ONSEMI]

集成了功率 MOSFET 的初级侧调节 PWM;


型号：	FSEZ1016AMY
厂家：	ONSEMI
描述：	集成了功率 MOSFET 的初级侧调节 PWM 开关光电二极管
文件：	总17页 (文件大小：898K)
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FSEZ1016A

集成功率MOSFET 的初级端调节PWM 控制器

特性

说明

此集成功率 MOSFET 的初级端 PWM 控制器显著简化

了要求 CV 和 CC 调整能力的电源设计。FSEZ1016A 仅

根据电源初级端的信息，精确控制输出电压和电流，不仅

消除了输出电流检测损耗，而且无需任何次级反馈电路。

. 恒压(CV) 和恒流(CC) 控制（不带次级反馈电路）

. 通过飞兆半导体专有的TRUECURRENT® 技术实现

精准恒流

. 绿色模式：轻负载时的频率降低

具有低启动电流 (10 µA) 的绿色模式功能最大限度地提高

了轻负载效率，因此电源能够满足苛刻的待机功率调节。

PWM 频率固定为43kHz，通过抖频降低EMI

. 低启动电流：10 µA 最大值

. 低工作电流：3.5 mA

与传统的次级端调节方法相比，FSEZ1016A 可在降低总

成本、元件数、尺寸以及重量的同时提高效率、生产力和

系统可靠性。

. 恒压模式下的峰值电流模式控制

. 逐周期限流

FSEZ1016A 采用7 引脚SOIC 封装。

典型输出恒压/恒流特征包络线如图1 所示。

. 过温保护(OTP)（带自动重启）

. 带自动重启的掉电保护

V_DD过压保护(OVP)（带自动重启）

V_DD欠压锁定(UVLO)

SOIC-7 封装

应用

. 适用于移动电话、无线电话、PDA、数码相机、电

动工具的电池充电器

. 替代线性变压器和RCC SMPS

. 离线高亮度(HB) LED 驱动器

图1. 典型输出V-I 特性

相关资源

AN-6067 FAN100/102 和FSEZ1016A/1216 设计指南

订购信息

MOSFET

BV_DSS

MOSFET

R_DS(ON)

器件编号

工作温度范围

封装

包装方法

7 引脚，小尺寸集成电

路(SOIC) 封装

FSEZ1016AMY

-40°C 至+125°C

600 V

9.3 Ω（典型值）

卷带和卷盘

FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

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应用框图

图2. 典型应用

内部框图

图3. 功能框图

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

标识信息

F - 飞兆公司标志

Z - 工厂代码

X – 一位数字年份代码

Y – 一位数字周代码

TT – 两位数字裸片运行代码

T - 封装类型(M=SOIC)

P - Y：绿色封装

M - 制造流程编码

图4. 顶标

引脚配置

图5. 引脚配置

引脚定义

引脚号

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控

制，并提供恒流模式下的输出电流调节。

GND

COMI

接地。

恒流环路补偿。该引脚在COMI 和GND 引脚之间连接一个电容器和一个电阻器，用于补偿电流

环路增益。

恒压环路补偿。该引脚在COMV 和GND 引脚之间连接一个电容器和一个电阻器，用于补偿电压

环路增益。

COMV

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。该引脚连接两个分压电阻器

和一个电容器。

电源。电源引脚。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

V_DD电容，典型值为10 µF。启动和关断的阈值电压分别为16 V 和5 V。工作电流低于5 mA。

VDD

无连接。

DRAIN 漏极。此引脚是高压功率MOSFET 漏极。

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

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。

符号

参数

最小值

最大值

单位

V_DD

V_VS

直流电源电压^(1,2)

VS 引脚输入电压

-0.3

7.0

V_CS

CS 引脚输入电压

7.0

V_COMV

V_COMI

V_DS

电压误差放大器输出电压

漏极－源极电压

7.0

600

1.0

0.6

T_C=25°C

I_D

连续漏极电流

T_C=100°C

I_DM

E_AS

I_AR

脉冲漏极电流

单脉冲雪崩能量

雪崩电流

P_D

功率耗散(T_A＜50°C)

热阻（结到空气）

热阻（结到外壳）

工作结温

660

153

°C/W

°C

Θ_JA

Θ_JC

T_J

-40

-55

+150

+260

T_STG

T_L

存储温度范围

°C

引脚温度（波动焊接或IR，10 秒）

°C

人体模型，JEDEC:

JESD22-A114

ESD

静电放电能力

充电器件模型，JEDEC:

JESD22-C101

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。

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

工作条件

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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电气特性

V_DD=15 V 且T_A=-40°C~+125°C (T_A=T_J) 除非另有说明。

符号

V_DD部分

V_OP

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

连续工作电压

导通阈值电压

关断阈值电压

启动电流

V_DD-ON

V_DD-OFF

I_DD-ST

5.0

3.7

4.5

5.5

10.0

0<V_DD<V_DD-ON-0.16 V

V_DD=20 V, f_S= f_OSC

μA

I_DD-OP

工作电流

_VS=2 V, V_CS=3 V

3.5

1.0

5.0

2.5

C_L=1 nF

V_DD=20 V, V_VS=2.7 V

I_DD-GREEN

绿色模式工作电源电流

C_L=1 nF, V_COMV=0 V

f_S=f_OSC-N-MIN, V_CS=0 V

V_DD-OVP

t_D-VDDOVP

_DDOVP 电平

V_CS=3 V, V_VS=2.3 V

f_S=f_OSC, V_VS=2.3 V

_DDOVP 去抖时间

100

250

400

μs

振荡器部分

中央频率

抖频范围

T_A=25°C

±2.6

f_OSC

频率

KHz

T_A=25°C

±1.8

±3.6

f_FHR

抖频周期

T_A=25°C

KHz

f_OSC-N-MIN

空载时的最小频率

V_VS=2.7 V, V_COMV=0 V

V_VS=2.3 V, V_CS=0.5 V

T_A=25°C、V_DD=10 V 至25 V

T_A=-40°C 至+125°C

550

f_OSC-CM-MINCCM 模式下的最小频率

f_DV

频率变化与V_DD偏差的关系

f_DT

电压感测部分

I_VS-UVP

频率变化与温度偏差的关系

用于掉电保护的灌电流

R_VS=20 kΩ

180

9.5

μA

I_tc

IC 补偿偏置电流

V_COMV=0 , T_A=25°C,

V_BIAS-COMV

V_COMV控制的自适应偏置电压

1.4

R_VS=20 KΩ

电流检测部分

t_PD

GATE 输出传播延迟

100

200

V_VS= -0.8 V, R_CS=2 kΩ

_COMV=1 V

t_MIN-N

空载时的最小导通时间

1100

t_MINCC

V_TH

恒流模式下的最小导通时间

限流的阈值电压

V_VS=0 V, V_COMV=2 V

300

1.3

电流误差放大器部分

V_IR

参考电压

2.475

4.5

2.500

2.525

μA

I_I-SINK

输出灌电流

输出源电流

输出高电平

V_CS=3 V, V_COMI=2.5 V

V_CS=0 V, V_COMI=2.5 V

V_CS=0 V

I_I-SOURCE

V_I-HGH

接下页…

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电气特性（接上页）

V_DD=15 V 且T_A=-40°C~+125°C (T_A=T_J) 除非另有说明。

符号

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

电压误差放大器部分

V_VR

V_N

参考电压

2.475

2.500

2.8

0.8

2.525

COMV 引脚上绿色模式开始电压

COMV 引脚上绿色模式结束电压

输出灌电流

f_S=f_OSC-2 KHz, V_VS=2.3 V

f_S=1 KHz

V_G

I_V-SINK

I_V-SOURCE

V_V-HGH

μA

V_VS=3 V, V_COMV=2.5 V

V_VS=2 V, V_COMV=2.5 V

V_VS=2.3 V

输出源电流

输出高电平

4.5

内部MOSFET 部分

DCY_MAX

BV_DSS

最大占空比

漏极－源极击穿电压

I_D=250 μA, V_GS=0 V

600

I_D=250 μA，参考条件是

25°C

∆BV_DSS/∆T_J

击穿电压温度系数

0.6

V/°C

I_S

I_SM

漏源极二极管最大正向连续电流

漏源极二极管最大正向脉冲电流

静态漏源极通态电阻

Ω

R_DS(ON)

I_D=0.5 A, V_GS=10 V

9.3

11.5

V_DS=600 V, V_GS=0 V,

T_C=25°C

μA

I_DSS

漏源极漏电流

V_DS=480 V, V_GS=0 V,

T_C=100°C

V_DS=300 V, I_D=1.1 A,

导通延迟时间^(3,4)

t_D-ON

R_G=25 Ω

t_r

t_D-OFF

t_f

上升时间

关断延迟时间

下降时间

_GS=0 V, V_DS=25 V

C_ISS

输入电容

输出电容

130

170

f_S=1 MHz

C_OSS

过温保护部分

T_OTP

过温保护阈值温度

140

°C

注意：

3. 脉冲测试：脉冲宽度≦300 μs；占空比≦2%。

4. 尤其是独立于工作温度。

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

典型性能特征

16.6

16.2

15.8

15.4

5.5

5.3

5.1

4.9

4.7

4.5

-40

-30

-15

100

125

-40

-30

-15

100

125

Temperature (ºC)

图6. 导通阈值电压(V_DD-ON) 与温度的关系

图7. 关断阈值电压(V_DD-OFF) 与温度的关系

4.5

4.1

3.7

3.3

2.9

2.5

-40

-30

-15

100

-40

-30

-15

100

125

Temperature (ºC)

图8. 工作电流(I_DD-OP) 与温度的关系

图9. 中心频率(f_OSC) 与温度的关系

2.525

2.515

2.505

2.495

2.485

2.475

2.525

2.515

2.505

2.495

2.485

2.475

-40

-30

-15

100

125

-40

-30

-15

100

Temperature (ºC)

图10. 参考电压(V_VR) 与温度的关系

图11. 参考电压(V_IR) 与温度的关系

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

典型性能特征（接上页）

600

560

520

480

440

400

-40

-30

-15

100

125

-40

-30

-15

100

125

Temperature (ºC)

图12. 空载时最小频率(f_OSC-N-MIN) 与温度的关系

图13. CCM 模式下最小频率(f_OSC-CM-MIN) 与温度的关系

1300

1200

1100

1000

900

800

-40

-30

-15

100

-40

-30

-15

100

125

Temperature (ºC)

图14. 绿色模式频率减小速率(S_G) 与温度的关系

图15. 空载时最小导通时间(t_MIN-N) 与温度的关系

0.8

0.6

0.4

0.2

-40

-30

-15

100

-40

-30

-15

100

125

Temperature (ºC)

图16. COMV 引脚上绿色模式开始电压(V_N) 与

温度的关系

图17. COMV 引脚上绿色模式结束电压(V_G) 与

温度的关系

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典型性能特征（接上页）

-40

-30

-15

100

125

-40

-30

-15

100

125

Temperature (ºC)

图18. 输出灌电流(I_V-SINK) 与温度的关系

图19. 输出源电流(I_V-SOURCE) 与温度的关系

-40

-30

-15

100

-40

-30

-15

100

Temperature (ºC)

图20. 输出灌电流(I_I-SINK) 与温度的关系

图21. 输出源电流(I_I-SOURCE) 与温度的关系

800

750

700

650

600

550

500

-40

-30

-15

100

-40

-30

-15

100

Temperature (ºC)

图22. 漏源极击穿电压(BV_DSS) 与温度的关系

图23. 最大占空比(DCY_MAX) 与温度的关系

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

功能说明

图 24 显示初级端调节反激式转换器的基本电路图，典型

波形如图 25 所示。一般而言，初级端调节更偏好于

DCM 工作模式，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：

I_D

I_O

N_p:N_s

+ V_F

V_DL

L_m

V_O

在 MOSFET 导通期间 (t_ON)，输入电压 (V_DL) 被施加到初

级端电感(L_m) 两端。然后，MOSFET 电流(I_ds) 由零至峰

值 (I_pk) 呈线性上升。在此期间，电能从输入获取并存储

在电感中。

I_ds

EA_I

V_COMI

MOSFET关断时，电感中存储的电能会使整流二极管 (D)

强制处于导通状态。当二极管导通时，输出电压 (V_O) 以

及二极管正向压降 (V_F) 被施加到次级端电感器两端

Estimator

R_CS

Ref

t _DIS

Detector

PWM

Control

(L_m×N_s²/ N_p) 并且二极管电流 (I_D) 从峰值 (I_pk× N_p/N_s) 至

N_A

零呈线性下降。电感放电时间 (t_DIS) 结束时，存储在电感

器中的所有能量都已传递至输出。

V_COMV

Estimator

R_S1

R_S2

V_w

EA_V

Ref

当二极管电流达到零时，变压器辅助绕组电压 (V_W) 开始

因初级端电感 (L_m) 与 MOSFET 上加载的有效电容之间

的谐振而振荡。

Primary-Side Regulation

Controller

图24. 简化的PSR 反激式转换器电路

在电感电流放电期间，输出电压与二极管正向压降之和反

射到辅助绕，即 (V_O+V_F)× N_A/N_S。由于二极管正向压降

随着电流的减小而减小，辅助绕组电压在二极管导通时间

结束时最能反映输出电压，此时二极管电流减小至零。通

过在二极管导通时间结束时对绕组电压进行采样，可以获

得输出电压信息。用于输出电压调节 (EA_V) 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 (V_COMV)，该值可确定 MOSFET 在恒压模式

下的占空比。

I_ds(MOSFET Drain-to-Source Current)

I _pk

I_D(Diode Current)

同时，由于输出电流与稳定状态时二极管电流的平均值相

等，因此可以通过峰值漏极电流和电感电流放电时间来计

算输出电流。

N_P

N_S

I _pk

•

输出电流评估器使用电感放电时间 (t_DIS) 和开关周期 (t_S)

确定通过峰值检测电路的漏电流峰值并计算输出电流。将

此输出信息与内部精确参考值进行比较，生成误差电压

(V_COMI)，该值确定 MOSFET 在恒流模式下的占空比。凭

借飞兆公司的创新技术 TRUECURRENT®，恒流输出可

以实现精确控制。

I_D.avg= I _o

V_W(Auxiliary Winding Voltage)

N_A

V_F•

N_S

N_A

V_O•

N_S

在两个误差电压 V_COMV和 V_COMI中，较小的电压确定占

空比。在恒压调节模式期间，V_COMV确定占空比，而

V_COMI饱和至高电平。在恒流调节模式期间，V_COMI确定

占空比，而V_COMV饱和至高电平。

t _ON

DIS

图25. DCM 反激式转换器的主要波形

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栅极驱动

温度补偿

内置温度补偿在很宽的温度变化范围内提供恒压调节。该

内部补偿电流补偿次级端整流二极管的正向压降变化。

t _s

绿色模式工作

FSEZ1016A 采用电压调节误差放大器输出 (V_COMV) 作为

输出负载的指示并调制 PWM 的频率（如图 26 所示），

这样，开关频率就会随着负载的降低而降低。在重载条件

下，开关频率固定为 43 KHz。一旦 V_COMV下降至低于

2.8 V，PWM 频率就开始从 43 KHz 向 550 Hz 线性下

降，以降低开关损耗。当 V_COMV降至低于 0.8 V 时，开

关频率固定为 550 Hz 并且 FSEZ1016A 进入“深度绿

色”模式，其中工作电流降至 1 mA，有助于减少待机功

耗。

t _s

f_s

45.6KHZ

43.0KHZ

40.4KHZ

开关频率

43kHz

3ms

图27. 抖频

启动

图 28 显示一个 FSEZ1016A 应用的典型启动电路和变压

器辅助绕组。在 FSEZ1016A 开始开关之前，它仅消耗

深度绿色

模式

绿色模式

标准模式

启动电流（典型值为 10 μA），通过启动电阻提供的电流

对 V_DD电容器 (C_DD) 充电。当 V_DD达到导通电压 16 V

(V_DD-ON) 时，FSEZ1016A 开始开关，并且消耗的电流增

550H z

至 3.5 mA。然后，FSEZ1016A 所需的电能由变压器辅

助绕组提供。V_DD较大的滞回提供更多的保持时间，从而

允许V_DD采用一个较小的电容器。

0.8V

2.8V

V_COMV

图26. 绿色模式的开关频率

前沿消隐(LEB)

在 MOSFET 导通瞬间，由于初级端电容和次级端整流器

反向恢复，导致出现一个高电流尖峰通过 MOSFET。

R_CS电阻两端过高的电压可能导致 MOSFET 提前关断。

FSEZ1016A 采用一个内部前沿消隐 (LEB) 电路，用于在

MOSFET 导通后短时间内抑制 PWM 比较器。因此，无需

外部RC 滤波。

抖频

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。FSEZ1016A 具

有一个内部抖频电路，可以 3 ms 为周期在 40.4 kHz 和

45.6 kHz 之间改变开关频率，如图27 所示。

图28. 启动电路

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保护

V_DD过压保护(OVP)

V_DD过压保护能够防止过压情况引起的损坏。如果 V_DD

电压因开路反馈状况超过 28 V，就会触发 OVP。OVP

设置有去抖时间（典型值为 250 μs），防止开关噪声引

起误触发。该功能还可以防止其它开关器件遭受过压。

FSEZ1016A 具有若干自保护功能，如过压保护 (OVP)、

过温保护 (OTP) 和掉电保护。所有保护功能都在自动重

启模式下实现。触发自重启保护后，开关终止并且

MOSFET 保持关断。这会导致 V_DD下降。当 V_DD达到

V_DD关断电压 5 V 时，FSEZ1016A 消耗的电流减小至启

动电流（最大 10 µA）并且启动电阻提供的电流对 V_DD

电容器充电。当 V_DD达到导通电压 16 V，FSEZ1016A

恢复正常运行。通过这种方式，自动重启功能可以交替使

能和禁用 MOSFET 的开关，直到消除故障状况（参

见图29）。

过温保护(OTP)

当结温超过 140°C 时，内置温度检测电路会关闭脉宽调

制输出。

掉电保护

由于当 MOSFET 导通时辅助绕组电压反射输入电压，

FSEZ1016A 通过辅助绕组电压检测线路电压。当

MOSFET 导通时，VS 引脚被钳位于 1.15 V，如果

MOSFET 导通期间，VS 引脚的输出电流小于 I_VS-UVP

（典型值为180 μA），就会触发掉电保护。

Fault

Occurs

Power

Fault Removed

逐脉冲限流

当电流检测电阻两端的检测电压超过内部阈值 1.3 V，

MOSFET 就会关断，作为开关周期的提示。在正常运行

中，由于峰值电流由控制环路限制，因此不会触发逐脉冲

限流。

V_DD

16V

Operating Current

3.5mA

10µA

Fault

Situation

Normal

Operation

Normal

Operation

图29. 自动重启运行

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

典型应用电路（初级端调节离线LED 驱动器）

应用

飞兆半导体器件

输入电压范围

输出

离线式LED 驱动器

FSEZ1016A

90~265 V_AC

12 V/0.35 A (4.2 W)

特性

. 高效率（满载时> 74%）

. 严格输出调节(CC: ±5%)

AC90V

AC230V

AC120V

AC264V

120

150

180

210

240

270

100

150

200

250

300

350

400

Line Voltage (Vac)

Output current (mA)

图30. 测量效率和输出调节

图31. 典型应用电路原理图

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

典型应用电路（续）

变压器规格

. 磁芯：EE16

. 骨架：EE16

图32. 变压器示意图

引脚

规格

备注

初级端电感

2－1

1.95 mH ± 8%

60 μH 最大值

100 kHz, 1 V

初级端有效漏电

短路次级绕组

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FSEZ1016ACN • Rev. 2, Feb-2020

5.00

4.80

3.81

0.65TYP

1.75TYP

6.20

5.80

4.00

3.80

3.85 7.35

PIN #1

(0.33)

1.27

0.25

C B A

1.27

TOP VIEW

LAND PATTERN RECOMMENDATION

SEE DETAIL A

0.25

0.19

0.25

0.10

OPTION A - BEVEL EDGE

1.75 MAX

0.10 C

0.51

0.33

FRONT VIEW

OPTION B - NO BEVEL EDGE

0.50

0.25

ꢂ[ꢂꢃꢄ

NOTES:

R0.23

GAGE PLANE

A) THIS PACKAGE DOES NOT FULLY

CONFORMS TO JEDEC MS-012,

VARIATION AA, ISSUE C.

0.36

ꢀ

ꢁ

B) ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS.

C) DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD

FLASH OR BURRS.

SEATING PLANE

0.90

0.406

(1.04)

DETAIL A

D) DRAWING FILENAME : M07Arev4.

SCALE: 2:1

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FSEZ1016AMY [ONSEMI]

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