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2013 年10 月

FSL117MRIN

绿色模式飞兆电源开关(FPS™)

特性

说明

FSL117MRIN 是集成式脉宽调制 (PWM) 控制器和 700V

SenseFET，专门设计用于外部元件最少的离线式开关模

式电源 (SMPS)。PWM 控制器包括集成式固定频率振荡

器、线电压过压保护 (LOVP)、欠压锁定 (UVLO)、前沿

消隐 (LEB)、优化的栅极驱动器、内部软启动、用于环路

补偿的温度补偿精密电流源和自保护电路。与离散式

MOSFET 和 PWM 控制器解决方案相比，FSL117MRIN

可在降低总成本、元件数、尺寸以及重量的同时提高效

率、生产率和系统可靠性。该器件提供了一个基本的平

台，适合设计经济高效的反激式转换器。

. 用于低待机功耗和低声频噪声的先进软突发模式

. 电磁干扰小的随机频率波动(RFF)

. 在265V_AC、空载条件并处于突发模式时，待机功耗低

于50mW

. 逐脉冲限流

. 过载保护(OLP)、过压保护(OVP)、异常过流保护

(AOCP)、带滞回的内部热关断(TSD)、输出短路保护

(OSP)、线电压过压保护(LOVP) 和带滞回的欠压锁定

(UVLO)

. 突发模式下具有低工作电流(0.4mA)

. 内部启动电路

. 耐雪崩的内部700 V SenseFET

. 内置软启动：15 ms

. 自动重启模式

应用

. 适用于家用电器、LCD 监控器、STB 和DVD 播放器

的电源

订购信息

输出功率表⁽²⁾

电流限制

R_DS(ON)

（最大值）

封装⁽¹⁾

工作结温

230V_AC±15%

85~265V_AC

器件编号

（典型值）

适配器⁽³⁾开架式⁽⁴⁾适配器⁽³⁾开架式⁽⁴⁾

FSL117MRIN

8-DIP

-40°C ~ +125°C

0.8 A

11 Ω

10 W

15 W

6 W

10 W

注意：

1. 符合标准JEDEC J-STD-020B 的无铅封装。

2. 结温可以限制最大输出功率。

3. 50C 环境温度下不通风封闭适配器中测得的典型持续功率。

4. 50C 环境温度下开架式设计中的最大实际持续功率。

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应用电路

图1. 典型应用电路

内部框图

图2. 内部框图

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2

引脚布局

图3. 引脚分配（顶视图/俯视图）

引脚定义

引脚号名称

说明

1

2

GND 接地。该引脚为控制地和SenseFET 源极。

V_CC电源。该引脚为电源正输入，为启动和稳态运行提供内部工作电流。

反馈。该引脚在内部连接至PWM 比较器的反相输入。

3

4

5

FB 光电耦合器的集电极通常连接至该引脚。为了保持稳定运行，应当在该引脚和GND

之间放置一个电容器。若该引脚电压达到7V，会触发过载保护，即关断FPS。

线电压过压输入。该引脚为线电压输入引脚。由电阻进行分压的电压是该引脚的输入。如果该引脚电

V_IN压高于V_INH电压，会触发LOVP，即关断FPS。不要使该引脚浮置。如果未使用

LOVP，该引脚应该直连到GND。

启动。该引脚直连到或通过电阻连接到高压直流母线。

V_STR启动时，内部高压电流源提供内部偏压并为连接到V_CC引脚的外部电容器充电。一旦V_CC达到

12V，内部电流源(I_CH) 将被禁用。

6

7

8

漏极

SenseFET 漏极。高压功率SenseFET 漏极连接。

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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

V_STR

V_DS

V_CC

V_FB

V_IN

参数

最小值

最大值

700

26

单位

V

V_STR引脚电压

漏极引脚电压

V_CC引脚电压

V

反馈引脚电压

-0.3

10.0

4

V

V_IN引脚电压

V

I_DM

漏极电流脉冲⁽⁵⁾

连续漏极电流(T_C= 25C)

单脉冲雪崩能量⁽⁶⁾

总功率损耗(T_C= 25C)⁽⁷⁾

最大结温

A

I_D

1

A

E_AS

P_D

50

mJ

W

C

1.5

+150

+125

+150

5

T_J

T_STG

工作结温⁽⁸⁾

-40

-55

存储温度

人体放电模型，JESD22-A114

器件充电模型，JESD22-C101

ESD

静电放电能力

kV

2

注意：

5. 不可重复的额定值：脉冲宽度受限于最大结温。

6. L = 51mH，开始T_J= 25C。

7. 无限冷却条件（参考SEMI G30-88）。

8. 尽管该参数保证IC 运行，但不能保证所有电气特征。

热阻测试

除非另有说明，T_A= 25°C。经测试，所有项目都符合标准JESD 51-2 和51-10。

符号

θ_JA

参数

数值

85

单位

°C/W

结至环境热阻⁽⁹⁾

结至外壳热阻⁽¹⁰⁾

θ_JC

20

注意：

9. 独立式、无散热器、无包铜。（测量条件：刚达到结温T_J前，进入OTP。）

10. 在接近于塑料接口的漏极引脚测得。

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4

电气特征

除非另有说明，T_J= 25C。

符号

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

SenseFET 部分

BV_DSS

漏极－源极击穿电压

V_CC=0 V, I_D=200 µA

700

V

200

µA

Ω

I_DSS

R_DS(ON)

C_ISS

C_OSS

t_r

零栅极电压漏极电流

漏源极导通电阻

输入电容⁽¹¹⁾

输出电容⁽¹¹⁾

上升时间

V_DS=560 V, T_A=125C

V_GS=10 V, I_D=0.5 A

V_DS=25 V, V_GS=0 V, f=1 MHz

V_DS=350 V, I_D=1.0 A

8.8

250

25

4

10

12

30

11.0

pF

ns

t_f

下降时间

t_d(on)

t_d(off)

控制部分

f_S

导通延迟

关断延迟

开关频率⁽¹¹⁾

开关频率变化⁽¹¹⁾

最大占空比

最小占空比

反馈源电流

V_CC=14 V, V_FB=4 V

-25C < T_J<125C

V_CC=14 V, V_FB=4 V

V_CC=14 V, V_FB=0 V

V_FB=0 V

V_FB= 0V 时，V_CC扫描

导通后，V_FB= 0 V

V_STR= 40V 时，V_CC扫描

61

67

±5

67

73

±10

73

0

115

13

kHz

%

µA

V

ms

V

f_S

D_MAX

D_MIN

I_FB

V_START

V_STOP

t_S/S

65

11

7.0

90

12

7.5

15

UVLO 阈值电压

8.0

内部软启动时间

V_RECOMM推荐V_CC范围

突发模式部分

13

23

V_BURH

0.45

0.30

0.50

0.35

150

0.55

0.40

V

mV

V_BURL

V_Hys

保护部分

突发模式电压

V_CC= 14V 时，V_FB扫描

I_LIM

V_SD

I_DELAY

t_LEB

V_OVP

V_INH

V_INHYS

t_OSP

V_OSP

t_{OSP_FB}

TSD

峰值漏极电流限制

关断反馈电压

0.70

6.45

1.2

0.80

7.00

2.0

300

24.5

0.90

7.55

2.8

A

V

µA

ns

V

di/dt=170 mA/s

V_CC= 14V 时，V_FB扫描

V_CC=14 V, V_FB=4 V

关断延迟电流

前沿消隐时间^(11,12)

过压保护

V_CC扫描

23.0

1.885 1.950

0.06

0.7

1.8

2.0

125

26.0

2.015

线电压过压保护阀值电压

线电压过压保护滞回

阀值时间

输出短路保护⁽¹¹⁾阀值V_FB

V_CC= 14V 时，V_IN扫描

当t_ON< t_OSP& V_FB> V_OSP时，

触发OSP（持续时间大于

V

1.0

2.0

2.5

135

60

1.3

2.2

3.0

145

µs

V

µs

C

t_{OSP_FB}

）

V_FB消隐时间

关断温度

滞回

热关断温度⁽¹¹⁾

T_Hys

接下页

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5

电气特性(续)

除非另有说明，T_J= 25C。

符号

参数

工作条件

最小值典型值最大值单位

整机部分

工作电源电流，

（突发模式下控制部分）

I_OP

V

_CC=14 V, V_FB=0 V

0.3

0.8

0.4

1.2

120

0.5

1.6

mA

A

工作开关电流，

（控制部分和SenseFET 部分）

I_OPS

V_CC=14 V, V_FB=2 V

V_CC= 11 V（V_CC达到V_START

前）

I_START

启动电流

85

155

1.3

I_CH

启动充电电流

V_CC=V_FB=0 V, V_STR=40 V

0.7

1.0

26

mA

V

V_STR

最小电源电压V_STR

V_CC= V_FB= 0 V 时，V_STR扫描

注意：

11. 这些参数由设计保证，未经100% 产品测试。

12. t_LEB包括栅极导通时间。

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6

典型性能特征

这些测得的特征图都在T_A=25 条件下被归一化。

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图4. 工作电源电流(I_OP) 与T_A的关系

图5.

工作开关电流(I_OPS) 与T_A的关系

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

1.40

1.30

1.20

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图6.

启动充电电流(I_CH) 与T_A的关系

图7.

峰值漏极电流限制(I_LIM) 与T_A的关系

1.40

1.30

1.20

1.10

1.00

0.90

0.80

0.70

0.60

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图8. 反馈源电流(I_FB) 与T_A的关系

图9.

关断延迟电流(I_DELAY) 与T_A的关系

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7

典型性能特征

这些测得的特征图都在T_A=25 条件下被归一化。

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图10. UVLO 阀值电压(V_START) 与T_A的关系

图11.

UVLO 阀值电压(V_STOP) 与T_A的关系

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图12.

关断反馈电压(V_SD) 与T_A的关系

图13. 过压保护(V_OVP) 与T_A的关系

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图14.

开关频率(f_S) 与T_A的关系

图15. 最大占空比(D_MAX) 与T_A的关系

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8

典型性能特征

这些测得的特征图都在T_A=25 条件下被归一化。

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

1.20

1.15

1.10

1.05

1.00

0.95

0.90

0.85

0.80

-40'C -25'C 0'C 25'C 50'C 75'C 90'C 110'C 120'C 125'C

Temperature [ °C]

图16.

线电压OVP (V_INH) 与T_A的关系

图17. LOVP 滞回(V_INHYS) 与T_A的关系

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9

功能说明

1. 启动：在启动期间，内部高压电流源提供内部偏压并

为连接至V_CC引脚的外部电容器(C_Vcc) 充电，如图18. 所

示。当V_CC达到12 V 时，FSL117MRIN 开始开关过

程，并且内部高压电流源被禁用。除非V_CC低于停止电

压7.5V，正常的开关操作持续进行，电源由变压器辅助

绕组提供。

3. 反馈控制：该器件采用电流模式控制，如图19. 所

示。通常使用光电耦合器（如FOD817）和电压调节器

（如KA431）来实现反馈网络。通过比较反馈电压与

R_SENSE电阻两端的电压，可实现开关占空比的控制。当

电压调节器的参考引脚电压超过内部参考电压2.5V 时，

光电耦合器LED 电流增大，拉低反馈电压，并减小漏电

流。这种情况通常在输入电压提高或输出负载降低时发

生。

3.1 逐脉冲限流：由于采用电流模式控制，通过

SenseFET 的峰值电流受限于PWM 比较器的反相输入

(V_FB*)，如图19. 所示。假定90μA 的电流源仅流经内

部电阻器(3R + R = 27 kꢀ)，二极管D2 的阴极电压大

约为2.5V。由于当反馈电压(V_FB) 超过2.5V 时，D1

受阻，D2 最大阴极电压被箝位于此电压。因此，通过

SenseFET 的电流峰值将受到限制。

3.2 前沿消隐(LEB)：在内部SenseFET 导通瞬间，

SenseFET 通常会出现高电流尖峰，是由初级端电容放

电和次级端整流器反向恢复导致的。感测电阻R_SENSE

两端的过大电压会导致电流模式PWM 控制中出现不正

确的反馈运行状况。为了抵消这种效应，FSL117MRIN

采用前沿消隐(LEB) 电路。SenseFET 导通后，此电路

将在t_LEB(300ns) 时间内抑制PWM 比较器。

图18.

启动框图

2. 软启动：启动后，内部软启动电路缓慢增大PWM 比

较器反相输入电压以及SenseFET 电流。典型软启动时

间是15ms。电源开关器件的脉宽逐渐增加，从而建立适

合变压器、电感器和电容器的正确工作条件。输出电容上

的电压逐渐增加，从而顺畅地建立所需的输出电压。这有

助于防止变压器饱和，降低启动过程中次级二极管承受的

应力。

图19. 脉宽调制(PWM) 电路

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4. 保护电路：FSL117MRIN 具有若干项自保护功能，包

括过载保护(OLP)、异常过流保护(AOCP)、输出短路保

护(OSP)、过压保护(OVP) 和热关断(TSD)。所有保护

功能都在自动重启模式下实现。如果出现故障情况，开关

将终止，且SenseFET 保持关断。这会导致V_CC开始下

降。当V_CC降至欠压锁定(UVLO) 停止电压7.5 V 时，保

护功能被重置，启动电路向V_CC电容器充电。当V_CC达

到开始电压12.0V 时，FSL117MRIN 恢复正常运行。如

果故障情况仍未解除，SenseFET 保持关断并且V_CC再

次跌至停止电压。通过这种方式，自重启功能可以交替使

能和禁用功率SenseFET 的开关过程，直到消除故障状

况。由于这些保护电路都完全集成在IC 中，无需任何外

部器件，因此能够在不增加成本的情况下提高可靠性。

图21.

过载保护

4.2 异常过流保护(AOCP)：当次级整流二极管或变压器

引脚短路时，在最小导通时间内有一个具有极高di/dt 的

陡波电流流过SenseFET。在这种异常情况下，过载保

护不足以保护FSL117MRIN，因为在触发OLP 之前，会

有很大的电流应力施加到SenseFET 上。内部AOCP 电

路如图22. 所示。当栅极导通信号被施加到功率

SenseFET 时，AOCP 模块被启用并监控通过感测电阻

的电流。电阻两端的电压与预置AOCP 电平进行比较。

如果感测电阻电压大于AOCP 电平，设置信号被施加到

S-R 锁存，导致SMPS 关断。

图20. 自重启保护波形

4.1 过载保护(OLP)：过载定义为负载电流因意外异常

事件而超过正常值。这种情况下，应当触发保护电

路，从而保护SMPS。然而，即使SMPS 在正常运行

中，也可能在负载过渡过程中触发过载保护电路。为

了避免出现这种不必要的工作状况，特定时间后触发

过载保护电路确定这是瞬态情况还是真正的过载情

况。由于逐脉冲限流能力，通过SenseFET 的最大峰

值电流受限，因此，通过特定的输入电压限制最大输

入功率。如果输出消耗的功率超过最大功率，输出电

压(V_OUT) 降低至设定电压以下。这会减小通过光电耦

合器LED 的电流，同时减小光电耦合器晶体管电流，

进而增大反馈电压(V_FB)。如果V_FB超过2.5V，D1 受

阻，并且2.0µA 的电流源开始缓慢向C_FB充电。在这

种情况下，V_FB持续增大直至达到7.0V，此时开关操

作终止，如图21. 所示。关断延时是指通过2.0µA 的

电流将C_FB从2.5V 充电至7.0V 所需的时间。对于多

数应用而言，延时时间为25 ~ 50 ms。该保护功能在

自动重启模式下实现。

图22.

异常过流保护

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4.3. 输出短路保护(OSP)：如果输出短路，在最小导通

时间内有一个具有极高di/dt 的陡波电流流过

SenseFET。关断时，该陡波电流会在SenseFET 漏极

上产生高压应力。为了防止器件发生异常情况，需包含

OSP。包括检测V_FB和SenseFET 导通时间。当V_FB

高于2.0 V 且SenseFET 导通时间少于1.0μs 时，

FSL117MRIN 认为出现异常状况并关断PWM 开关过

程，直至V_CC再次达到V_START。异常状况输出短路如

图23. 所示。

4.6 线电压过压保护(LOVP)：如果线电压输入电压增加

过高，高线电压输入电压会对整个系统产生高压应力。为

了防止出现这种异常情况，需包含LOVP。包括采用分压

电阻检测V_IN。当V_IN高于1.95V，这种情况被认为出现

异常错误，PWM 开关停止，直至V_IN降至约1.89V

（60mV 滞回）。

图24.

线电压过压保护

图23.

输出短路保护

与以前的FPS™ 产品系列不同，FSL117MRIN 的V_IN引

脚能够检测交流线电压过压保护功能。当线电压输入电压

超过V_IN引脚上的预设电平时，控制器便会发出故障信号

并关闭PWM 输出。为了防止错误激活LOVP，在线电压

过压持续超过特定时间后才触发LOVP 功能。LOVP 功

能的另一个重要特性是自动恢复。即使在故障条件下，控

制器也可持续监控线电压，并在过压条件消失时开启

PWM 输出。方程式(1) 计算输入过压电平RMS 值：

4.4 过压保护(OVP)：若次级端反馈电路出现功能故障

或焊接故障导致反馈路径开环，通过光电耦合器晶体管

的电流几乎变为零。然后，V_FB将以类似于过载情况的

方式攀升，从而导致强制向SMPS 提供预置最大电

流，直到触发过载保护。由于向输出端提供了过大能

量，在激活过载保护之前，输出电压可能就超出了额定

电压，从而导致次级端器件击穿。为防止出现这种现

象，采用了过压保护(OVP) 电路。通常，V_CC与输出

电压成正比，FSL117MRIN 采用V_CC，而不是直接监

控输出电压。如果V_CC超过24.5V，触发过压保护电

路，导致开关操作终止。为避免在正常工作期间激活

OVP，V_CC应该设计为低于24.5V。





R1 R2

R1













V

1.95

(1)

IN _ ovp

可根据需要调整分压电阻器的阻值。轻载条件下，较小的

阻值会导致相对较大的待机功耗。为了避免这种情况，推

荐使用一个几Mꢀ 的电阻器。为了保持稳定运行，使用

阻值为几Mꢀ 的电阻器的同时，应该在V_IN引脚与GND

之间连接一个容值为几百pF 的电容器。

4.5 热关断(TSD)：SenseFET 和控制IC 位于同一封装

内的同一裸片上，便于控制IC 检测SenseFET 的温

度。如果温度超过~140C，会触发热关断，停止运

行。FSL117MRIN 一直运行在自动重启模式下，直到

温度降至大约75C，恢复正常运行。

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5. 软突发模式：为最大限度地降低待机模式下的功耗，

FSL117MRIN 会进入突发运行模式。随着负载减小，反

馈电压也随之减小。当反馈电压降至低于V_BURL(300mV)

时，器件自动进入突发模式，如图25. 所示。此时，开关

停止，输出电压开始降低，降低的速率取决于待机电流负

载。这会导致反馈电压上升。一旦此值超过V_BURH

(450mV)，开关将恢复。反馈电压随之降低，此过程重

复。突发运行模式会交替使能和禁用SenseFET 的开关

操作，并降低待机模式下的开关损耗。

6. 随机频率波动(RFF)：SMPS 的波动开关频率能够将

能量分布在较宽的频率范围内，从而减少EMI。EMI 的

减少量与在内部限制的开关频率变化有直接关系。开关频

率由外部反馈电压和内部自激振荡器在每次开关时随机确

定。该随机频率波动将EMI 噪声有效地分布在典型开关

频率(67 kHz) 附近，能够减少包含的输入电源滤波器的

成本，因而满足EMI 要求（如EN55022）。

图25.

突发模式运行

图26.

随机频率波动

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物理尺寸

9.83

9.00

6.67

6.096

8.255

7.61

3.683

3.20

7.62

5.08 MAX

0.33 MIN

3.60

3.00

(0.56)

2.54

0.356

0.20

0.56

0.355

9.957

7.87

1.65

1.27

7.62

NOTES: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED

A) THIS PACKAGE CONFORMS TO

JEDEC MS-001 VARIATION BA

B) ALL DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS.

C) DIMENSIONS ARE EXCLUSIVE OF BURRS,

MOLD FLASH, AND TIE BAR EXTRUSIONS.

D) DIMENSIONS AND TOLERANC

ASME Y14.5M-1994

ES PER

E) DRAWING FILENAME AND REVSION: MKT-N08FREV2.

图27. 8 引脚双列直插式封装(DIP)

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。封装规格并不超出飞兆公司全球范围内的条款与条件，尤其指保修，保修

涵盖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/dwg/N0/N08F.pdf.

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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

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型号：	FSL117MRIN
厂家：	ONSEMI
描述：	700V 集成电源开关，带线路 OVP 和异常 OCP，用于 10W 离线反激转换器开关电源开关转换器
文件：	总17页 (文件大小：931K)
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FSL117MRIN [ONSEMI]

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FSL126MR

FSL126MR

FSL126MRT

FSL126MRTWDTU

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FSL127H

FSL127HNY

FSL128MRTWDTU

FSL13

FSL130D

FSL130D1