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飞兆LED电源解决方案


联系:13652437521 柯’R
FAIRCHILD代理商

2010.03.19
FAIRCHILD代理商

Fairchild LED Power Solutions

www.fairchildsemi.com
Copyright ? 2009 Fairchild Semiconductor 1

LED Lighting 电源拓扑
LED Lighting

室内照明,装饰灯 ~25W

室内照明,室外照明 ~25W & 25~100W

室外照明,街灯 100~500W

特种照明

非隔离: 降压,升压 Non-isolation: Buck & Boost 反激: 原边反馈 Flyback: PSR

被动式 PFC +反激 PassivePFC+Flyback

Active PFC + Flyback (100~150W)

汽车照明

单级PFC Single Stage PFC

Active PFC +QR Flyback (100~150W)

鱼诱饵

主动式PFC + 反激 Active PFC + Flyback

PFC + LLC Resonant (100W~)

PFC + AHB(不对称半桥) (100W~)

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2

Fairchild LED Lighting Solutions
装饰灯 (~ 25W) 室内/室外 (25 ~ 100W) 街灯 Street (100W~) 非隔离Non-Isolation 隔离 Isolation topology BUCK PSR Flyback
FAN100 FAN102 FSEZ1016A FSEZ1216

CRM PFC Single Stage
FAN7527B FAN6961 FAN7529

Flyback

PFC+QRC Combo
FAN6921(*)

LLC Resonant
FAN7621 FSFRxx00

AHB

FAN7700(*) FAN7701(*)

FAN6300 SG6859A SG6742 FAN7602B/C FSQ0x65 FSDM0x65 FSFM300

FAN7622(*) FSFAxx00

(*) under development (*) under Planning 绿色: 内置MOSFET

Other:同步整流+MOSFET集成 FSR510(*)
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PSR的好处-无光耦,无431
小功率适配器:CV 小功率充电器和 LED驱动:恒压CV,恒流CC 如果无需次级反馈仍可实现输出电压稳定以及恒流功能,则可省去光耦,431,以及恒流电路(充 电器或LED驱动应用) 可以实现较大的成本节省和空间节省。

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4

普通IC做的PSR为何做不到精确的CV,CC
用普通IC,其中一种方法做PSR时,常用Vcc作为反馈采样原始电压 忽略其他因素,只考虑二极管的Vf和部分漏感效应,可以得到:

Vs

Vo=[Vs-Vfo(Io,T)]*D2 Vs=Va/n1 Vs/D2=Vdd+Vf1(Icc,T)-Vav_spike(Io) =Vref*(R1+R2)/R2+ Vf1(Icc,T)-Vav_spike(Io) Vo≈Vdd+Vf1(Icc,T)-Vav_spike(Io) =Vref*(R1+R2)/R2+ Vf1(Icc,T) -Vav_spike(Io)-Vfo(Io,T)
假如参考电压Vref比较精确,那么 Vo将取决于Vf1,Vfo和漏感效应引起的加在Vcc 上的电压,而二极管的Vf跟其顺向电流和温度有 很大关系,所以输出电压就无法做到精确。 CC也同样做不到精确。
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V IN

R IN D1 R1
VDD GATE

DO CO W AUX V

O

Q1

C IN R2

FB

n1=Na:Ns
RS

SENSE GND

Va
漏感效应 输出电流越大,此尖峰越大 Vcc将会更高

如何使 PSR 实现高精度 CV,CC
Vo≈Vref*(R1+R2)/R2+ Vf1(Icc,T) -Vav_spike(Io)-Vfo(Io,T)
1.恒压CV DCM方式工作,直接在Vcc绕组采样,采样时机是输出 二极管电流为0的时候, Vf1(Icc,T)和Vav_spike(Io)项为 0,另外加上温度补偿,使得Vf(Io,T)几乎是恒量,则

VO = VREF ? = VREF ?

R1 + R 2 NS -Vf (IO ,T) ? R2 NA R1 + R 2 NS -Vf (0A,T) ? R2 NA

选择R1,R2,Ns,Na 即可确定输出精确电压Vo 2.恒流CC

Io = = =

1 ? ?Tdis ? iS , pk ? ? 2TS ? 1 ? ? n ? i pk ? Tdis ? ? 2TS ? 1 2TS ? V ? ? ? n ? cs ? Tdis ? ? Rs ?
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选择选择Rs,即可确定输出精确恒流点Io

原边反馈 PSR 方案(PSR Flyback)
P/N FAN100 控制器 FAN102 FSEZ1016A FSEZ1216 Po 12W 12W 3.5W 7.5W CV/CC ±5%/±7% ±5%/±5% ±5%/±7% ±5%/±5% Package SO-8 SO-8 SOP-7 DIP-8 Par30 E27 MR16 GU10

内置600V MOSFET

? ? ? ? ? ? ? ?

没有次级反馈电路,降低成本,减少损耗 固定 42KHz 工作频率 频率抖动(+/-2.6KHz), US Patent:7026851 线性降频的绿色工作模式 UVLO VDD脚OVP OTP 18V驱动输出箝位

无光偶 无431

No COMR for FAN100/FSEZ1016A Copyright ? 2009 Fairchild Semiconductor 7

FSEZ1016A,FSEZ1216

PSR 实现高精? CV,CC

1.恒压CV

直接在Vcc绕组采样,采样时机是输出二极管电流为0的时候 另外加上温度补偿,使得Vf(Io,T)几乎是恒量

VO = VREF ? = VREF ?

R1 + R 2 NS ? -Vf (IO ,T) R2 NA R1 + R 2 NS ? -Vf (0A,T) R2 NA

选择R1,R2,Ns,Na 即可确定输出电压Vo

2.恒流CC

Io = = =

1 ? ?Tdis ? iS , pk ? ? 2TS ? 1 ? ? n ? i pk ? Tdis ? ? 2TS ? 1 2TS ? V ? ? ? n ? cs ? Tdis ? ? Rs ?

选择选择Rs,即可确定输出恒流点Io
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实例:FSEZ1016A:4.2W (12V/350mA)

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9

实例: FAN102+MOSFET:12W (17V/700mA)

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10

实例: FSEZ1216:5W (5V/1A)
L F1 F/10R/1W D/1N4007 D1 D4 N2 D/1N4007 N1 R5 C2 R/75R/0805 C/102P/0805 N14 N13 1 N4 R/1K/0805 D/1N4007 D/1N4007 R1 C4 C/4.7uF/400V L4 L/4.7uH C5 C/4.7uF/400V D2 N 1 2 D3 R2 R/1M/1206 N6 N5 R3 R/1M/1206 R9 R4 R/100K/1206 R/270R/0805 C1 C/102K/1KV N7 D5 D/1N4007 4 N9 5 TX/EE16 SGND 6 1 TX1 9 D/SB260 D7 3 C8 C/470uF/10V C3 C/220uF/10V R6 R/1K/0805 N15 1

L2 L/1mH N3 2

L3 L/15uH 2 VO

VO

90V
VDD D6 D/1N4007 C6 C/10uF/50V

115V

230V

264V

6
R10 R/137K/0805

5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5

U1 6 COMR COMI R12 R/200K/0805 C11 C/105P/0805 C10 C/683P/0805 R/51K/0805 R13 R/82K/0805 COMV 2 3 4 VDD VS 5 8 1 7 R16 VS DRAIN CS

C7 C/47P/1206

R17 R/30K/1206

COMR DRAIN COMI COMV U/EZ1216 CS GND

R/3R9/0805

R/2R2/0805

R16A

2 1.5 1 0.5 0

R11

C9 C/103P/0805

√ 测试结果 (使用 AWG.24输出线, 1.8M) - 待机功耗: 0.091 W under @ 264Vac =>very low standby power loss - 恒压精度: ±2.88% , 4.854 ~ 5.136V @ AC 90~264V , 0 ~1000mA. - 恒流精度: ±1.75%, 1.08 ~ 1.046 A @ down to 1.0V - 纹波噪音: 150mVp-p under @ AC 90~264V , 0 ~ 1000mA -效 - EMI : 率 : 72.3 % @ 115V 60Hz; 71.5% @ 230V 50Hz Conduction Emission ; 9dB

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

FSEZ1216
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实例: (第三代PSR FSEZ1xxxx):3.5W (5V/700mA)
L F1 F/10R/1W D/1N4007 D/1N4007 D1 D3 N13 L/470uH L2 R1 R/1K/0805 C4 C/4.7uF/400V C5 C/4.7uF/400V R3 R/100K/1206 N6 R8 R/270R/0805 D5 N7 D/1N4007 D7 VDD D/FR103 C6 C/10uF/50V C7 C/22P/0805 R9 R/100K/0805 N9 5 6 SGND C1 C/102P/1KV 4 3 C8 C/470uF/10V(Low ESR) R10 R/3.3K/080 TX1 TX/EE16 1 HV 1 9 D/SB260 N1 C2 C/102P/0805 N14 R4 CR/75R/0805

D6 V0

VO1

N3 D/1N4007 D/1N4007

2

D2

D4

N

1

L4 L/4.7uH

2

U1 2 7 6 3 VDD HV NC GND VS Drain Source COMR 5 8 1 4 VS Drain Source COMR C/105P/0805 R13 C9 R/1R8

R15 R/39.2K/0603

FSEZ1307

? 第三代PSR产品(以基层MOSFET为?) ? 30mW @ 264Vin standby Po ? Efficiency + 2% (AWG 26, 1.8M) ? Input cap : 4.7 + 4.7 uF ? 2A output diode ? EE16 trans(3winding + 1 shield) ? output cap.(470uF) ? 3.3K dummy res. ? total : 28 counts

√ 设计要求 - 输入电压 : 90 ~ 264Vac - 待机功耗: 30mW - 输出电压: 4.75~ 5.25V - 输出电流: 700~ 900mA - 纹波噪音: 150mVp-p - 5级能效: 65.5%

√ 测试结果 (使用 AWG.26, 1.8M) - 待机功耗: 0.0289 W @ 264Vac - 输出电压及精度 : ±3.28% , 4.76 ~ 5.088V @ AC 90~264V , 0 ~700mA. - 输出电流及进度 : ±2.79%, 0.733 ~ 0.772A @ down to 1.0V - 纹波噪音:150mVp-p under @ AC 90~264V , 0 ~ 700mA - 效率: 72.42% @ 115V 60Hz 71.02% @ 230V 50Hz
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测试结果(CV,CC,纹波,待机功耗,效率,EMI)
300
5
90V#23 115V#23 230V#23 264V#23

250
4
90V#23 115V#23 230V#23 264V#23

200 150 100 50 0

3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

CV : ± 3.28 % CC : ±2.79% with AWG 26, 1.8M
40

纹波 : 150mV under with 10uF elec. & 0.1 ceramic cap.
75.0% 73.0% 71.0% % efficiency

AC 115V AC230V

30

20

69.0%
10

67.0%
0 90 140 190 240

65.0% 0.250

0.400

load

0.550

0.700

待机功耗 : 28.9mW @264Vac
Att
100

效? 73.5% @ 115V / 73.1%@230V
120 kHz 50 ms OFF 10 MHz 100 MHz
100

10

dB

RBW MT PREAMP

Att 1 MHz

10

dB

RBW MT PREAMP

120 kHz 50 ms OFF 10 MHz 100 MHz

1

MHz

90 1 QP CLRWR 2 AV CLRWR

80

230Vac Line

90 SGL 1 QP CLRWR 2 AV CLRWR 80

230Vac Nature

SGL

70

70

EN55022Q
60 PRN

EN55022Q
60 PRN

EN55022A
50

EN55022A
50

40

40

30

30

20

20

10

10

0

0

150

kHz

100

MHz

150

kHz

100

MHz

Date:

EMI 结果(No Y-Cap)
12.MAY.2009 16:32:45

Date:

EMI 结果(No Y-Cap)
12.MAY.2009 16:23:03

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13

Fairchild PSR方案总结

?更少的零件使得小功率充电器,适配器等变得越来越小 ?低的总成本可以逐渐取代能效很低的线性电源 ?无需次级反馈实现精确恒压恒流 ?更具总成本竞争力 ?低待机功耗(<30mW:第三代PSR:FAN1xx/FSEZ1xxx) ?绿色工作满足能源之星2.0五级要求 ?多种保护,具有高的可靠性
内置 600V MOSFET 控制器

P/N FAN100 FAN102 第三代PSR FSEZ1016A FSEZ1216 第三代PSR

Po CV/CC (W) 12 ±5/±7% 12 ±5/±5% 12 3.5 7.5 7.5 ±5/±5% ±5/±7% ±5/±5% ±5/±5%

封装 SO-8 SO-8 SO-8 SOP7 DIP-8 DIP-8

其他

更少零件 更低待机功耗

更少零件 更低待机功耗

V+ O VO

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PWM 控制 IC 系列 (10 ~75W)
硬开关 SG6859A 应用 高压启动 工作电流 开关频率 节能模式 UVLO 开环保护 短路保护 OVP 10~40W 3mA 可调+抖频 Burst+线性降频 两级UVLO,重启 动输入功率小 有 有 有,通过VCC保护 有,内部SAW 高压补偿 有 SOT26 (6Pin)
Copyright
?

QRC FAN7602B FAN7602C* 30~100W 有 1mA B:65K C:65K+抖频 Burst 一级UVLPO 有 有 有,通过VCC保护 FAN6300 FAN6300A* 30~75W 有 4.5mA QRC,延展谷底导通 频率变化范围窄 Burst+线性降频 两级UVLO,重启动输入功率小 有 有 2个, -VCC可保护, -DET Pin更可提供较精确的 OVP 有,DET Pin 实现高压补偿 有 SO-8

SG6742M SG6742H 30~75W 有 2.7mA M:65K+抖频 H:100K+抖频 Burst+线性降频 0.15W 空载功耗,满足 能源之星2.0 Level5 两级UVLO,重启动输 入功率小 有 有 有,通过VCC保护 有,内部SAW 高压补偿 有,外接NTC 有 SO-8

OCP OTP 前沿消隐(LEB) Brown out 封装

有,低损耗外部高压补偿 有 有 SO-8
15

2009 Fairchild Semiconductor

PWM 控制 IC
AC/DC

: SG6859A(10~40W)

SG6859A

Par38

DC/DC: Buck Converter
DC Bus VDD Wall series

SG6859A

Dimming signal (optional)
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PWM应用电路图

SG6859A (10~40W)

SG6742MR/ML/HR/HL (30~75W)
Vo+

BD1
C1
Vo-

VAC

6 8 HV VDD DET 1

7

NC

GATE

5

2

FB GND 4

CS

3

FAN7602B(30~100W)

FAN6300 (QRC: 30~75W)
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PWM IC 特性
两级UVLO

线性降频,抖频

SAW Limit 高压OCP补偿

短路及开环保护(FB Pin)

High Line

Low Line

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硬开关集成开关(FPS)系列

Device FSQ500L FSQ211 FSQ100 FSQ110 FSQ0170RNA FSQ0270RNA FSQ0370RNA FSFM260N* FSFM300N* FSDM0465RE FSDM0565RE FSDM07652RE FSDM1265RB

Output Power1 2.5 W 7W 8W 12 W 13 W 16 W 19 W 26 W 30 W 48 W 60 W 70 W 90 W

MOSFET 700 V 650 V 650 V 650 V 700 V 700 V 700 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V

Corresponding Peak Switching Package Current Freq. Old Devices 0.28 A 0.36 A 0.55 A 0.70 A 1.20 A 1.50 A 2.15 A 1.5 A 1.6 A 1.60 A 2.30 A 2.50 A 3.40 A 130 KHz 67 KHz 67 KHz 100 KHz 100 KHz 100 KHz 100 KHz 67 KHz 67 KHz 66 KHz 66 KHz 66 KHz 66 KHz SOT223 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP TO-220F TO-220F TO-220F TO-220F FSDM311 FSDH321 FSDL0165RN FSDM0265RNB FSDM0365RNB

FSCM0465RG FSCM0565RG FSCM0765RG

* 开发中 1. 最大输出功率是在良好散热条件下得到 (At 50°C ambient and 85-265 VAC)

? ? ? ? ? ?

集成MOSFET 绿色节能 FSQ211 同封装,Pin to Pin兼容 内建15mS软启动 UVLO, VDD OVP, OLP ,TSD 及开环保护 峰值电流可调(FSQ110,FSQ0x70xxx,FSFMxx0N)

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19

CCM/谷底导通(QR)混合集成开关(FPS)系列 (适用于恒压输出)
Device FSQ510 FSQ311 FSQ321 FSQ0165RN FSQ0265RN FSQ0365RN FSQ0465RS FSQ0465RB FSQ0565RS FSQ0565RQ FSQ0765RS FSQ0765RQ Output Power1 5W 8W 10 W 13 W 16 W 19 W 48 W 48 W 60 W 60 W 70 W 70 W MOSFET 700 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V 650 V Peak Current 0.32 A 0.60 A 0.60 A 0.90 A 1.20 A 1.50 A 1.80 A 3.00 A 2.30 A 3.00 A 2.50 A 3.50 A Switching Freq. Valley(55~67KHz) Valley(55~67KHz) Valley(55~67KHz) Valley(55~67KHz) Valley(55~67KHz) Valley(55~67KHz) Valley (48~67KHz) Valley (48~67KHz) Valley (48~67KHz) Valley (48~67KHz) Valley (48~67KHz) Valley (48~67KHz) Valley (48~67KHz) Package 7DIP 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP 8DIP TO-220F-6 TO-220F-6 TO-220F-6 TO-220F-6 TO-220F-6 TO-220F-6
TO-220
6. Vstr 5. Sync 4. FB 3. VCC 2. GND 1. Drain

1.最大输出功率是在良好散热条件下得到

(At 50°C ambient and 85-265 VAC)

? ? ? ? ? ? ?

集成MOSFET 绿色节能 优化谷底导通(QRC),降低开通损耗 低压重载CCM工作,提高效率 内建15mS软启动 UVLO, VDD OVP, OLP,TSD及开环保护 全输入电压,全负载条件下,非常窄的频率变 化范围

. 效率 CCM DCM

硬开关 传统的QRC 减小导通损耗

减小开通损耗

90Vac

265Vac

Vin

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20

CCM与谷底导通混合的工作方式
1 2 1.
? ? ?

FSQ510,311,321,0165,0265,0365
蓝色时间区域是允许开关开通窗口 低压重载进入CCM工作方式(55KHz) 全输入电压,全负载下频率变化范围很小 (56~67KHz)

2.
? ? ?

FSQ0465,0565,0765
蓝色时间区域是允许开关开通窗口 低压重载进入CCM工作方式)67KHz) 全输入电压,全负载下频率变化范围很小 (48~67KHz)

1 1 ≤ f SW ≤ tB t B + TRESONANT
Freq 67k 59k 55k 67k 59k 48k

Vin

Vin

Copyright

?

2009 Fairchild Semiconductor 21

21

PFC 和 PFC+PWM 系列

器件

应用

工作方式

封装 SOP-8 OVP,

保护及其他

单级 FAN7527B PFC(75W),独 BCM / CRM,带乘法器 立PFC(250W) 单级 FAN7530/7529/6961 PFC(75W),独 BCM / CRM,固定开通时间 立PFC(250W) Interleaved BCM FAN9612 300~800W 两相临界导通交错式 FAN6921* 75~150W BCM PFC 与 PWM 集成 FAN4800A 100~1000W CCM PFC 与 PWM 集成 *开发中

SOP-8 SOIC-16 DIP-16 DIP-16

OVP,开环保护, 跨导误差放大器,可使用大采样电阻,降低 功耗,抗干扰能力强 两级OVP,两路独立OCP,闭环软启动,输 入欠压保护 Brown out,较精确OVP,OCP,SCP,开环保护

FAN9612

Copyright ? 2009 Fairchild Semiconductor

22

临界断续导通模式BCM PFC (Boundary-conduction Mode)
T1 PFC Output D2 C5 R3 BD1 NTC R1 C3 C4 C6 C2 LF1 C1
1 8 7 OUT Vcc

FAN7527B 8 Pin 封装 使用乘法器 零电流开通 较好的PF和THD 电流检测内置滤波电路

R5 R8 D1 D3 C8
6 GND 5 Idet

R6

Q1

FAN7527B FAN7527B
EA_OUT MULT INV CS

R9 R7 VR1

2

3

V1 F1 R2 C9 C7

AC INPUT

FAN7529/FAN7530/FAN6961 无需输入电压检测,节省功耗(80mW,2M) 零电流开通 固定开通时间,最大开通时间可调(MOT) 较好的PF和THD 跨导误差放大器,可使用更大的采样电阻,降低 功耗 (80mW,2M) OVP,开环保护 低工作电流 : 2.5mA, (FAN7529/7530), 4.5mA(FAN6961) 最大频率限制(FAN6961)
Copyright
?

FAN7529 FAN7530 FAN6961

R2 is for FAN7529,FAN7530 2009 Fairchild Semiconductor 23

4

单级PFC/Flyback
-只用一个IC实现PFC和反激功率转换 -总零件零件少,省略一个MOSFET,一个升 压Diode,一个PWM IC -较高的功率因素(>0.9) -高效率 -适用于低成本LED电源 T5

T8
FA N7 52 7B

控制器: FAN7527B/7529 输 入:90~264Vac 输 出:18W PF: >0.95 THD: <8% 控制器: FAN7529/7530/6961 输 入:90~264Vac 输 出:50W PF: >0.9

只用一个 开关管

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24

BCM PFC + QR PWM 集成 IC:FAN6921(*) (60~120W)
集成BCM PFC和 QR PWM,高压启动 ? 临界导通(BCM) PFC 部分 ? 零电流检测(ZCD) ? Brown Out保护 ? 恒定开通时间控制 ? 集成前沿消隐(LEB) ? PFC soft-burst 减小可闻噪音 ? Burst Mode工作可调 ? 最小关断时间 Toff限制最高频率 ? 准谐振(QR)PWM部分 ? 峰值电流控制 ? 集成前沿消隐(LEB) ? 关断时间调制 ? 延展谷底导通,全电压,全负载下频率变化小 ? 最小关断时间 Toff限制最高频率 ? 高压补偿OCP ? 内置 5ms 软启动 ? UVLP,较精确OVP,SCP,OCP,OTP ? 工作方式类似于FAN6300 FSR510

FAN6921

90W Power Demo
? ? ? ? ?

IC: FAN6921 (PFC+PWM集成) SR: FSR510 (控制器+MOSFET) Input: 90-264V Output: 19V/4.74A,90W Efficiency: 90.4%@ 90Vac, 92.84%@264Vac
Copyright ? 2009 Fairchild Semiconductor 25 25

92.8%

CCM PFC+ PWM 集成IC:FAN4800A

特点:
? ? ? ? ? ? ? ?

CCM PFC与PWM IC集成 能够与FAN4800,CM6800,CM6800A Pin to Pin 兼容 更多保护: Brown out, 输出短路,开环保护 (FB Pin) 30V 制程,Vcc可工作于更高的电压范围 更好的功率因素PF和更低的THD 接近50%的最大占空比,相同的Bulk电容下, Hold Up Time更长 更节能,可使用更大的RAC (1M->6M ohm) FAN4800A 可工作于电流模式和电压模式

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26

临界导通交错式(BCM-Interleaved) PFC:FAN9612
FAN9612提供业界最全面的功能特性: 临界导通模式交错式,扩大BCM控制的功率范围(300-800W) 全电压范围提供超过96%的效率 消弱了电流纹波,将峰值电流减至最小,降低损耗 所有运作条件下都保持两个功率级精确的180度相差 自动切相,轻载时仅有一个通道运作,将功耗减至最小 低启动电流和低工作电流。 谷底开关将MOSFET开启损耗减至最低 各个通道具有过流和功率限制保护功能 两级输出过压保护 (OVP) 输入电压欠压和过压保护 将重启定时器频率减至最小,以避免可闻的噪声 最高开关频率钳制 可编程闭环软启动,将启动时的输出电压过冲减至最少 输入电压前馈功能将输出电压的工频纹波减至最小

FAN9612

IL1

IL2

IL1 + IL2

IL1 IL2

IL1 + IL2

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27

零电压开关(ZVS) LLC/AHB 系列
Rds_on 最大值 0.38 0.67 0.85 0.95 1.25 0.38 无散热器 输出功率 (Vin=350 -400Vdc) 200W 160W 140W 120W 100W 200W 有散热器 输出功率 (Vin=350 -400Vdc) 450W 350W 300W 260W 200W 450W 16 Pin 9 Pin 16 Pin

拓扑

型号 FSFR2100 FSFR2000 FSFR1900 FSFR1800 FSFR1700

封装

9 Pin SIP 封装:控制器+高压驱动IC+2*MOSFET

FR MOSFET
9-Pin

FR MOSFET

LLC (集成MOSFET)

控制器

LLC 控制器 (集成高压驱动IC) AHB (集成MOSFET) AHB 控制器 (集成高压驱动IC) * 开发中

FAN7621 FSFA2100 FAN7622*

控制器

FSFRxxxx

FSFAxxxx

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28

串联谐振半桥零电压开关(ZVS) 系列 FSFRxxxx & FAN7621
LLC技术的优势
? 零电压开关(ZVS)实现高效率(93~94% @ 24V/8A),低EMI ? 50%占空比,变压器利用率高 ? 开关管及输出整流管低电压应力 ? 变压器可使用集成谐振电感(漏感),省略外部电感

Cr V dF

Lr Lm R ac V R IF

Fairchild 高性能 LLC IC
? 9 Pin 设计(FSFR系列) ? 16 Pin 设计(FAN7621) ? 集成快恢复体内二极管的MOSFET,提高可靠性(FSFR系列) ? 集成高抗噪音能力的高压浮动驱动IC ? 可高达300kHz的工作频率利于软启动 ? 内建优化的死区时间(固定 350ns) ? 多种保护:OVP,OCP, 异常OCP, OTP(FSFR系列) ? 可选轻载调频 ? 简单的远程ON/OFF控制 ? 高可靠性,易于设计

ZVS

92.4%
200W LED Power Demo
? ? ? ? ? Input: 90-264V Output: 52.5V/4A Efficiency: 89.4%@ 110Vac, 92.4%@220Vac PFC IC: FAN6961/FAN7529 LLC IC: FSFR2100
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FSFR2100

不对称半桥(AHB)零电压开关(ZVS) 系列 FSFA2100 & FAN7622*
AHB 技术的优势
? 零电压开关(ZVS)实现高效率(93~94% @ 12V/30A),低EMI ? 可调的固定开关频率,易于实现次级同步整流,效率更高 ? 开关管电压应力低 ? 变压器可使用集成谐振电感(漏感),省略外部电感

Fairchild 高性能 AHB IC
? 9 Pin 设计(FSFA系列) ? 16 Pin 设计 (FAN7622*:开发中) ? 集成快恢复体内二极管的MOSFET,提高可靠性(FSFA系列) ? 集成高抗噪音能力的高压浮动驱动IC ? 内置软启动 ? 内建优化的死区时间(固定 350ns) ? 多种保护:OVP,OCP, 异常OCP, OTP(FSFR系列) ? 可选轻载调频 ? 简单的远程ON/OFF控制 ? 高可靠性,易于设计 ZVS

360W LED Power Demo
? ? ? ? Input: 370~410Vdc Output: 12V/30A Efficiency: 94.6%@ 15A, 93.1%@30A AHB IC: FSFA2100

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30

高效率方案: APFC+ZVS后级
LLC: Controller

BCM PFC FAN7621 FAN7530 FAN6961 LLC: Controller+2*MOSFET

Vo

L N

+

FSFR1700.1800.1900.2000.2100
Vo

BCM-Interleave PFC

+

L

AHB: FAN9612
-

Controller+2*MOSFET
Vo

FSFA2100

N

?不对称半桥拓扑 ?容易通过简单电 路实现输出同步整 流以适用于低压大 电流

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31

Fairchild LED Power Solutions(1W~400W)
BCM Interleaved PFC BCM PFC+LLC/AHB CCM PFC+PWM BCM PFC+QRC Very High Efficiency Very High Efficiency High Efficiency High Efficiency PFC+PWM combo PFC+PWM combo High Cost- Efficient High Cost- Efficient
PFC: FAN7527B FAN7529 FAN6961 QRC:FAN6300 PFC: FAN9612

PFC: FAN7527B FAN7529 FAN6961 LLC: FSFR1700 1800 1900 2000 2100 AHB:FSFA2100 FAN4800A PFC+QRC: FAN6920/FAN6921 SR: FSR510 series

SSR FPS

QRC:FSQ510,FSQ311,FSQ0165RN,FSQ0265RN,FSQ0365RN QRC:FSQ0465R,FSQ0565R, FSQ0765R Hard Switch:FSQ100,FSQ110,FSQ0170RNA,FSQ0270RNA, FSQ0370RNA,FSFM300N SG6859A SG6742 FAN7602B/C PFC: FAN7527B FAN7529 FAN6961 FSEZ1016A FSEZ1216 FAN100 FAN102

Integration, Easy to upgrade Integration, Easy to upgrade Low Cost Low Cost Low Component Amount with High PF Low Component Amount with High PF

SSR PWM Single Stage PFC PSR EZ Switch PSR Controller

No Photocoupler ,, No 431, Low Cost, MOSFET inside No Photocoupler No 431, Low Cost, MOSFET inside No Photocoupler ,, No 431, Low Cost No Photocoupler No 431, Low Cost

5W
Copyright
?

30W

60W
32

100W

PSR: Primary Side Regulation----No Photocoupler, No 431

SSR: Secondary Side Regulation

2009 Fairchild Semiconductor

分立器件
MOSFETs ?Q-FET C Series ?UniFET ?SupreMOS ?FRFET ?低压MOSFET Diodes ?PFC Diode ?肖特基二极管Schottky 低Vf和Trr 低Vf,高压
33

高性价比 低开关损耗 (Rds_on*Qg小) 超低Rds_on,低导通损耗 体内二极管超快恢复 超低超低Rds_on

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高性价比 C-Series MOSFET

VTG N100 N120 N150 N200 N400 N500

T O220

T O 220F

D-PAK

I-PAK

D2-PAK

I2-PAK

T O 3P

FQP90N 10V2 FQP32N 12V2 FQP10N 20C FQP6N 40C FQP11N 40C FQP5N 50C FQP9N 50C FQP13N 50C FQP18N 50V2 FQP1N 60C FQP2N 60C FQP5N 60C FQP8N 60C FQP10N 60C FQP12N 60C FQP3N 80C FQP6N 80C FQP7N 80C FQP8N 80C FQP4N 90C FQP6N 90C FQP8N 90C FQP9N 90C

FQPF90N 10V2 FQPF32N 12V2 FQPF10N20C FQPF6N 40C FQPF11N40C FQPF5N 50C FQPF9N 50C FQPF13N50C FQPF18N 50V2 FQPF1N 60C FQPF2N 60C FQPF5N 60C FQPF8N 60C FQPF10N60C FQPF12N60C FQPF3N 80C FQPF6N 80C FQPF7N 80C FQPF8N 80C FQPF4N 90C FQPF6N 90C FQPF8N 90C FQPF9N 90C FQD 10N 20C FQD 6N 40C FQD 5N 50C FQU 10N20C FQU 6N 40C FQU 5N 50C

FQB 32N 12V2 FQB 45N 15V2 FQB 10N 20C FQB6N 40C FQB 11N 40C FQB5N 50C FQB9N 50C FQB 13N 50C

FQI10N 20C FQI6N 40C FQI5N 50C FQI9N 50C FQI13N 50C FQA18N 50V2

N600

FQD 1N 60C FQD 2N 60C FQD 5N 60C

FQU 1N 60C FQU 2N 60C FQU 5N 60C

FQB5N 60C FQB8N 60C FQB 10N 60C FQB 12N 60C

FQI5N 60C FQI8N 60C FQI10N 60C FQI12N 60C

FQA10N 60C

N800

FQA7N 80C FQA8N 80C FQA10N 80C FQA6N 90C FQA8N 90C FQA9N 90C FQA11N 90C FQA8N 100C

N900

N 1000

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34

UniFET 系列(400~650V) Low FOM (Rds*Qg)
特点: ?比普通DMOS 的RDS(on) 有40% 的减小 ?更高的雪崩能量 ?Qg 减小25%,更小的米勒电容 (Cgd)和输入电容(Ciss) , 减小驱动能量,更小关断能量 ?Rds X Qgd 小,减小开关损耗 应用: ?PFC 开关及主开关

Normal

UniFET

Copyright ? 2009 Fairchild Semiconductor

35

SupreMOSTM
特性 600V Super-junction MOSFET 采用深沟槽技术 A*RDS(on) , 20mΩ*cm2 小输入电容, Ciss 体内二极管dv/dt承受能力更高, 15V/n 体内二极管的方向恢复特性更好搜, trr & Qrr
Drain

SuperFETTM
Source Gate Source

SupreMOSTM
Source Gate Source

Drain

相比于 SuperFET , SupreMOS 减小品质因数 FOM 43%

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36

产品列表 (1)
Conventional 600V Line-up
Product ID FCD4N60N FCPF4N60NT FCPF7N60NT FCP9N60N FCPF9N60NT FCD9N60N FCP11N60N FCPF11N60NT FCP13N60N FCPF13N60NT FCP16N60N FCPF16N60NT FCA16N60N FCP22N60N FCPF22N60NT FCA22N60N FCB22N60N FCP36N60N FCB36N60N FCA47N60N FCA76N60N BV_DSS 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V 600V I_D 4A 4A 7A 9A 9A 9A 11A 11A 13A 13A 16A 16A 16A 22A 22A 22A 22A 36A 36A 47A 76A R_DS(on) 0.950? 0.950? 0.520? 0.385Ω 0.385Ω 0.385Ω 0.299Ω 0.299Ω 0.260Ω 0.260Ω 0.199Ω 0.199Ω 0.199Ω 0.165Ω 0.165Ω 0.165Ω 0.165Ω 0.085Ω 0.085Ω 0.062Ω 0.035Ω Packages DPAK TO220F TO220F TO220 TO220F DPAK TO220 TO220F TO220 TO220F TO220 TO220F TO3PN TO220 TO220F TO3PN D2PAK TO220 D2PAK TO3PN TO3PN
37

Sample Date P09.09 P08.09 P08.09 P05.09 P05.09 P06.09 P05.09 P05.09 P05.09 P05.09 P04.09 P04.09 P04.09 P02.09 P02.09 P02.09 P05.09 P07.09 P07.09 P09.09 P08.09

Release Date (Code S) P09.09 P09.09 P09.09 P07.09 P07.09 P09.09 P07.09 P07.09 P07.09 P07.09 P06.09 P06.09 P06.09 P06.09 P06.09 P06.09 P09.09 P10.09 P10.09 P12.09 P11.09

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产品列表(2)
650V SupreMOS
Product ID FCPF9N65NT FCPF13N65NT FCPF16N65NT FCA76N65N BV_DSS 650V 650V 650V 650V I_D 9A 13A 16A 76A R_DS(on) 0.385Ω 0.260Ω 0.199Ω 0.035Ω Packages TO220F TO220F TO220F TO3PN Sample Date P 06 .09 P 06 .09 P 06 .09 P 08 .09 Release Date (Code S) Q 3 .0 9 Q 3 .0 9 Q 3 .0 9 Q4.09

Fast Recovery Type (FRFET) Line-up
Prod ID uct FCP9N60NF FCP 16N60NF BV S _DS 600V 600V I_D 9A 16A R_DS(on) 0.404Ω 0.209Ω Packages TO220 TO220 S le Date amp P 11.09 P 09.09 Release Date (Code S) P 12.09 P 12.09

Copyright ? 2009 Fairchild Semiconductor

38

FRFET 快恢复系列
FRFET 技术 ? 体内二极管具有快速恢复特性(trr,Qrr小) ? 可以在更高的频率下工作 (200~300kHz),增加功率密度 ? 改善 dv/dt 承受能力 ? 增加系统可靠性 ? 软恢复特性,,减小EMI 应用(Applications) ? 半桥 (HB,LLC HB) ? 移相全桥(ZVS) ? 其他需要利用体内二极管的拓扑

Ultra FRFET FDPF7N50U

FRFET FDPF7N50F Normal MOSFET FDPF7N50

Part Number

BVDSS [V]

ID [A]

RDS(ON) Max [ohm]

Qg typ [nC]

trr typ [ns]

package

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FDPF16N50U FDPF12N50U FDB12N50U FDPF7N50U FDPF5N50U FDPF6N60ZU* FDPF8N60ZU* FDPF10N60ZU*

500 500 500 500 500 600 600 600

14 10 10 5 4 4 6 8

0.45 0.75 0.75 1.5 2 2 1.5 0.95

32 22 22 12.8 8 15 22 38

85 60 60 40 35 43 45 50

TO-220F TO-220F D2-PAK TO-220F TO-220F TO-220F TO-220F TO-220F

39

高性价比新型 PFC Diode
HyperFast:
性价比高,低Vf,适合用导通损耗为主的断续导通模式(BCM/DCM) PFC级

Stealth II:
?非常快的反向恢复速度,适合用在开关损耗为主的连续导通模式 (C CM)PFC级,并可减小PFC开关管的开通损耗,以及电压尖峰,可提 高效率, ?软恢复特性,自身电压尖峰小,恢复电流无剧烈震荡,减小EMI

Application Hyper Fast (DCM PFC)

Part No. FFPF04H60S FFPF08H60S FFPF10H60S FFP04S60S FFPF04S60S FFP08S60S FFPF08S60S FFP15S60S FFPF15S60S FFP30S60S

Package TO-220F TO-220F TO-220F TO-220 TO-220F TO-220 TO-220F TO-220 TO-220F TO-220

If(A) 4 8 10 4 4 8 8 15 15 30

Vf 2.1 2.1 2.5 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6 2.6

Trr(nS) 21 35 35 18 18 25 25 25 25 25
40

Old

Device

RURP860,RHRP860

Stealth II (CCM PFC)

ISL9R860P2, RHRP860 ISL9R860PF2 ISL9R1560P2,RHRP1560 ISL9R1560PF2 ISL9R3060P2,RHRP3060

* VF in Tc=25degreeC and IF * Trr in Tc=25degreeC, 200A/us and IF

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输出肖特基二极管

特点: ? 低顺向压降 Vf ? 低损耗高效率 ? 高浪涌承受能力

Vrrm

Part No. FYP1010DN FYPF1010DN

Package TO-220 TO-220F TO-220 TO-220F TO-220 TO-220 TO-220

If(A) 10 20 30 20 20

Vf_Max 0.65 0.65 0.67V 0.75V 0.80V

Test Conditions If=5A,Tc=125C If=10A,Tc=125C If=15A,Tc=125C If=10A,Tc=125C If=10A,Tc=125C

100V

FYP2010DN FYPF2010DN MBR3010N

150V 200V

MBR20150CT MBR20200CT

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41

低压 MOSFET
PN FDP8860 FDS8670 FDP8870 FDS8870 FDP8874 FDS8874 FDP8896 FDS8896 FDS8690 FDS8876 FDP8876 FDS8880 FDP8880 FDP8878 FDP038AN06A0 FDP050AN06A0 FDS5672 FQPF85N06 FDS5670 FQPF65N06 FDS5680 FDS5682 FDP55N06 FDPF55N06 Package TO-220 SO-8 TO-220 SO-8 TO-220 SO-8 TO-220 SO-8 SO-8 SO-8 TO-220 SO-8 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 SO-8 TO-220F SO-8 TO-220F SO-8 SO-8 TO-220 TO-220F BVdss 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 Rds_on_Max 0.0025 0.0037 0.0041 0.0042 0.0053 0.0055 0.0059 0.006 0.0076 0.0082 0.0087 0.01 0.0116 0.015 0.0038 0.005 0.01 0.01 0.014 0.016 0.02 0.021 0.022 0.022 Qg 81 30 106 45 56 30 25 28 10 15 32 12 26 17.1 95 61 34 86 49 48 30 27 30 6.5 Id 80 21 156 18 114 16 92 16 14 12.5 70 11.6 54 40 80 80 12 53 10 40 8 7.5 55 55 PN FQP50N06 FDS5690 FQPF30N06 FQPF20N06 FQP13N06 FQPF13N06 FDP047AN08A0 FDP060AN08A0 FDP75N08 FQP90N10V2 FDP3652 FDS3672 FQP55N10 FQPF55N10 FDS3682 FDP3682 FQP44N10 FQP44N10F FQPF44N10 FQP33N10 FQPF33N10 FDS3692 FQP19N10 FQPF7N10 Package TO-220 SO-8 TO-220F TO-220F TO-220 TO-220F TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220 SO-8 TO-220 TO-220F SO-8 TO-220 TO-220 TO-220 TO-220F TO-220 TO-220F SO-8 TO-220 TO-220F 42 BVdss 60 60 60 60 60 60 75 75 75 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Rds_on_Max 0.022 0.028 0.04 0.06 0.135 0.135 0.0047 0.006 0.011 0.01 0.016 0.022 0.026 0.026 0.035 0.036 0.039 0.039 0.039 0.052 0.052 0.06 0.1 0.35 Qg 31 23 19 11.5 5.8 5.8 92 99 64 146 41 28 75 75 19 18.5 48 48 48 38 38 11 19 5.8 Id 50 7 21 15 13 9.4 80 80 75 90 61 7.5 55 34.2 6 32 43.5 43.5 27 33 18 4.5 19 5.5

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