Onsemi FL7740：高性能PWM控制器的卓越之选

在电子工程领域，电源控制芯片的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。Onsemi的FL7740作为一款用于功率因数校正的恒压初级侧调节PWM控制器，无疑为LED照明系统、AC - DC适配器、电视和显示器等应用提供了出色的解决方案。下面，我们就来深入了解一下这款芯片的特点和优势。

文件下载：FL7740-D.PDF

产品概述

FL7740能够在稳态下提供精确的恒压（CV）调节，同时具备差异化的动态功能，可最大程度减少线路和负载瞬态条件下输出电压的过冲和下冲。在智能照明应用中，其待机功率低于0.3W，并且在启用PF优化器时，即使在半负载条件下，功率因数也能高于0.9，具有广泛的输出功率扩展性。此外，内置的高压启动电路使启动时间小于0.2秒，通过环路增益转换技术，输出电压能在启动期间迅速达到目标CV水平。同时，它还具备过载、输出二极管短路、感测电阻短路、输出短路和输出过压等多种保护功能，确保了系统的高可靠性。

关键特性

宽输入范围与精确调节

• 宽通用输入范围：支持90V - 305V的交流输入电压，适应不同的电源环境。
• 稳态精确CV调节：稳态下CV调节精度小于±3%，负载瞬态时CV调节精度小于±10%，保证了输出电压的稳定性。

  快速启动与低功耗

• 快速启动：过冲小的快速高压启动时间小于0.2秒，能迅速使系统进入工作状态。
• 低待机功率：满足智能照明等应用对低功耗的要求。

  高功率因数

  通过PF优化器，在高线电压和半负载条件下，功率因数高于0.9，有效提高了能源利用效率。

  多重保护功能

• 脉冲电流限制：采用逐脉冲电流限制，防止电流过大损坏器件。
• 输出短路保护：当输出电压持续35ms低于0.7V时，触发输出短路保护。
• 输出过压保护：当输出电压高于VVS - OVP阈值或VDD高于VDD - OVP时，触发输出过压保护。
• 输出二极管短路保护：当CS引脚电压达到1.7V时，关闭开关，防止输出二极管短路。
• 感测电阻短路和开路保护：在首次开关时，监测CS引脚电压，若低于阈值则触发保护。
• 过载保护：当输出过载，且脉冲电流限制事件持续60个半线周期时，触发过载保护。

引脚功能与参数

引脚功能

Pin No.	Pin Name	Function	Description
1	VDD	IC Supply	为IC工作电流和MOSFET驱动电流供电
2	GND	Ground	控制器接地引脚
3	GATE	PWM Driver Output	使用内部图腾柱输出驱动器驱动功率MOSFET
4	CS	Current Sense	连接到电流感测电阻，用于逐脉冲电流限制
5	VS	Voltage Sense	通过电阻分压器连接到变压器的辅助绕组，检测输出电压
6	PF	Power Factor	连接到电阻，优化功率因数
7	BIAS	Internal Circuit BIAS	内部电源的旁路引脚，为IC上的所有控制电路供电
8	COMV	Loop Compensation	连接到COMV和GND之间的电容，用于补偿
9	NC	No Connection	无连接
10	HV	High Voltage	通过电阻连接到整流输入电压，实现快速启动

绝对最大额定值

Parameter	Ratings	Units
VHV(MAX)	HV引脚电压范围	560V
VMV(MAX)	VDD、GATE引脚电压范围	-
VLV(MAX)	COMV、PF、BIAS、VS、CS引脚电压范围	-
VLV(PULSE)	VS、CS引脚负脉冲电压（$I{LV}<0.2 A$且$t{PULSE}<$）	-1.5V
PD(MAX)	-	663mW
TJ(max)	-	150°C
TSTG	存储温度范围	-55 to 150°C
Junction - to - Ambient Thermal Impedance	158°C/W	-
Junction - to - Case Thermal Impedance	39°C/W	-
ESDHBM	ESD能力，人体模型（注2）	2kV

推荐工作范围

Symbol	Parameter	Min	Max	Unit
TA	环境温度	-40	125	°C

电气特性

在$V{DD}=18V$和$T{J}=-40 - 125^{circ}C$（除非另有说明）的条件下，FL7740具有一系列电气特性，包括VDD部分、GATE部分、HV部分、PWM部分、振荡器部分、电流感测部分、电压感测部分、启动序列部分、动态部分和保护部分等。这些特性详细规定了芯片在不同工作条件下的性能参数，为工程师的设计提供了精确的参考。

典型应用与设计要点

典型应用

• LED照明系统：为LED照明提供稳定的电源，确保照明质量。
• AC - DC适配器：适用于各种电子设备的电源适配器，提高能源转换效率。
• 电视和显示器：为电视和显示器提供可靠的电源支持。
• 离线电器：满足需要功率因数校正的离线电器的要求。

设计要点

恒压调节

VS引脚在次级侧二极管导通时间内检测输出电压信息，内部gm放大器将检测到的电压调节在3.5V。通过在COMV引脚连接数百nF的电容，使反馈环路在PFC控制中保持缓慢，从而实现输出电压的稳定调节。

动态响应

在负载瞬态条件下，由于PFC环路带宽较窄，$V{EAV}$会短暂超出调节范围。此时，动态控制功能会迅速改变占空比，使$V{EAV}$回到3.5V的调节参考值。

HV偏置启动

内部HV偏置电路在插入电源时迅速为外部VDD电容充电，使IC开始工作。500ms后，HV偏置停止，以降低待机功率。

启动时的过冲控制

启动时，反馈环路主要由比例增益控制，以加快输出电容的充电速度。当输出电压接近调节目标时，增益控制平滑地转换为积分增益，避免输出电压过冲。

数字PF优化器

FL7740通过补偿EMI滤波电容电流引起的输入电流相移，显著提高了宽负载范围内的功率因数。用户可以通过在PF引脚连接外部电阻分压器，提供一定水平的电压，来外部编程PF优化器的计算系数。

保护机制

自动重启

当保护触发时，FL7740停止开关操作，内部3秒计数器开始计时。在3秒内，内部HV偏置将VDD电压调节在17V - 19V之间，防止进入欠压锁定（UVLO）。3秒后，VDD下降到7.75V（VDD - OFF），IC复位并释放保护。当VDD电压再次上升到16V（VDD - ON）时，FL7740开始启动序列。

输出过压保护

在异常情况下，当$V_{EAV}$高于4.0V（SET0）/ 4.2V（SET1）持续4个开关周期，或VDD电压高于25V持续10秒时，触发输出过压保护。

输出短路保护

当输出短路时，$V_{EAV}$低于0.7V，若此条件持续35ms的开关时间，则触发输出短路保护。

过流保护

当CS电压高于1.8V（超过1.2V的逐脉冲电流限制）时，立即触发保护，防止输出二极管短路、感测电阻开路和变压器饱和等情况。

感测电阻短路保护

首次开关采用0.2V电流模式，若在首次导通时间内CS未达到75mV阈值，则触发感测电阻短路保护。

过载保护

在过载条件下，CS达到1.2V的逐脉冲电流限制。当此事件在连续60个零交叉（ZC）信号之间发生时，触发过载保护。

热关断

当内部结温高于150°C时，触发热关断保护；当结温下降到120°C以下时，保护释放。

总结

Onsemi的FL7740以其精确的恒压调节、快速启动、高功率因数和多重保护功能，成为了电源控制领域的一款优秀产品。它不仅适用于多种应用场景，还能为工程师提供可靠的设计方案。在实际应用中，工程师可以根据具体需求，合理选择和调整芯片的工作参数，以实现最佳的性能和稳定性。你在使用类似芯片时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。