FAN7631 [FAIRCHILD]
半桥谐振变换器用高级脉频调制（PFM）控制器; 半桥谐振变换器用高级脉频调制（ PFM ）控制器
| 型号： | FAN7631 |
| 厂家： | 
FAIRCHILD SEMICONDUCTOR |
| 描述： | 半桥谐振变换器用高级脉频调制（PFM）控制器 |
| 文件： | 总16页 (文件大小：1238K) |
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July 2011
FAN7631
半桥谐振变换器用高级脉频调制（PFM）控制器
说明
产品特性
FAN7631是一种脉频调制控制器，用于效半桥谐振变换
器，包括一个高端门极驱动电路、一个精确的电流控制振
荡器以及多种保护功能。其特征包括死区时间可变、工作
频率高达600kHz，并具有很多保护功能，例如LUVLO，
该保护采用LS管脚,以及一个可选择为锁定或A/R的保护可
方便使用。
.
占空比50%的变频控制，
用于半桥谐振变换器拓扑
.
.
.
.
.
.
.
高效率：-采用零电压-开关（ZVS）
高达600kHz工作频率
内置高端门极驱动器
采用的零电压开关（ZVS）技术减少了开关损耗，并显著
地提高了了效率。ZVS也能明显减小开关噪声，因此容许
采用参数较小的电磁干扰（EMI）滤波器。
大 门极驱动电流：+500mA/-1000mA
通过一个电阻可设计死区时间
轻载条件下频率限制（可编程）：脉冲间歇工作模式
FAN7631提供了搭建一个可靠的谐振变换器的所有必要条
件，并简化了设计、提高了生产率和性能。FAN7631也能
用于谐振变换器拓扑，比如串联谐振，并联谐振以及LLC
谐振变换器。
采用FI或LS管脚，可简易远程开/关控制，且具有锁定
或自动重启（A/R）功能
.
保护功能：过压保护（OVP），过载保护（OLP），
过流保护（OCP），异常过流保护（AOCP），内部
热保护（TSD），高精度线电压欠压保护（LUVLO）
相关资源
.
启动期间有电平-变化OCP功能
AN4151 — 采用FSFR系列飞兆功率开关（FPS™）的半桥
LLC谐振变换器的设计。
适用范围
.
.
.
.
.
等离子（PDP）与液晶（LCD）电视
台式计算机与服务器
视频游戏控制器
适配器
通信电源
订购信息
器件型号
工作结温
封装
包装方法
塑料管
FAN7631SJ
-40C ~ 130C
16-引脚式小尺寸封装(SOP)
FAN7631SJX
胶带&卷盘
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应用电路图
Lm
Llk
Cr
1
2
3
4
5
6
7
16
15
14
13
12
11
10
CON
RT
HVCC
HO
Vin
SS
CTR
Cdc-link
LVCC
DT
LVCC
LO
FI
SG
LS
PG
CS
8
9
Figure 1.
谐振半桥变换器的典型应用电
框图
LVCC
12
LS
8
LVCC
UVLO
Line UVLO
with Hys.
16
HVCC
VREF
HVCC
UVLO
Internal Bias
Current
2
Controlled
Oscillator
RT
High-Side
Gate Driver
15
14
HO
DT
CTR
50% Duty Cycle
< 600kHz
S/S
S/S end
VTH
Low-Side
Gate Driver
11
4
LO
DT
DT
Current Source Driver
For Protections & Soft-Start
3
1
SS
10
7
PG
SG
Burst Operation
CON
Line UVLO
Latch
Current
sensing
9
AOCP
TSD
-1
CS
OLP
A/R
S
OCP
OVP
S
Q
R
Q
R
LVCC < 5V
VSS = VSS_START ||
LVCC < LUV- ||
Current
sensing
VFI
Line Voltage NG
6
FI
Figure 2.
内部框图
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2
引脚布局
(1) CON
(2) RT
(3) SS
(4) DT
(5) NC
(6) FI
HVCC (16)
HO (15)
CTR (14)
NC (13)
LVcc (12)
LO (11)
PG (10)
CS (9)
FAN7631
(7) SG
(8) LS
Figure 3.
封装引脚配置（16SOP）
引脚说明
引脚号
1
名称
说明
该管脚可保护并启用/禁用该控制 IC。当该管脚电压高于0.6V，允许该IC工作。当该管脚电压
低于0.4V，禁止发送两只MOSFET的门极驱动信号。
CON
该管脚用于编程开关频率一般地，需要光耦连接到该管脚，用来控制开关频率来调节输出电
压。
2
3
RT
SS
该管脚可用来产生电流控制振荡器所用的阈值上限信号。通常该管脚可连接一个小电容，即使
在快速开/关测试中也可确保OLP延迟和软启动时限。
4
5
DT
NC
FI
该管脚可使用部电阻来调整死区时间。
未连接。
6
使用保护功能 / 故障输入。该管脚可用于闩锁保护，当该管脚的电压高于4VDC触发。
该管脚为控制部件的地线。
7
SG
8
LS
该管脚可检测线电压并触发欠压闭锁（LUVLO）。
该管脚用于检测流过主MOSFET的电流。典型地，负电压被施加到该引脚。
该管脚为电源地。该管脚连接到低端MOSFET的源极。
该管脚可产生低端门极驱动信号。
9
CS
10
11
12
13
14
15
16
PG
LO
LVCC
NC
CTR
HO
HVCC
该管脚为控制IC和低端驱动电路的供电电压。
未连接。
该管脚可连接至低端MOSFET的漏极。典型地，变压器连接到该管脚。
该管脚可产生高端门极驱动信号。
该管脚为高端门极-驱动的供电电压。
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3
绝对最大额定值
如果应力超过绝对最大额定值，器件就会毁损。在推荐的工作条件之上，该器件可能无法正常运行或操作。若超过推荐
的工作条件时间和力，该器件可能无法正常运行或操作，且不建议让器件在这些条件下长期工作。绝对最大额定值仅是
在TA=25C的额定应力值，除非另有说明。
符号
参数
最小值
-0.3
最大值
25.0
单位
V
HVCC 至 VCTR 高-端 VCC管脚至中央电压
HVCC
VHO
-0.3
625.0
HVCC+0.3
HVCC+0.3
-7.0
V
高端浮动电源电压
高端门极\驱动电压
高端偏置电压
VCTR-0.3
HVCC-25
-9.8
V
V
VCTR
V
在15VDC 施加于 HVCC 至 CTR 时VCTR允许的负向电压
低端电源电压
LVCC
VLO
-0.3
25.0
V
-0.3
LVCC
V
低端门极\驱动电压
控制引脚输入电压
电流检测（CS）管脚输入电压
RT引脚输入电压
VCON
VCS
-0.3
LVCC
V
-5
1.0
V
VRT
-0.3
5.0
V
fsw
10
600
kHz
V
建议开关频率
VLS
-0.3
LVCC
LS引脚输入电压
VFI
-0.3
LVCC
V
FI引脚输入电压
VSS
-0.3
V
SS 引脚输入电压
内置钳位(1)
内置钳位(1)
50
VDT
-0.3
V
DT 引脚输入电压
dVCTR/dt
PD
V/ns
W
允许的CTR电压转换速率
总功耗
1.24
最大结温(2)
+150
TJ
C
C
推荐的工作结温(2)
-40
-55
+130
TSTG
+150
存储温度范围
说明:
1.
V
SS 和 VDT 内部钳位于 5.0V，其容差在 4.75V 和 5.25V之间。
2. 所推荐的工作结温最大值受限于热关断保护。
热阻
符号
参数
数值
单位
θJA
102
ºC/W
结-环境之间热阻
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4
电气特性
TA=25C， LVCC=17V，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
电源部分
ILK
偏置漏电流
HVCC=VCTR
HVCC,START- 0.1V, VCTR=0V
LVCC START - 0.1V, VCTR=0V
50
μA
μA
μA
IQHVCC
IQLVCC
HVCC静态电源电流
LVCC静态电源电流
50
120
200
,
100
fOSC=100kHz, CLoad=1nF,
VCON > 0.6V, VCTR=0V
3.0
8
4.5
10
mA
mA
μA
HVCC工作电源电流
(RMS 值)(3)
fOSC=300kHz, CLoad=1nF,
VCON > 0.6V, VCTR=0V
IOHVCC
fOSC=300kHz, VCON < 0.4V,
VCTR=0V (无开关)
100
5
200
7
fOSC=100kHz, CLoad=1nF
VCON > 0.6V, VCTR=0V
mA
mA
mA
LVCC工作电源电流
(RMS 值)(3)
fOSC=300kHz, CLoad=1nF,
VCON > 0.6V, VCTR=0V
IOLVCC
10
2.6
14
fOSC=300kHz, VCON < 0.4V,
VCTR=0V (无开关)
3.5
UVLO 部分
LVCC,START
LVCC,STOP
LVCC,HYS
11.2
8.9
12.5
10.0
2.5
13.8
11.1
V
V
V
V
V
V
LVCC UVLO 导通阈值
LVCC UVLO 关断阈值
LVCC UVLO 滞环
HVCC,START
8.2
7.8
9.2
10.2
9.6
HVCC UVLO 导通阈值
HVCC,STOP HVCC UVLO 关断阈值
HVCC,HYS
振荡器 & 反馈部分
8.7
0.5
HVCC UVLO 滞环
VBH
VBL
VRT
0.54
0.60
0.66
V
V
V
脉冲跳变禁用阈值电压
脉冲跳变启用阈值电压
可调RT电压
0.36
1.5
48
0.40
2.0
50
0.44
2.5
52
RT=11.6kΩ, CSS=1nF
RT=2.7kΩ, CSS=1nF
fOSC
kHz
%
输出振荡频率
输出占空比
188
49
200
50
212
51
RT=11.6kΩ, CLoad=100pF
RT=2.7kΩ, CLoad=100pF
直流
48
50
52
软启动和重启部分
ISS1
ISS2
VCSS=0V, LVCC=17V
VCSS=1.6V, LVCC=17V
CSS=1nF, VCON=3V
CSS=1nF, VCON=3V
CSS=1nF, VCON=3V
3
mA
μA
V
软起动电流1
25
30
35
1.7
软起动电流2
VSS_START
VSS_END
VSSC
1.5
4.0
4.75
1.6
软启动启动电压
软启动结束电压
软启动钳位电压
4.2
5.00
300
530
4.4
V
5.25
V
RT
CSS=1.6V
fOSC_SS
RT=5.8kΩ
RT=2.7kΩ
kHz
mV
软启动期间的内部输出振荡器频率。
600
VRT-CON
60
120
启动时的RT-CON电压
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5
电气特性 (续)
TA=25C， LVCC=17V，除非另有说明。
最小
值
典型
值
最大
值
符号
参数
工作条件
单位
输出部分
LVCC=HVCC=17V,
Isource
500
mA
mA
峰值源电流
峰值灌电流
TJ=-40C ~ 130C
HVCC=17V,
Isink
1000
TJ=-40C ~ 130C
tr
tf
40
20
ns
ns
V
V
V
V
上升时间
下降时间
HVCC=17V, CLoad=1nF
VHOH
VHOL
VLOH
VLOL
保护部分
IOLP
1.0
0.6
1.0
0.6
高端门极信号的高电平 (VHVCC-VHO
)
高端门极信号的低电平
IO=20mA
低端门极信号的高电平 (VLVCC-VLO
)
低端门极信号的低电平
25
30
-0.37
200
-0.56
200
-1.10
50
35
μA
V
OLP 灌电流
VOLP
tBOL
VOCP
tBO
VAOCP
tBAO
OLP阈值电压
-0.42
150
-0.32
250
OLP 死区时间(3)
OCP 阈值电压
OCP 死区时间(3)
AOCP 阈值电压
AOCP 死区时间(3)
ns
V
-0.62
150
-0.50
250
ns
V
-1.21
-0.99
ns
ns
V
延迟时间(低端)从 VAOCP 检测至关闭(3)
tDA
250
23
400
25
VOVP
VLINE
ILINE
21
2.88
9
LVCC 过压保护
3.00
10
3.12
11
V
线路 UVLO 阈值电压
VLS Sweep, -40C ~ 130C
VLS=2V
μA
线路 UVLO 滞环电流
热关闭温度(3)
TSD
130
3.8
140
150
C
V
VFI
ILR
4.0
4.2
进行闩锁工作的故障输入阈值电压
闩锁保护保持LV CC 电源电流
闩锁保护复位LV CC 电源电压
LVCC=7.5V
100
150
μA
V
VLR
5
死区时间控制部分
RDT
RTD
Load=1nF
Load=1nF
100
250
150
350
50
200
450
死区时间
短路, CLoad=1nF
开路, CLoad=1nF
DT
ns
1000
100
600
推荐的死区时间范围
说明：
3. 该参数由设计保证；产品量产不测试。
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6
典型性能特征
这些特性图通常在 TA=25ºC下测得，除非另有说明。
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
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 4.
LVCC 启动电压 vs. 温度
Figure 5.
LVC停止电压 vs. 温度
1.20
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 6.
HVCC 启动电压 vs. 温度
Figure 7.
HVCC 停止电压 vs. 温度
1.20
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
090
0.85
0.80
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 8. 脉冲跳变禁用电压vs.温度
Figure 9. 脉冲跳变启用电压vs.温度
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7
典型性能特征 （接上页）
这些特性图通常在 TA=25ºC下测得，除非另有说明。
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
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 10. 可调 RT 电压 vs. 温度
Figure 11. 输出振荡频率 (RT
温度
1.20
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 12. 输出振荡频率 (RT
温度
Figure 13. 输出占空比 (RT
温度
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.70
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 14. 输出占空比 (RT
温度
Figure 15. ISS1 vs. 温度
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8
典型性能特征（接上页）
这些特性图通常在 TA=25ºC下测得，除非另有说明。
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
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
0
120
120
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 16. ISS2 vs. 温度
Figure 17. fOSC_SS RT=11.6kΩ) vs. 温度
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
1.20
1.1
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 18. fOSC_SS (RT=2.7kΩvs. 温度
Figure 19. VOLP vs. 温度
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
.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 20. IOLP vs.温度
Figure 21. VOCP vs. 温度
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9
典型性能特征（接上页）
这些特性图通常在TA=25ºC下测得。
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
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 22. VAOCP vs. 温度
Figure 23. VOVP vs. 温度
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
0.8
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 24. VLINE vs. 温度
Figure 25. ILINE vs. 温度
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
-20
0
25
50
75
100
120
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Temperature [℃]
Figure 26. VFI vs. 温度
Figure 27. 死区时间 (DT=150ns) vs. 温度
1.20
1.15
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
-40
-20
0
25
50
75
100
120
Temperature [℃]
Figure 28. 死区时间 (DT=350ns) vs. 温度
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功能说明
死区时间取决于下图。
1. 基本结构
FAN7631可驱动半桥谐振变换器的高端与低端MOSFET，
其脉冲互补，占空比为50%。其主要内部电路包括振荡器
、软启动电路、保护电路、低端与额定600V高端门极驱动
器。
Dead time(ns)
600
500
400
300
200
100
0
LVCC(12)、HVCC (16)与
SG（7）分别分配给电源电压与地管脚。LO（11）、HO
（15）、CTR（14）与PG（10）为需要在外部连接到MOS
FET的管脚。
关于保护，CON（1）用于跳变模式工作，FI（6）用于外
部锁定保护，LS（8）用于电源-
UVLO（电源欠压），CS用于漏极电流感测。
0
10
20
30
40
50
60
Dead time resistor (RDT, KΩ)
最后一点，RT（2）、CSS(3)与DT（4）分别用于工作频率
、软启动以及死区时间编程。
Figure 30. 死区时间 vs. RDT
2. 门极驱动器与死区时间编程
3. 内部振荡器
IC采用大电流门极驱动电路（电源：0.5A /
接收端：1A），涵盖了各种应用场合。门极驱动电路产生
的每个门极信号都是互补的，占空比为50%，其中包括了
死区时间，如图
3.1. 电流控制的振荡器
图
31给出了高度电流控制振荡器以及RT管脚的典型电路配
置。在内部，通过V/I变换器，RT管脚的电压被设定在2V
。振荡器电容CT的充/放电电流可通过对RT管脚流出电流
（ICTC）进行镜像获得。VCT不断地在
29所示。门极驱动电路的工作频率受控于RT管脚的流出电
流。
Dead time
VTL与VTH之间上升与降低，产生
锯齿波VCT。最终，SR触发器根据VCT产生了时钟信号。因
此，开关频率随着ICTC的增加而增加。
HO output
VTH = VSS_END
ICTC
VREF
+
S
R
Q
VCT
VTH
VTL
-
ICTC
-Q
LO output
+
2ICTC
CT
F/F
-
Rmax
time
Clock
V/I Converter
+
Figure 29. 门极驱动信
2V
-
Rmin
RT
PreScaler
Gate
Drive
死区时间可根据电阻RDT编程，范围为150ns到600ns，如图
30所示。在内部，通过V/I变换器，DT管脚的电压被设定
在1.4V，且IDT可通过RDT设置。IDT通过电流驱动器传送给
死区时间发生器。在死区时间发生器中，死区时间取决于
传送来的IDT，且与RDT成比例。死区时间随着RDT的增加而
增加。为了提高死区时间电路对高dv/dt开关瞬态的抗噪性
，采用了一个采样保持电路。然而，严重的噪声能影响死
区时间电路，且死区时间的最大范围也会减小。建议采用
一10nF左右的电容与DT管脚并联。另外，分流电阻RDT,Shor
t与RDT,Open在内部连接到DT管脚。这些都是为用来预防异
常情况，比如死区时间管脚开路或者短路。即使它短路到
地节点或者开路时，死区时间仍被限制到50ns（接地）与1
000ns（开路）之间。
2
Figure 31. 电流控制的振荡器
3.2. 最小与最大频率设置
如图31所示，
光电耦合器晶体管通过Rmax连接到RT管脚，用于调制开关
频率。在过载期间，光电耦合器完全关断，因此ICTC由Rmin
确定，其可决定最小频率。与此相反，最大开关频率出现
在光电耦合器完全导通条件。事实上，光电耦合器晶体管
的饱和电压最大是0.2V。考虑到饱和电压，最大频率可以
根据Rmax与Rmin进行设置。
最大与最小开关频率可根据下式计算：
ꢄꢄꢅꢆꢇ
ꢃ
ꢉꢊꢋꢌꢍꢇꢎꢏꢐ
ꢀꢁꢂ
ꢈ
ꢀꢁꢂ
(1)
ꢄꢄꢅꢆꢇ ꢄꢋꢅꢕꢇ
ꢀꢁꢂ= (
ꢔ
) ꢉ ꢊꢋꢌꢍꢇꢎꢏꢐ
ꢈꢑꢒꢓ
ꢈꢑꢖꢗ
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用。在tSS期间，VTH通过Q4与VSS同步，通过 VSS与振荡电
路VTL 的比较产生VCT。当 ISS2平滑地升高VSS时，开关频率
减小。VSS 达到 VSS_END (4.2V)，软启动结束。通过Q4，
4.软启动与自重启
一般地，在ZVS区，谐振变换器的输出电压增益与开关频
率成反比。常规软启动方法的实现要求由高到低扫描工作
频率。采样常规的软启动方式，所用管脚为SS，该管脚也
可用于自重启，如Figure 32 与 Figure 33所示。
VTH与VSS_END同步。VSS持续上升，直到达到VSSC(5V)。
4.2. 自重启
一 旦 IC 进 入 到 过 载 ， ISS2 被 禁 用 ， 且 VSS 开 始 以 IOLP
（30μA）放电，直到其脱离过载条件。如果条件不变，
VSS会持续地减少直到其达到VSS_START，开关工作停止。这
段时间就是过载保护延迟时间tOLP。开关停止后，VSS根据
Vref
Vref
IRT
VCT
S
R
VTH
VTL
IRT
Q
2IRT
RT
VRT
I
SS2与IOLP的互补状态上下变化四次。IC以软启动工作重
Gate Driver
VSSC
ISS1
VSSC
启。这种工作是自重启。如果其他保护被触发（AOCP与
TSD除外），开关立即停止，且IC能执行其自重启。
Rmax
Q4
ISS2
VSS_END
Q1
Q2
Rmin
SS
可以根据下式估算软启动时间 tSS、自重启时间 tAR以及
Current Source
Steering
VSS_START
/ VSS_END
OLP延迟时间tOLP：
CSS
Q3
Protection
Status
IOLP
2.6ꢂꢃꢄ
ꢃꢄꢄ=Cꢀꢀꢁ
ꢂꢀꢄ
3ꢅꢂꢆAꢄ
Figure 32. 软启动与自重启电路
2.6ꢂꢃꢄ
ꢃꢘꢈ=ꢙꢉCꢀꢀ
ꢃꢚꢜ=Cꢀꢀꢁ
ꢂꢀꢄ
(2)
4.1 软启动
3ꢅꢂꢆAꢄ
在软启动期间，开关频率的减小与VSS成反比例。当VRT
CON的压差为0.6V时，VSS开始充电。在启动开始时，作
与
3.4ꢂꢃꢄ
ꢂꢀꢄ
V
3ꢅꢂꢆAꢄ
用Q1选通 ISS1 （3mA），使VSS 迅速地上升至VSS_START
（1.6V），为起始开关频率做出准备，但是没有任何开关
导通。初始开关频率为预先设定的最小开关频率的6倍，
且不超过600kHz。然后作用Q2选通ISS2 （30μA），ISS1禁
ISS1
IOLP ISS2 IOLP ISS2 IOLP
Switching Stops at AOCP or OCP
Driving
Current
ISS1
ISS2
ISS2
ISS2
VSSC
VSS_END
VCT
VSS
VSS_START
VTL
tOLP
0V
tAR
tSS
No Switching
Switching Stops at OLP
(a) (b) (a or c)
S/S End
S/S Resumes
(a) Overload Condition (b) Normal Condition (c) OCP or AOCP Enable
Figure 33. 软启动与自重启波形
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6.1. 过载保护(OLP)
5. 脉冲跳变工作
当感应到的CS管脚电压跌落到低于VOLP (-0.37V)，且
持续超过OLP消隐时间tBOL (200ns); CSS开始以
空载条件下，为避免输出电压由于电压增益失真而升高，
FAN7631提供脉冲跳变功能。图 34 给出了控制（CON）
管脚的内部框图及其外部配置。
I
OLP放电直到SS管脚电压VSS达到VSS_START（1.6V）。随后
发出OLP，MOSFET关断。但是，如果OLP条件消失，CSS
不会被放电；相反地，它会被ISS1快速充电。
CON管脚典型地连接到光电耦合器的集电极引线上，且在
控制管脚电压跌落到低于0.4V时，IC停止切换，并在控制
管脚电压上升至0.6V时恢复切换。引起脉冲跳变的频率可
由下式得出：
如果VCON低于1V，OLP禁止。
6.2. 过流保护 (OCP)
当感应到的CS管脚电压跌落到低于VOCP (-0.54V)且持
续时间超过OCP消隐时间tBO（200ns）时，OCP被触发，
开关过程立即停止。
ꢊꢅꢙꢇ ꢕꢅꢆꢇ
ꢄꢅꢆꢇ= (
ꢔ
) ꢉ ꢄꢋꢋꢌꢍꢇꢎꢏꢐ
ꢈꢑꢒꢓ ꢈꢑꢖꢗ
(3)
6.3. 异常过流保护（AOCP）
如果次级整流二极管短路，di/dt非常高的大电流会在OCP
发生前流过MOSFET。一旦检测到的电压跌落到低于-
1.10V，AOCP就会在一个很短的50ns消隐时间tBAO后发生
，且开关过程立即停止。
Current Controlled
Oscillator
2
1
50% Duty Cycle
Rmax
CON
DT
Gate Driver
-
+
Rmin
6.4. 电平-变化 过流保护OCP）
H
0.6V / 0.4V
L
在软启动期间，OCP禁用，且AOCP启用自重启模式 取 代
锁定模式。
0.4V 0.6V
6.5. 过电压保护（OVP）
Figure 34. 脉冲跳变电路
当LVCC达到23V时，OVP触发。当采样变压器的辅助绕组
提供VCC至FPS™时，此保护得到使用。
6. 保护电路
FAN7631具有多个自保护功能：仅在软启动期间的电平变
化OCP、过载保护（OLP）、过流保护（OCP）、异常过
流保护（AOCP）、过压保护（OVP）、热保护（TSD）
以及电源欠压锁定（又称LUVLO或电源欠压）。电平-
变化OCP、OLP、OCP、OVP以及LUVLO都是自重启模式
保护，且AOCP、TSD以及FI输入都是锁定模式保护，如
图 35 所示。
6.6. 热关断（TSD）
一般地，控制器内部门极驱动电路的温升与开关频率的频
升成比例。内置热关断功能是为了检测异常过温，比如环
境温度或者IC内部地过驱动。在锁定模式下，如果温度超
过TSD (130C），热关断触发。
6.7. 电源-UVLO
在自重启模式保护中，一旦检测到故障条件，切换立即停
止，且MOSFET保持关断。在OLP情况下，如上所述，需
要 延 迟 时间tOLP 后 停止切换。当LVCC 跌落到LVCC,STOP
(10V)时，保护被复位。当LVCC跌落到VLR (5V)时， 锁 死
保护会复位。当LVCC达到LVCC,START
FAN7631包含一个精确的电源UVLO（或电源欠压）功能
，其具有可编程的滞环电压，如图36所示。在
VLS高于VLINE =3V时，此功能可以启动或重启动IC，反之
亦然。IC启动与停止电压之间的滞环电压，可以根据ILINE
编程。
(12.5V)时，IC恢复正常工作。
在正常工作中，比较器的输出是高电平，且ILINE是无效，
因此LS管脚的电压VLS可以通过电阻R1与R2分压获得。相
反地，当比较器的输出是低电平时，ILINE有效。可通过计
算流经R1的电流与ILINE的差值获得VLS。
OVP
A/R
S
Q
R
VSS = VSS_START ||
LVCC < LUV- ||
Line Voltage NG
如果有必要，CFilter可用来减少由变压器或开关变换的感应
噪声。一般地，依赖于噪声大小，可采用几百皮法到几十
纳法的电容。
3
9
OLP
OCP
Soft-Start
SS
CS
Switching
Shutdown
Diasble
During
S/S
Line UVLO
AOCP
TSD
-1
Latch
S
R
Q
LVCC < 5V
VFI
6
FI
Figure 35. 保护框图
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启动与停止输入电压可以通过下式计算：
8. 电流检测方法
FAN7631采用了一种负电压检测方法来检测MOSFET的漏
极电流。该方法可使IC忽视
MOSFET的驱动电流，因此允许采用电阻检测方法，且采
用一个低时间常数的滤波器。也可以采用电容检测方法。
R1 R2
R2
Vdclink,STOP VLINE
(4)
Vdclink,START Vdclink,STOP ILINE R1
8.1. 电阻检测方法
dc-link
IC检测漏极电流，信号为负电压，图
38所示。合理的滤波器时间常数范围可为一个工作周期的
1/30~1/10。
R1
Ids
LS
2
Line Good
VLINE
ILINE
R2
CFilter
VCS
HO
Cr
Figure 36. 电源-UVLO
CTR
CDL
Np
Ns
VCS
Filter
CS
SG
PG
7. 简易遥控-On/Off
Ns
在锁定模式或自重启模式下，功率电路停工，如图
RSENS
37所示。
Ids
Figure 38. 电阻检测
对于锁定模式保护电路，需要采用FI管脚，一旦FI管脚电
压通过光电耦合器被拉高到VFI(4V)时，立即停止开关过程
。
8.2. 电容检测方法
漏极电流可以采用一个额外的与谐振电容并联的电容检测
，如 39所示。在低端开关导通时，通过CB的电流
CB流经CB，RSENSE形成VSENSE。根据Cr与CB.的阻抗比，
CB是按比例缩小的Ip。一般地，CB与Cr比较合适的比值为1
图
为配置外部自重启模式保护电路，采用了一个光电耦合器
与LS管脚。当LS管脚电压低于VLINE（3V）时，IC停止工
作。当光电耦合器结束拉低时，IC本身可以完成自重启。
I
I
/100~1/1000。RD可用作阻尼器，来减小由开关转换产生的
噪声。可选为几百到几千欧姆。
LVCC
External
Protection
VFI
ip
FI
6
Pulled up à
Rbias
Stop Switchinith
Latch
VSENSE
HO
CDL
dc-link
CTR
Line
Sensing
Resistor
Np
Pulled Down à
Stop Switching with
A/R
N
s
R1
External
Protection
LO
PG
Ip
LS
8
CS
Line OK
SG
PG
RD
N
s
SG
iCB
VLINE
ILINE
RFilter
R2
VSENSE
CB
CFilter
RSENSE
Cr
Figure 37. 外部保护电路
(上图：锁定模式，下图：A/R模式）
Figure 39. 电容检测
VSENSE可以通过下式估算：
pk CB
Vsense ICr
Rsense
(5)
Cr
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物理尺寸
Figure 40. 16-引脚式小尺寸封装(SOP)
封装图纸是作为一项服务，提供给考虑飞兆半导体产品的客户。具体参数可进行改动，且无需做出相应通知。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，保修涉及飞兆
半导体的全部产品。
即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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本文为中文翻译稿，仅供参考；Fairchild 半导体虽然合理谨慎从事以确保本文的准确和完整，但没有明示或暗示保证本文没有任何错误和疏忽；
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相关型号：
FAN7631SJ
Advanced Pulse Frequency Modulation (PFM) Controller for Half-Bridge Resonant Converters
FAIRCHILD
FAN7631SJX
Advanced Pulse Frequency Modulation (PFM) Controller for Half-Bridge Resonant Converters
FAIRCHILD
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