概述：FA564X系列绿色模式准谐振IC的具体型号有FA5640、FA5641、FA5642、FA5643、FA5644、FA5648，是Fuji (富士)公司生产的的半桥LC谐振变换集成电路，具有外围电路简单、待机特性好等优点，现已广泛用于液晶彩电、电脑工控等电源电路中。该系列开关电源控制IC采用8脚小尺寸SOP-8封装，其表面丝印为简称“564x" ，如图1所示。概述该系列芯片采用零电压软开关技术，内部集成有欠压锁定检测振荡器、比较器、分频器、延时器、或非门、电平移相器、栅/门极驱动器功率输出开关管计数器、RS触发器、过压/过流/过热保护与线电压欠压保护等电路。


一、FA5641功能和特性

(1)低电流消耗，工作电流仅为0.85mA ;

(2)通过开通-关断宽度检测，控制谷底跳跃数;

(3)在轻负载下，工作于突发模式，以提高工作效率;

(4)内置驱动电路，直接驱动功率MOSFET管，输出电流0.5A(灌电流)/ 0.25A(拉电流);

(5)内置过载保护功能;
(6)基于次级侧进行过压检测，内置锁定保护功能;
(7)通过检测线电压，对IS引脚最大输人阈值电压和脉冲停止阈值电压进行补偿;
(8) 内置欠压锁定功能，FA5640、FA5641、FA5643、FA5644、FA5648的启动阈值电压为14V，FA5642的启动阈值电压为10V。FA564X系列芯片的引脚功能见表1，其内部电路基本相同，但部分参数有所差异，具体参数见表2。


二、FA5641引脚功能与芯片参数



三、FA5641主要特点简述

1.启动

       当电源启动后，电流从启动电路VCC引脚流出，并通过VH引脚给VCC引脚外接电容充电，vCC端电压开始上升。当vCC端电压超过阈值电压14V(FA5642的启动阈值电压为10V)时，内部工作电源开启，IC开始运行。如果此时由开关变压器辅助绕组提供的电压高于9V，则启动电路仅在启动时运行，一旦启动完毕，VCC端改由辅助绕组供电，相关波形如图2所示;如果此时辅助绕组提供的电压低于9V，且VCC电压在9V~11V之间时，IC能够维持运行，但启动电路反复开启/关断，相关波形如图3所示。

2.突出模式

      当FB引脚电压低于脉冲关断阈值电压时，停止开/关脉冲输出;当FB电压超过脉冲关断阈值电压时，则恢复输出开/关脉冲，如图4所示。当FB电压过高时，输出连续脉冲;当FB电压过低时，可获得长周期的突发频率脉冲。当输人电压为低电压时，脉冲关断阈值电压为0.45V，而当输人电压为高电压时，脉冲关断阈值电压转换为0.35V，以便获得输入电压补偿。


3.过载保护
       FA5640、FA5641、FA5642、FA5643、FA5648的过载保护为自动恢复型。如果IC内部电路判断系统进入过载状态，且持续时间超过200 ms，则芯片内置定时器会强行停止开关脉冲输出。当开关管停止工作后，由辅助绕组给芯片提供的vcC电压亦终止，VCC引脚电压会低于9V，此时启动电路开始工作，将vCC电压维持在9V~11V之间，相关波形参见图3。在过载状态持续时间超过1600ms后，芯片内部电路恢复开关脉冲输出。此时，如果过载状态仍然存在，则重复上述停止与恢复过程;如果过载现象已消除，则恢复正常运行。
      FA5644的过载保护为定时锁定型。当IC内部定时器检测到系统过载，且时间超过256ms时，IC将停止开关脉冲输出，并进入锁定状态。此时，芯片的vCC端由启动电路供电。在过载现象消除后，需断电后再上电，这样才能正常启动工作。
4.次级过压保护
        该系列芯片的①脚(ZCD)具有逐周期检测变压器辅助绕组电压的功能。若因某种原因导致输出电压过压时，辅助绕组电压同样上升。如果①脚电压高于6V，且持续时间超过60us，则芯片停止开关脉冲输出，并进入锁定状态，直至输入电压中断vCC降至欠压保护(UVLO)关断阈值电压(8V)。
5.变压器短路保护
       FA5643具有变压器短路保护功能。当③脚(IS)电压超过0.97V时，IC内部电路立即进人锁定状态。若要解除锁定，需中断输入电压使VCC低于欠压保护(UVLO)关断阈值电压(8V即可。

四、FA5641应用电路简析


       在创维168P-P39ETU-10型电源板中，采用FA5643作为DC-DC变换电路的控制芯片，如图5所示。T601为脉冲变压器;Q613、Q614构成短路保护电路。Q102 、Q613、Q614组成FA5643(IC607)启动电压开/关电路。C607为谐振电容，与T601中的电感一起组成LLC谐振电路;C624、D605、R627、R626、L610构成24V电压的滤波电路;C623、R619、R625、L609构成12V电压的滤波电路。R503 、R618为24V电压采样电阻;R504、R617为12V电压采样电阻。

1.启动过程

       当PFC电路正常工作后，输出的vCC电压通过三极管Q102加到Q614的e极，经Q613、Q614稳压后输出+18V电压，送给IC607的⑥脚，IC607的⑤脚输出PWM脉冲，开关管M602导通，在T601初级线圈中产生变化的电流，则T601次级线圈产生感应电动势，IC607的①~③脚内部电路开始工作，这时⑧脚内部电路停止给⑥脚供电，启动过程完成。T601的次级绕组产生的感应电压经二极管及电容、电阻滤波后，得到12V、24V电压，从而实现DC-DC转换。

2.稳压过程

       当12V或24V输出端的电压偏高时，此偏高的电压经电阻分压取样，使得光电耦合器IC104的①脚电压升高;同时，分压使得三端精密稳压器IC605的R极电压升高，则IC605 的K极电压下降，即IC104的②脚电压降低，这样就使得IC104的①、②脚间的电压增大，其内部发光二极管发光增强，③、④脚内部的光敏三极管导通程度加深，相当于其c、e极间等效电阻减小，IC607的②脚得到的反馈电压降低，则开关管在一个周期內的导通时间缩短，T601次级各绕组的感应电压相应降低，使12V、24V输出端的电压恢复到正常值。当12V或24V输出端的电压偏低时，其稳压过程与上述相反。

3.过压、过流保护过程

       当IC607的⑥脚供电电压超过典型阈值( 15.5V)时，过压保护电路会马上起控，强制振荡器停止振荡，关管因无驱动信号而关断，从而实现过压保护。当由于某些原因使得功率输出回路的电流过大时，过大的电流经R601取样、C606积分后，反馈给IC6的③脚。只要IC6的③脚高于0.9V且持续时间超过60us时，过流保护电路起控，振荡器停止振荡，开关管因无驱动信号而关断，从而实现过流保护。